Guarda quella bella foto panoramica del sito di atterraggio dell'Apollo 16 il 23 aprile, 1972. E se un microbo avesse fatto l'autostop da questi altopiani lunari alla Terra a bordo della navetta? Guarda le immagini dell'esplorazione dello spazio. Immagine per gentile concessione della NASA Nel 1972, la missione Apollo 16 è tornata sulla Terra con 731 campioni di roccia e suolo prelevati dagli altopiani centrali lunari, che alla fine hanno inviato ai laboratori di tutto il mondo. Uno di quei laboratori è stato sepolto sotto l'Area 51, l'installazione militare top secret situata nel sud del Nevada. Là, un team di geologi e astrobiologi ha recuperato spore di origine sconosciuta dalla superficie di una roccia e ha immagazzinato le strutture riproduttive per ulteriori studi.
Le peculiari spore rimasero dormienti fino al 1974, quando germogliarono improvvisamente, infettando decine di operatori di laboratorio e producendo sintomi simili a quelli causati dal virus Ebola. L'epidemia, noto come Episodio di Crenshaw dopo che la prima persona a contrarre la misteriosa malattia, ha causato sette vittime fino a quando le autorità di laboratorio non sono riuscite a contenere i microbi e prevenire ulteriori infezioni.
Ora la buona notizia:abbiamo mentito. La storia precedente, almeno la parte sull'episodio di Crenshaw, è una fabbricazione completa. E la cattiva notizia:si basa su eventi che potrebbero davvero accadere.
Infatti, La NASA ha creato il Planetary Protection Office negli anni '60 per considerare scenari come questi. Sul serio? La NASA spende davvero i sudati soldi dei contribuenti per studiare gli insetti extraterrestri? Scommetti. E non è solo perché i funzionari dell'agenzia sono preoccupati per un microbo lunare o marziano che sta spazzando via la popolazione terrestre. Sono anche preoccupati per quello che potrebbero fare i nostri germi se prendessero piede su un altro pianeta. Alcuni batteri trapiantati potrebbero confondere le future ricerche sulla vita o, peggio, uccidere qualsiasi organismo indigeno.
Sì, Signore, gli esseri umani rimuginano su questo problema da decenni. Quando John F. Kennedy pronunciò il suo discorso "scegliamo di andare sulla luna" nel 1962, gli scienziati avevano già discusso la questione nel settembre 1956, quando la Federazione Astronautica Internazionale convocò a Roma il suo settimo congresso.
Quasi esattamente un anno dopo, l'Unione Sovietica ha lanciato lo Sputnik, inaugurando la corsa allo spazio e spostando il concetto di contaminazione lunare e planetaria da una vaga possibilità a una realtà improvvisa e spaventosa.
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Sebbene astronomi e astrobiologi abbiano discusso della protezione planetaria già nel 1956, non si mobilitarono realmente fino al 1958. Nella primavera di quell'anno epocale, la National Academy of Sciences ha creato lo Space Science Board per studiare gli aspetti scientifici dell'esplorazione umana dello spazio.
entro giugno, l'Accademia, sulla base delle raccomandazioni del consiglio, ha condiviso le sue preoccupazioni sulla contaminazione con il Congresso internazionale delle unioni scientifiche (ICSU), sperando di rendere il problema una preoccupazione globale. Cosa ha fatto l'ICSU? Formare un comitato su Contaminazione da esplorazione extraterrestre ( CETEX ) per valutare se l'esplorazione umana della luna, Venere e Marte potrebbero portare alla contaminazione. I ragazzi del CETEX pensavano che i microrganismi terrestri avrebbero poche speranze di sopravvivere sulla luna, ma che potrebbero essere in grado di guadagnarsi un'esistenza su Marte o Venere. Di conseguenza, CETEX raccomandava che gli esseri umani inviassero solo veicoli spaziali sterilizzati, compresi orbiter che potrebbero avere impatti accidentali, a quei pianeti.
Nell'autunno del 1958, l'ICSU decise che era giunto il momento di formare un altro comitato per la protezione planetaria. Questo, Conosciuto come il Comitato per la ricerca spaziale , o COSPAR , alla fine arrivò a sovrintendere agli aspetti biologici dell'esplorazione interplanetaria, compresa la sterilizzazione dei veicoli spaziali e la quarantena planetaria. COSPAR ha sostituito CETEX. Capito?
Allo stesso tempo, La NASA è nata negli Stati Uniti. Nel 1959, Abe Silverstein, Direttore dei programmi di volo spaziale della NASA, ha rilasciato le prime dichiarazioni formali dell'agenzia spaziale statunitense sulla protezione del pianeta:
La National Aeronautics and Space Administration ha preso in considerazione il problema della sterilizzazione dei carichi utili che potrebbero avere un impatto su un corpo celeste. ... A seguito delle deliberazioni, è stato stabilito come una politica della NASA che i carichi utili che potrebbero avere un impatto su un corpo celeste devono essere sterilizzati prima del lancio.Quello stesso anno, responsabilità di protezione planetaria rimbalzavano all'interno della NASA come un bambino orfano. Sono stati delegati prima all'Office of Life Sciences e poi all'Office of Space Science and Applications. Nel 1963, nell'ambito dei programmi di scienze biologiche di quell'ufficio, il Programma di quarantena planetaria ha iniziato e alla fine ha supervisionato diverse attività della missione Apollo, come proteggere le rocce lunari dalla contaminazione terrestre e proteggere la Terra dalle piccole bestie lunari, se esistessero.
Nel 1976, il Programma di quarantena planetaria è diventato il Ufficio di protezione planetaria , e il Ufficiale PQ è diventato il Responsabile della protezione planetaria ( PPO ). Oggi, il PPO è ancora un attore importante quando si tratta di plasmare le missioni della NASA. Si consulta con comitati consultivi interni ed esterni e quindi fornisce indicazioni su, bene, quasi tutto, da come deve essere assemblata una navicella spaziale a come vengono raccolti campioni da altri corpi celesti, immagazzinato e restituito alla Terra.
Come puoi immaginare, le squadre di missione non sempre amano il PPO perché i suoi consigli rendono il loro lavoro più difficile. Ma poi di nuovo, che importa? Il PPO ha un compito molto profondo, e profondamente difficile, che è quello di proteggere la vita nella galassia a tutti i costi.
Quell'autoclave è un po' piccola.Quando Abe Silverstein della NASA ha parlato per la prima volta di protezione planetaria, ha trascurato di menzionare come si sterilizza un'astronave. Quella bella sfida è caduta sui BioLabs dell'esercito degli Stati Uniti a Fort Detrick, Md. Il processo elaborato dagli scienziati differiva radicalmente dalla sterilizzazione medica. Dopotutto, non potevano esattamente spremere un razzo in un'autoclave, la macchina usata dagli ospedali per uccidere i germi usando il vapore surriscaldato. Anziché, hanno "lavato" la navicella spaziale nell'ossido di etilene, un gas che era solubile in molti materiali e poteva penetrare efficacemente negli angoli e nelle fessure anche del veicolo più complesso. Usavano anche le radiazioni e il calore secco, applicato per lungo tempo.
Prima che tu possa contemplare la contaminazione, bisogna diventare un po' pesanti e definire la vita in senso strettamente biologico. Che cos'è? La vita organica che vediamo sulla Terra è lo stesso tipo che possiamo aspettarci su un pianeta in un'altra galassia?
Bene, nel sistema solare che circonda immediatamente il nostro pianeta natale, la vita probabilmente obbedisce a principi biologici e fisici simili. Se Marte, Per esempio, possedeva un'atmosfera simile alla Terra e acqua liquida miliardi di anni fa, allora potresti aspettarti che forme di vita a base di carbonio si siano evolute lì, pure. Infatti, alcuni scienziati ipotizzano che la vita sulla Terra provenga da Marte (l'ultimo esempio di contaminazione planetaria!). L'idea è che i meteoriti liberati dal nostro vicino rosso hanno viaggiato attraverso lo spazio e hanno colpito il nostro giovane, pianeta appena in via di sviluppo. Questi meteoriti potrebbero aver portato i "semi" della vita organica, che si annidava nel caldo della Terra, seno acquoso e ha iniziato il viaggio evolutivo per produrre la vasta diversità di specie che conosciamo oggi.
Un altro importante sviluppo nella definizione della vita è stato lo studio di organismi strani ed esotici sulla Terra. I biologi si riferiscono a queste creature come estremofili :organismi che prosperano in condizioni estreme, come acido forte, basso ossigeno o temperature estremamente elevate. Apparentemente, Il dottor Ian Malcolm, il matematico ironico in "Jurassic Park, "Aveva ragione quando ha detto, "la vita trova un modo". Potrebbe non esserci posto su questo pianeta, anche ambienti velenosi per organismi superiori, dove i microrganismi altamente specializzati non possono vivere abbastanza comodamente. E se la vita trova un modo negli ambienti estremi della Terra, quindi è logico che potrebbe fare lo stesso nelle dure condizioni che si trovano su Marte o persino su Venere.
Questa logica costituisce il fondamento della protezione planetaria e guida le sue due priorità principali:prevenire la contaminazione in avanti e indietro. Contaminazione in avanti si verifica quando i microbi terrestri fanno un giro su un razzo della NASA (o un astronauta della NASA), atterrare su un altro corpo del sistema solare e, una volta lì, decidere di restare. Infatti, a un microbio resistente, Il suolo marziano rappresenta solo un altro ambiente estremo a cui deve adattarsi. Il contrario potrebbe accadere altrettanto facilmente. In contaminazione alla schiena , un insetto extraterrestre, rannicchiato nel suolo arido del suo pianeta natale, potrebbe attaccarsi allo stivale di un astronauta, viaggio sulla Terra e iniziare a vivere in grande nella sua nuova, resort a cinque stelle.
La NASA progetta il suo programma di protezione planetaria per prevenire entrambi i tipi di contaminazione. Il prossimo passo sarà il modo in cui gestisce questa fantastica impresa.
Siamo tutti marzianiSappiamo che è un po' strano pensare a te stesso come un marziano, ma considera i circa 60 meteoriti trovati sulla Terra che gli scienziati ritengono che provengano da Marte. Alcuni di questi cosiddetti meteoriti marziani, quando affettato sottilmente e visto sotto potenti microscopi, sembrano possedere strutture che ricordano semplici tipi di batteri trovati sulla Terra. La giuria è ancora fuori sulle prove fino ad oggi, ma il concetto non è stato scartato del tutto.
L'ufficio di protezione planetaria della NASA classifica le missioni in cinque diverse categorie, a seconda della minaccia di contaminazione in avanti o indietro. Considerando che una singola persona ha più batteri sul suo corpo di quanti ce ne siano negli Stati Uniti e considerare un singolo razzo o sonda della NASA è un progetto pratico per migliaia di lavoratori, potrebbe sembrare un'impresa ridicola cercare di decontaminare un veicolo spaziale [fonte:Hurst e Reynolds]. Poi ancora, gli scettici si facevano beffe dell'idea di mandare gli umani sulla luna e farli tornare sani e salvi. Per affrontare questi scenari complessi, I pianificatori della NASA fanno quello che fanno sempre:scompongono il problema e si assicurano che ogni piccolo pezzo abbia una soluzione adeguata.
Per la protezione del pianeta, questo meticoloso processo inizia definendo la missione in termini di corpo bersaglio (diciamo Marte), il tipo di incontro (atterrare e far funzionare un rover senza equipaggio chiamato Curiosity) e gli obiettivi specifici (capire se Marte avrebbe potuto sostenere la vita facendo molte analisi chimiche su campioni marziani).
Poiché ogni tipo di missione presenta sfide di contaminazione uniche, il Responsabile della Protezione Planetaria determina i requisiti specifici sulla base delle attuali conoscenze scientifiche e del contributo degli organi consultivi. Lui o lei trasmette questi requisiti agli ingegneri e ai progettisti, che devono incorporarli mentre costruiscono, testare e sviluppare componenti di missione. Nell'attuale politica della NASA, l'ufficiale classificherà una missione in una delle cinque categorie, ciascuno con i propri requisiti di protezione planetaria (vedi tabella).
Avanti il prossimo, vedremo come la NASA combatte tutti quei rischi di contaminazione.
Quell'ingegnere sfoggia un abbigliamento casual da camera bianca al Jet Propulsion Laboratory della NASA. Immagine per gentile concessione della NASA Ricorda come la NASA ha chiesto per la prima volta a quei biologi di Fort Detrick di sviluppare metodi efficaci per ridurre il numero di microrganismi sui veicoli spaziali in uscita - ciò che gli addetti ai lavori chiamano riduzione della carica batterica ? Bene, man mano che altre missioni venivano online, siamo migliorati nella protezione planetaria. Per esempio, I funzionari della NASA hanno implementato rigide regole di quarantena dell'equipaggio per le prime missioni Apollo perché non sapevano se esistessero o meno i microbi lunari. Dopo i primi test sui campioni lunari, però, gli scienziati hanno stabilito che la luna non ha mai ospitato la vita, quindi le procedure di quarantena dell'equipaggio erano fuori dalla finestra dopo il terzo viaggio Apollo.
Le missioni vichinghe della metà degli anni '70 erano importanti per la protezione planetaria quanto quelle Apollo, e ha portato allo sviluppo di molte tecniche ancora oggi utilizzate.
Certo, le tecniche che abbiamo trattato finora riducono solo la carica batterica sulle superfici metalliche di un veicolo spaziale. La NASA si preoccupa anche di qualcosa noto come fardello incapsulato -- batteri sepolti in profondità all'interno di materiale spaziale non metallico. Se un orbiter o un lander colpisce accidentalmente il suo bersaglio, qualcosa noto come an impatto involontario nel linguaggio della NASA, questi microbi incapsulati potrebbero essere rilasciati, sventare gli sforzi di protezione planetaria della missione.
Per salvaguardarsi da questo accadimento, i pianificatori di missione impiegano una tecnica chiamata distorsione della traiettoria . Ecco come funziona:in primo luogo, gli ingegneri di volo puntano il veicolo spaziale in modo che manchi il suo obiettivo di centinaia o addirittura migliaia di chilometri. Quindi, dopo il lancio, seguono attentamente la nave e, man mano che diventano più sicuri che sia sulla rotta e che stiano rispondendo bene, iniziano a correggere la traiettoria lentamente nel tempo. Se mai perdessero il contatto con l'astronave e non riuscissero più a controllarla, sanno che sarà molto meno probabile che abbia un impatto involontario con il corpo bersaglio.
Le missioni di ritorno alla Terra utilizzano tutte queste tecniche per il viaggio di andata. Il viaggio di ritorno richiede un paio di passaggi per assicurarsi che gli astronauti oi campioni di ritorno non contaminino la biosfera terrestre.
Stai guardando i tre astronauti dell'Apollo 11, più un membro della squadra di recupero, tutti vestiti nei loro BIGS dopo che gli astronauti sono stati estratti dal modulo di comando. Immagine per gentile concessione della NASA/Newsmakers Quando la NASA mise gli occhi sulla luna negli anni '60, nessuno sapeva se la polvere lunare contenesse o meno forme di vita esotiche. E se un brutto insetto vivesse sul nostro vicino celeste più prossimo? E se l'insetto fosse tornato sulla Terra e avesse sconvolto il delicato equilibrio ecologico del pianeta? Queste non erano solo preoccupazioni del programma spaziale degli Stati Uniti. No, l'autore Michael Crichton le ha poste, pure.
Nel maggio 1969, appena due mesi prima che l'Apollo 11 portasse i primi umani a camminare su un altro corpo celeste, Crichton ha pubblicato "The Andromeda Strain, " un racconto di avvertimento sui pericolosi microrganismi trasportati sulla Terra su un'astronave. Il best-seller ha acceso i timori sulle conseguenze di una missione spaziale che contamina il nostro pianeta. NASA, Certo, aveva già lavorato duramente per sviluppare linee guida rigorose per la protezione del pianeta fino a quel momento, ma ha raddoppiato i suoi sforzi per aiutare a lenire le preoccupazioni del pubblico.
Come abbiamo detto, La NASA alla fine riterrebbe la luna incapace di sostenere la vita e alleggerirebbe le sue linee guida di protezione planetaria intorno alle missioni lunari, ma il primo programma Apollo, soprattutto Apollo 11, modelli come l'agenzia spaziale ha ridotto al minimo i precedenti rischi di contaminazione della schiena. L'approccio della NASA ha affrontato tre preoccupazioni principali:la navicella spaziale di ritorno, gli astronauti e gli eventuali campioni riportati. Cominciamo dagli astronauti.
Quando il modulo di comando della Columbia si è schiantato nell'Oceano Pacifico il 24 luglio, 1969, un equipaggio di recupero è saltato da un elicottero alla navicella spaziale galleggiante. Dopo aver fissato un collare di galleggiamento all'imbarcazione e gonfiato le zattere, uno dei membri dell'equipaggio ha aperto il portello del modulo, ha superato le tre indumenti di isolamento biologico ( Grossi ) e richiuse rapidamente il portello. Questo membro dell'equipaggio indossava anche una delle tute per prevenire la contaminazione durante la consegna.
Una volta che gli astronauti si sono sigillati al sicuro nei loro indumenti protettivi, il portello del modulo di comando è stato riaperto, e salirono su una delle zattere. Tutti e tre gli astronauti hanno ricevuto un bagno di spugna a base di candeggina e poi hanno aspettato che il membro dell'equipaggio di recupero pulisse il portello e le prese d'aria di scarico del modulo di comando con una soluzione di iodio. Quindi le persone sull'elicottero hanno issato gli astronauti fuori dall'acqua e li hanno portati sul ponte della USS Hornet. Dopo una corsa in ascensore ai piani inferiori, uscirono e si diressero verso il struttura mobile di quarantena ( MQF ), una camera sigillata che sarebbe stata la loro casa per diversi giorni.
La nave ha trasportato la struttura, con l'equipaggio dell'Apollo sigillato all'interno, a Honolulu. Poi un aereo lo portò a Houston, dove un camion in attesa ha portato gli astronauti al Laboratorio di ricezione lunare , o LRL . Il 27 luglio gli astronauti hanno camminato dal MQF attraverso un tunnel sigillato nell'area di accoglienza dell'equipaggio del laboratorio. Gli astronauti sono rimasti in quarantena a Houston fino al 10 agosto. mentre un team di medici monitorava la loro salute e osservava possibili infezioni. Quando nessuno sviluppato, erano ritenuti sani e privi di agenti patogeni lunari.
Hey, ehm, Neil, cosa veloce prima di andare:cerca di non riportare indietro microbi lunari assassini, OK? Stampa centrale/immagini Getty Una volta che gli astronauti furono sistemati al sicuro nel MQF, l'equipaggio di recupero ha lavorato per ottenere il modulo di comando Columbia a bordo dell'Hornet. La gru di una nave ha sollevato l'astronave dall'acqua e l'ha posizionata su un ascensore. Quindi è stato abbassato sullo stesso ponte del MQF. Là, un tunnel di plastica è stato posizionato tra il modulo di comando e l'impianto di quarantena in modo che i campioni lunari e i filmati girati durante la missione potessero essere trasferiti all'MQF senza timore di contaminazione. Il 30 luglio, la navicella è arrivata a Houston alla LRL, dove gli ingegneri di recupero hanno rimosso e insaccato tutta l'attrezzatura per la quarantena. Poi hanno pulito l'interno con un disinfettante, lo ha riscaldato a 110 gradi Fahrenheit (43 gradi Celsius) e lo ha riempito di gas di formaldeide per 24 ore. Come precauzione, anche l'equipaggio di recupero è rimasto in quarantena insieme agli astronauti dell'Apollo.
Che fine hanno fatto i campioni? I gestori li hanno rimossi dal MQF utilizzando i blocchi di decontaminazione. Poi sono tornati anche alla LRL. Sono arrivati in valigie ermetiche note come Contenitori di restituzione del campione lunare Apollo , o ALSRC . Gli addetti al laboratorio hanno sterilizzato l'esterno delle valigie esponendole prima alla luce ultravioletta e poi lavandole dentro acido peracetico , un biocida tipicamente utilizzato negli ambienti di alimenti e bevande. Dopo averli sciacquati con acqua sterile, i gestori hanno fatto passare gli ALSRC attraverso una serratura a vuoto nel vano portaoggetti principale della camera a vuoto. Tutti i primi test sui campioni lunari hanno avuto luogo all'interno del vano portaoggetti, che fungeva da barriera ermetica per impedire la fuga di eventuali microbi. Nell'agosto 1969, dopo intense analisi biologiche e chimiche, I funzionari della LRL hanno dichiarato i campioni lunari privi di microrganismi lunari e li hanno liberati dalla quarantena.
Potrebbero sembrare un sacco di precauzioni, ma alcuni hanno sostenuto che gli sforzi di protezione planetaria utilizzati dalla NASA per l'Apollo 11 erano quanto meno inutili. Dopotutto, quando il modulo di comando della Columbia si schiantò nell'Oceano Pacifico, nessuna protezione era in atto per catturare un fastidioso microbo che avrebbe potuto in qualche modo essere sopravvissuto al rientro nell'atmosfera terrestre. E l'analisi dei campioni lunari è stata interrotta a un certo punto quando i lavoratori temevano che il vano portaoggetti della camera a vuoto potesse avere una perdita. E se la luna avesse davvero sostenuto la vita? E se una di quelle forme di vita lunari si liberasse dalla navicella spaziale Columbia, si stabilirono sul fondo dell'oceano e colonizzarono? È pura fantascienza? O forse una realtà inevitabile come noi, umani che viaggiano nello spazio che siamo, esplorare sempre di più il nostro vasto, universo misterioso?
Fai una piccola ricerca sulla protezione del pianeta, e incontrerai "The Andromeda Strain" di Michael Crichton. Ma se vuoi un approccio campestre sull'argomento, prendi (o scarica) il film del 1982 "Creepshow". Dentro, c'è una storia chiamata "La morte solitaria di Jordy Verrill, " con protagonista Stephen King nel ruolo omonimo. Jordy è un agricoltore che trova un meteorite e pensa che sia il suo biglietto d'oro. Sfortunatamente, il meteorite trasporta spore aliene che trasformano il povero ragazzo in un'erba ambulante. Non è un lieto fine, ma è un'interessante interpretazione della protezione planetaria.
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