Die jüngste Entdeckung des Exoplaneten Kepler-452b, der in seinen Eigenschaften sehr nahe an der Erde liegt, hat erneut das Interesse an einer möglichen Begegnung mit außerirdischem Leben geweckt. Dieses Problem wurde jedoch lange Zeit in eine praktische Ebene übersetzt: Zu Beginn des Weltraumzeitalters entwickelten die UdSSR und die USA ein einheitliches System zum Schutz der Erde vor fremden Mikroorganismen - und umgekehrt.
Was sind die Vor- und Nachteile dieses Systems? Und bieten die neuesten Entdeckungen von Astrobiologen und Planetenforschern Gründe, die strengen Quarantäneregeln zu schwächen? Jetzt werden wir versuchen, es herauszufinden …
Sie können nicht zulassen, dass jemand anderes auf unserem Planeten lebt - und auf die gleiche Weise können Sie keine fremden Planeten mit Ihrem Leben infizieren, wenn auch nur ein eigener Verdacht besteht. Dieses Mantra, wenn auch ein wenig mit anderen Worten, klang auf der Erde fast zu Beginn der Ära der Weltraumforschung. 1967, auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges, schlossen die UdSSR und die Vereinigten Staaten, zu dieser Zeit die einzigen Länder, die zu einer solchen Erforschung fähig waren, den Weltraumvertrag ("Vertrag über die Grundsätze für die Aktivitäten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraums, einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper").), wo insbesondere das Prinzip der Nichtinfektion erstmals verkündet wurde.
In Kapitel IX heißt es: „Die Vertragsstaaten des Vertrags führen die Untersuchung und Erforschung des Weltraums einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper so durch, dass deren schädliche Verschmutzung sowie nachteilige Veränderungen der Erdumwelt aufgrund der Lieferung von außerirdischer Materie und zu diesem Zweck vermieden werden Notwendige Maßnahmen ergreifen."
Es ist merkwürdig, dass seitdem und bis heute nichts Vergleichbares zwischen den Mitgliedern des schnell wachsenden Clubs der Weltraumstaaten stattgefunden hat - auf jeden Fall weiß die Öffentlichkeit nichts darüber. Wir wagen es vorzuschlagen, dass in was, in was und in diesem Raum jedes Weltraumland in voller Solidarität mit den Vertragsparteien war.
Was zu tun ist
Das Problem ist, dass seit der Unterzeichnung dieses Vertrags ein halbes Jahrhundert vergangen ist und die Wissenschaftler immer noch keine Einigung darüber erzielt haben, wie sie diesen einhalten sollen. Es ist klar, dass wir, wenn wir plötzlich auf grüne Männer stoßen und sogar mit Waffen ausgerüstet sind, versuchen werden, uns von ihnen fernzuhalten, es sei denn, wir tauschen Botschaften aus, die zuverlässig vor fremden Einflüssen geschützt und höchstwahrscheinlich auf den nächsten Satelliten platziert sind, ohne jeglichen Anschein von Leben. Wir sprechen jedoch in erster Linie nicht über diese Science-Fiction, sondern über den Schutz terrestrischer Mikroorganismen vor Außerirdischen und umgekehrt. Daher wird die im Weltraumvertrag genannte Verschmutzung von Wissenschaftlern in zwei Kategorien unterteilt - direkte Kontamination fremder Mikro-Leben durch unsere Mikroben (Vorwärtskontamination) und Rückwärtskontamination (Rückkontamination).in denen die Infektion der Erdbiosphäre durch fremde Organismen möglich ist.
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Der Astronaut Neil Armstrong gibt seinen Söhnen einen Kuss aus der Quarantäne in Houston, nachdem er am 27. Juli 1969 vom Mond zurückgekehrt ist.
Wir betonen: Während unserer gesamten Raumfahrt wurden noch keine Spuren fremder einzelliger Organismen gefunden, so dass es möglich ist, dass dies überhaupt nicht der Fall ist. Aufgrund allgemeiner Überlegungen sollte jedoch weiterhin davon ausgegangen werden, dass sie vorhanden und reichlich vorhanden sind, sodass wir die Möglichkeit einer direkten und einer umgekehrten Verschmutzung nicht ausschließen können.
Es ist auch möglich, dass der Fremde, wenn die Gefahr einer Verschmutzung besteht, gering ist - selbst wenn eine fremde Mikrobe, eine fremde Spore oder ein Bakterium in terrestrische Bedingungen gerät, und unter den unzähligen unbekannten Mikroorganismen, gegen die er keinen Schutz hat, mit hoher Wahrscheinlichkeit stirbt. wie es den kriegführenden Mars-Aliens in HG Wells 'War of the Worlds passiert ist. Wenn es jedoch überlebt und sich zu vermehren beginnt, wird sich die Situation auf den Kopf stellen und es wird bereits zu einer tödlichen Bedrohung für das Leben auf unserem Planeten. Gleiches gilt für terrestrische Mikroorganismen, die in andere Planeten eindringen, wo sie vermutlich ihr eigenes Leben haben können. Daher muss das Prinzip "nicht infizieren" mit der unwahrscheinlichen Wahrscheinlichkeit einzelliger Apokalypsen strikt eingehalten werden.
Umgekehrte Verschmutzung
Die Menschen befassen sich hauptsächlich mit umgekehrter Verschmutzung: Es ist wichtig zu verstehen, wie tödliche Invasionen von außen vermieden werden können. Da außerirdische Mikroorganismen noch nicht gefunden wurden, arbeiten Wissenschaftler mit terrestrischen Babys - Extremophilen, die unter extremen Bedingungen leben und sich vermehren können - bei sehr hohen Temperaturen, in Weltraumkälte, bei übermäßigem Druck und hoher Strahlung. Es ist nicht bekannt, ob die in unserem Land existierenden Extremophilen in der Lage sind, die Biota eines ganzen Planeten zu zerstören, der nicht auf ihren Angriff vorbereitet ist, aber die Tatsache, dass diese theoretischen Mörder Extremophile sein müssen, steht außer Zweifel. Und solche Extremophilen sind, wie sich herausstellt, auf der Erde völlig ausreichend.
Und wir sprechen nicht nur von Bakterien, die im Weltraum oder in Kernreaktoren mit Millionen Rad Strahlung leben können - Organismen sind noch komplexer und resistenter gegen "extreme". Beispielsweise führt das Moskauer Institut für biomedizinische Probleme der Russischen Akademie der Wissenschaften seit etwa zehn Jahren Experimente an der ISS durch, bei denen Container mit verschiedenen Organismen auf der Außenfläche der Station installiert und dort monatelang oder sogar jahrelang aufbewahrt werden. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass zusätzlich zu den Bakteriensporen - Champions im Überleben - unter Vakuum- und Temperaturänderungen von minus 90 bis plus 90 Grad Celsius einige Pilzsporen überleben, selbst nach 31 Monaten Wiederbelebung der Mückenlarven, Radieschen und Gerstenspitzen.
Mikroorganismenstämme der Internationalen Raumstation.
Das Problem des Schutzes vor einer erneuten Infektion aus der Theorie wurde bereits in den 60er Jahren zu einem praktischen Flugzeug, als amerikanische Astronauten den Mond besuchten und mit Mondbodenproben zurückkehrten. Zu dieser Zeit wussten die Wissenschaftler nicht, ob es Leben auf dem Mond gab (natürlich in Form von Bakterien, nicht von grünen Männern), und der Schutz vor vermeintlichen Mondbewohnern war sehr umständlich und ernst, obwohl sein Hauptprinzip einfach war: „Wenn Sie gehen, waschen Sie Ihre Hände und Wische deine Füße ab. Auf dem Mond versuchten die Kosmonauten, keinen Staub mit in das Wiedereintrittsmodul zu bringen und es nicht auf der Oberfläche des Raumfahrzeugs absetzen zu lassen. Nach ihrer Rückkehr befanden sich die Mitglieder der Mondexpedition drei Wochen lang in Quarantäne, und die Proben wurden in einem speziellen Labor in Houston untersucht, wobei alle Vorsichtsmaßnahmen getroffen wurden, bis nachgewiesen wurde, dass sie keine Mondmikroorganismen enthielten.
Noch schwerwiegender sind die Methoden der NASA zum Schutz vor Kontamination durch mögliche Abgabe von Bodenproben vom Mars zur Erde. Das Prinzip des "Unterbrechens des Kontaktkreises" wird hier funktionieren, bei dem Geräte, die direkten oder indirekten Kontakt mit dem Mars hatten, nicht zur Erde zurückkehren. Vor dem Einsteigen in das Schiff werden die Bodenproben in einem speziellen Behälter verpackt und auf der Erde unter Berücksichtigung der Vorsichtsmaßnahmen untersucht, die heute bei der Arbeit mit dem Ebola-Virus angewendet werden. In der Zwischenzeit gibt es nach Angaben von Vertretern der NASA keine Laboratorien, die gemäß diesen Anforderungen ausgestattet sind, und es ist nicht bekannt, wann sie eingerichtet werden.
Es stimmt, es ist noch Zeit. Erstens gibt es höchstwahrscheinlich keine Mikroorganismen auf der Marsoberfläche: Viele hundert Millionen Jahre Super-Dürre hätten sie zerstören sollen. Wenn sie überlebten, war es tief unter der Oberfläche, wo das Wasser aufbewahrt wurde, und laut Wissenschaftlern erwarten uns in diesen Tiefen erstaunliche Überraschungen. Zweitens ist eine Rückreise zum Roten Planeten noch nicht vorbereitet, da ein solcher Besuch heute unerschwinglich teuer sein wird.
Flugingenieur Donald Pettit (ISS Expedition 6) sammelt Wasserproben zur Analyse (Warmwasserbereiter im Zvezda-Modul).
Und hier stehen Wissenschaftler vor einem Paradoxon. Einerseits geben unerreichbare Vorsichtsmaßnahmen auch heute noch keine 100% ige Garantie für den Schutz der Erde vor einem Alien-Killer-Virus, da wir einfach nicht wissen, was wir tun müssen. Wenn wir andererseits nichts Lebendiges auf die Erde bringen können, können wir dieses Lebewesen dementsprechend nicht studieren. Das System leidet somit sowohl an Unvollständigkeit als auch an Redundanz.
Direkte Verschmutzung
Direkte Verschmutzung ist auch nicht einfach. Obwohl dieser Teil des Weltraumvertrags auf dem edlen Wunsch beruht, anderen Welten keinen Schaden zuzufügen, sind Wissenschaftler eher besorgt über einen weiteren Aspekt der Kontamination fremder Biota mit terrestrischen Mikroben. Sie befürchten die Schwierigkeiten, die mit einer solchen Verschmutzung bei der Suche nach Mars-Mikroorganismen oder zumindest chemischen Spuren ihres Stoffwechsels verbunden sind. Es ist unwahrscheinlich, dass das terrestrische Bakterium ein Massaker für die Bewohner des Roten Planeten arrangiert. Nachdem es jedoch in den Boden eingedrungen ist, kann es mutieren und sich an neue Lebensbedingungen anpassen. Wenn es gefunden wird, wird es möglicherweise nicht erkannt und für einen Anwohner gehalten.
Das Verfahren, das eine direkte Kontamination verhindern soll, ist die Sterilisation. Vor dem Start erwärmt die NASA alle Teile des Raumfahrzeugs auf 110 Grad (über dem Siedepunkt von Wasser), wodurch die meisten Mikroorganismen zerstört werden. Die Teile, die nicht aufgewärmt werden können, werden mit Alkohol gewaschen. Unsere Spezialisten, die sich auf den Flug zum Mars vorbereiteten, der 1994 nie stattfand, setzten alle Komponenten des Raumfahrzeugs (außer der Elektronik) Gammastrahlung aus. Aber weder diese Maßnahme noch eine zusätzliche "Sterilisation" während des Durchgangs des Schiffes durch dichte Schichten der Atmosphäre können alle Mikroben auf seiner Oberfläche zerstören. Es wird angenommen, dass ein Schiff auf einem Planeten gepflanzt werden kann, wenn nach der Verarbeitung nicht mehr als 500 Sporen auf einem Quadratmeter seiner Oberfläche vorhanden sind. Na und? Desinfektion funktioniert also nicht?
Wenn Kolonisten auf dem Mars auftauchen, wird jeder Austritt an die Oberfläche auch von einer Sterilisation begleitet, deren Verfahren dem bei der Arbeit mit dem bereits erwähnten Ebola-Virus ähnelt. Dies wird die Kosten einer bereits teuren Mission der Zukunft erheblich erhöhen und die Arbeit der Forscher erheblich erschweren.
Vor kurzem ist in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine Kontroverse darüber ausgebrochen. Im Jahr 2013 veröffentlichten Dirk Schulze-Makuch, Astrobiologe an der University of Washington, und Astrophysiker Alberto Fairén am SETI-Institut einen Artikel mit dem Titel "Overprotecting Mars" in Nature. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, das kostspielige Verfahren zur Sterilisation des Raumfahrzeugs zu überarbeiten, da es "die Suche nach Leben auf dem Mars unnötig verbietet". Einige Wochen später veröffentlichte dieselbe Zeitschrift einen Artikel von Catharine A. Conley und John D. Rummel, Astrobiologen bei der NASA, mit dem Titel "Mars zweckmäßig verteidigen", in dem sie diese Verteidigung rechtfertigten. "Wir können nur dann finden, wonach wir suchen, wenn wir den Mars nicht mit Leben infizieren, das von der Erde gebracht wurde", sagten die Wissenschaftler.
Es muss davon ausgegangen werden, dass im Gegensatz zur umgekehrten Verschmutzung, vor der immer Schutz besteht, der Schutz vor direkter Verschmutzung zu einer vorübergehenden Maßnahme werden kann, die nur im Stadium der Untersuchung des Mars akzeptabel ist. Aber da die Menschheit andere Planeten nicht nur studieren, sondern auch bevölkern wird, werden die Kolonisten in diesem Stadium nicht mehr der Sentimentalität über das getötete Mikroleben gewachsen sein. Heute scheint die Idee, andere Planetensysteme zu besiedeln, ein Märchen zu sein, da wir heute nicht einmal in der Lage sind, sie zu erreichen, und die Besiedlung des Mars scheint uns eine entfernte und nicht realisierbare Science-Fiction zu sein. Aber ernsthafte Wissenschaftler bauen bereits langfristige Pläne auf, um den Roten Planeten in eine zweite Erde zu verwandeln. Und dann, vielleicht, um das Leben eines anderen zu schützen, werden die Leute es angreifen.
Im Allgemeinen ist die Erde klar, aber es gibt eine andere Meinung über den Mars
Es macht keinen Sinn, den Mars vor Kontamination durch terrestrische Mikroben zu schützen und große Summen für die gründliche Sterilisation von automatischen Mars-Sonden auszugeben - terrestrische Mikroorganismen, die vor Milliarden von Jahren mit Meteoriten auf den Roten Planeten gelangt sind, schreiben amerikanische Astrobiologen in einem Artikel, der in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde.
Seit Beginn des Weltraumzeitalters haben Wissenschaftler die strengsten Maßnahmen ergriffen, um fremde "Ökosysteme" vor einer möglichen Kontamination durch terrestrische Mikroorganismen zu schützen. Diese Praxis ist im Vertrag von 1966 über die Prinzipien der Aktivitäten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraums verankert - sie schreibt vor, eine schädliche Verschmutzung des Mondes und anderer Himmelskörper zu vermeiden. Maßnahmen für das interplanetare "Antiseptikum" werden vom Internationalen Komitee für Weltraumforschung (COSPAR) entwickelt.
Besonders strenge Anforderungen werden an die zum Mars fahrenden Landungssonden gestellt - auf diesem Planeten kann es nach Ansicht von Wissenschaftlern zu mikrobiellem Leben kommen, und seine Kollision mit irdischen "Gästen" kann zu unvorhersehbaren Folgen führen. Darüber hinaus wird angenommen, dass die Entstehung terrestrischer Mikroben es sinnlos machen könnte, zu versuchen, das "ursprüngliche Marsleben" zu entdecken.
Die Astrobiologen Alberto Fairen von der Cornell University und Dirk Schulze-Makuch sind jedoch der Ansicht, dass diese Vorsichtsmaßnahmen seit mehreren Milliarden Jahren keinen Sinn mehr ergeben haben.
„Wir glauben, dass das Leben auf der Erde höchstwahrscheinlich bereits auf den Mars übertragen wurde. Das Leben auf der Erde existiert seit mindestens 3,8 Milliarden Jahren, so dass genügend Zeit für den natürlichen Übertragungsprozess vorhanden war - durch Meteoriteneinschläge … Außerdem war die Häufigkeit von Meteoritenstürzen in der Vergangenheit höher als heute “, schreiben die Wissenschaftler. …
Sie stellen fest, dass derzeit die Möglichkeit der Übertragung von Mikroorganismen mit "vorbeiziehenden" Meteoriten als erwiesen angesehen werden kann. Der Prozess des interplanetaren Transfers beginnt mit dem Aufprall eines großen Weltraumkörpers auf einen bewohnten Planeten - dieser Aufprall kann in den Weltraum gelangen, der groß genug ist, um Gesteinsreste zu bilden, in denen Mikroorganismen auftreten können.
Dann können diese Trümmer auf den Mars fallen - während die Mars- und Mondmeteoriten auf die Erde fallen. Die Überlebenschancen von "Passagieren" sind aufgrund der relativ dünnen Marsatmosphäre erhöht, in der sich Meteoriten beim Fallen weniger erwärmen als auf der Erde.
Fairen und Schulze-Makuch schlagen vor, dass terrestrische Mikroorganismen, die vor Milliarden von Jahren zum Mars kamen, als die Bedingungen auf diesem Planeten viel günstiger waren, inzwischen verschwunden sein könnten. In diesem Fall ist es nicht sinnvoll, sich über die Kontamination durch Raumsonden Gedanken zu machen. Wenn das Leben auf dem Mars unabhängig vom irdischen Leben entstand, kollidierte es vor Milliarden von Jahren mit irdischen "Gästen". Mars-Mikroorganismen sehen, falls sie noch existieren, nichts Unerwartetes, wenn sie auf Mikroben treffen, die von automatisierten Stationen gebracht werden.
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Wissenschaftler glauben, dass der Mars mit einem sehr hohen Maß an Vertrauen bereits von terrestrischen Mikroben als "erobert" angesehen werden kann. "Daher ist es bereits zu spät, den Mars zu verteidigen … und wir können die Maßnahmen des Planetenschutzes sicher schwächen", heißt es in dem Artikel.
Die Autoren glauben, dass Sterilisationsmaßnahmen nur in Fällen erforderlich sind, in denen automatische Sonden die Umgebung untersuchen, in der das Leben auf dem Mars ab und zu existieren kann - nur um die Mikroorganismen der Aborigines und die mit ihnen mitgebrachten nicht zu verwirren.
"Da die interplanetare Forschung weltweit mit erheblichen Budgetkürzungen konfrontiert ist, ist es wichtig, unnötige Ausgaben zu vermeiden und Steuergelder auf Missionen umzuleiten, die den bedeutendsten Beitrag zur Erforschung der Planeten leisten können", schreiben die Wissenschaftler.
Sie glauben, dass Maßnahmen zum Schutz vor potenzieller Kontamination für Orbitalsonden aufgehoben und für Rover und Lander ernsthaft überarbeitet werden können.
Vladimir Pokrovsky