Jedna od najvećih opasnosti vezanih za istraživanje Marsa predstavlja njegova kontaminacija zemaljskim mikroorganizmima. Crvena planeta ima velike rezerve podzemnog leda i ne previše niske temperature te teorijski može da garantuje opstanak mnogim oblicilma života koji egzistiraju na Zemlji. Iz tog razloga, svaka letilica koja poleti na Mars mora da se steriliše. Kako? Hajde da vidimo ...
Tehničar uzima uzorak sa „Curiosityjevog“ termičkog štita da bi bio siguran da je sterilizacija bila uspešna (NASA).
Za početak, treba napomenuti da je zagađivanje drugih svetova zemaljskim mikroorganizmima ozbiljno pitanje od interesa za međunarudnu naučnu zajednicu. NASA čak ima Kancelariju za planetnu zaštitu, koja je odgovorna za utvrđivanje uspešnih sterilizacija letilica koje će biti poslate u proučavanje tela diljem solarnog sistema a predstavljaju potencijalno nastanjive svetove (Mars, Evropu, Titan, Encelad, itd.) U ovom slučaju, „nastanjivo“ se očigledno odnosi na životne forme slične onima na Zemlji. Sve dosadašnje misije na Mars prošle su kroz proces sterilizacije – uklučujući čak i sovjetske sonde programa „Марс“ – mada su se standardi vremenom menjali. U vreme lansiranja misija „Viking“, još uvek se verovalo da bi na površini Marsa moglida postoje neki oblici života pa je sterilizacije bila izuzetno temeljna. Nakon što se zaključilo da današnji Mars i nije baš raj za život, ti kriterijumi su ublaženi, ali su kasnije opet pooštreni kada su pronađeni dokazi o velikim rezervama podzemnog leda pa čak i povremene pojave tečne vode na nekim mestima na površini.
Prema klasifikaciji Kancelarije za planetnu zaštitu, na osnovu opasnosti od biološke kontaminacije kosmičke misije se dele na pet kategorija. Kategorije I i II pokrivaju sve tipove misija bilo gde u solarnom sistemu gde je rizik od kontaminacije zemaljskim mikroorganizmima nikakav ili jako mali („Dawn“, MESSENGER, misije za istraživanje Sunca, asteroida, itd.). Kategorija III se odnosi na sonde koje nadleću ili kruže oko nekih nebeskih tela sa potencijalom za rizik od kontaminacije („Galileo“ ili „Cassini“), dok je kategorija IV rezervisana za površinske sonde predviđene za proučavanje samih nebeskih tela. Nepotrebno je reći da sve misije na Mars, Evropu ili Encelad spadaju u kategorije III ili IV. Kategorija IV je na osnovu stepena rizika podeljena na tri potkategorije: IVa, IVb i IVc. U slučaju Marsa, kategorija IVb je rezervisana za misije koje proučavaju regione na planeti gde je život možda mogao da nastane, dok je IVc predviđen za lendere koje istražuju ona mesta na kojima je moguća prisutnost tekuće vode.
Konačno, V kateforija se odnosi na sonde koje sa bilo koje tačke Sunčevog sistema kosmosa donose uzorke materijala na Zemlju (u ovom slučaju, cilj je da se izbegne moguća kontaminacija Zemlje stranim organizmima). U zavisnosti od svojih karakteristika, neka misija može u isto vreme da se svrsta pod više kategorija, što zavisi od njenih ciljeva.
Rover „Curiosity“, kao i „Spirit“ i „Opportunity“, predstavljaju misiju IVa kategorije, sa visokim ali ne i maksimalnim rizikom od kontaminacije. Zato je bilo neophodno osigurati adekvatnu sterilizaciju rovera. Međutim, eliminisati sve mikroorganizme koje bi letilica mogla da ponese ne samo da nije moguće, već bi se takvim zahtevom došlo u sukob sa drugiim parametrima misije. Prema kategoriji IVa, Kancelarija za planetnu zaštitu je dozvolila lansiranje „Curiosityja“ sa najviše pola miliona „bakterijskih spora“ u čitavoj letnoj konfiguraciji (sâm rover, sletni modul, termički štit, itd.). Bakterijske spore su daleko otpornije od normalnih bakterija, pa se njihov broj uzima za standard u sterilizaciji.
Veća je verovatnoća da će spoljnji delovi letilice kontaminirati površinu Marsa, pa su gornji zahtevi striktniji za te delove. Kao rezultat, rover, padobran, i gornji poklopac termičkog štita („backshell“) nisu smeli da sadrže više od 300.000 spora a njihova gustina ni u jednom slučaju nije smela da prelazi 300 spora po kvadratnoj stopi. Poslednji pomenuti uslov je garantovao da lansiranje sonde ipak ne bi moglo biti obavljeno čak i u slučaju teorijskog ispunjenja uslova ako su sve spore smeštene na jednom mestu na brodu. Osim toga, pošto su termički štit i sletni stepen (kran za spuštanje rovera) bili tako konstruisani da se raspadnu posle sudara sa Marsovom površinom, odlučeno je da u tim delovima ne sme leteti više od 200.000 spora.
Ali kako garantovati takav nivo sterilizacije? Korišćenjem dve proste tehnike. Prva se satoji u višekratnom čišćenju površina letilice alkoholom ili nekim drugim antibaktericidnim rastvorom, dok se druga odnosi na izlaganje delova dovoljno visokoj temperaturi. Tehničari koji sastavljaju letilicu su odgovorni za redovnu sterilizaciju površina alkoholom, dok se delovi i oprema koji su u stanju da izdrže visoke temperature, ali ne svi, izlažu temperaturi između 110°C i 146°C na duži vremenski period (maksimalno 144 sati, tj. 6 dana). Temperatura i dužina „pečenja“ zavise od instrumenta ili dela kosmičke letilice. Naprimer, većina komponenti špansko–finskog meteorološkog paketana „Curiosityju“, REMS (Rover Environmental Monitoring Station), držan je na temperaturi od 110° oko 50 sati. Neki delovi letilice, koji sadrže elektronsku opremu koja ne sme da se čisti alkoholom niti da se izlaže visokim temperaturama, moraju biti zapečaćeni i opremljeni filterima koji sprečavaju da bakterije eventualno izađu napolje. Radi poređenja, lenderi serije „Viking“ prvo su bili temeljno očišćeni alkoholom a potom pet sati grejani na temperaturi od 125°C. Zatim su smeštani u „biološki kontejner“ i slati na rampu, gde su bili lansirani bez njega, ali sigurni da nisu kontaminirani tokom transporta do Floride. Za buduće sonde na Marsu iz kategorije IVc – kao što će biti rover 2020 – NASA proučava nove tehnike sterilizacije, u koje ubrajaju upotrebu gasovitog vodonik–peroksida, etilen–oksida ili gama zračenje.
Jedan od „Vikinga“ (1975) tokom pripreme za suvu sterilizaciju toplotom. To je postao „zlatni standard“ za sve slične takve procedure. (NASA).
Pre lansiranja, članovi tima za planetnu zaštitu su odgovorni za uzimanje uzoraka mikroorganizama sa broda da bi bili sigurni da su zadovoljili protokole za sterilizaciju. Naravno, pored alkohola i visoke temperature, sonde treba čuvati u tzv. čistim sobama[1] koje nastavljaju sa vrlo strogim kontaminacionim zahtevima. Za kritične delove, kao što je npr. sistem za uzimanje uzoraka na „Curiosityju” – bušilicu i robotsku ruku – to nije dovoljno, pa su tokom skladištenja ovi delovi bili pokriveni HEPA filterima koji sprečavaju prodor 99,97% čestica većih od 0,3 mikrona[2].
Rover „Curiosity“ je lansiran prošle godine /nedavno je proslavio prvi rođendan) ali pre toga je morao da prođe stroge kriterijume bakteriološke sterilizacije.
Mada ovakvi crvi nisu pronađeni na Marsu u vreme lova na njih „Vikinzima“ tokom 70–ih, ovo je primerak jednog od onih koji lako podnose ekstremne uslove koji vladaju na Crvenoj planeti.
Biti robot IVa kategorije jako je teško. Ili te kupaju u alkoholu ili te u komadima prže u rerni. „Curiosityjev“ tim je između ostalog odabro Galeov krater za spuštanje jer u njemu nema ni vode niti leda najmanje na metar dubine. Tako, u slučaju neke havarije, toplota radioizotopskog termoelektričnog generatora (MMRTG) ne bi pomogla razvoju zemaljskih bakterija na Marsovoj površini. Kao poslednja mera zaštite, nakon dostizanja brzine bega raketni stepen „Centaur” je skrenut da ne bi pao na Crvenu planetu. Kao i u bilo kojim drugim misijama kategorije III i IV, verovatnoća da se neki elemenat rakete sudari sa Marsom u sledećih 50 godina manja je od 0,0001.
Mere za sterilizaciju „Curiosityja“ su bile toliko temeljne da je bio „čistiji“, biološki gledano, nego „Vikinzi“ lansirani tokom sedamdesetih. Rover je na spoljnjim površinama poneo ne više od 56.400 spora, dok je unutar zatvorenih nemetalnih delova odneo manje od 181.000 spora (nemetalni delovi se ne mogu lako sterilisati, pa odatle veliki broj spora).
Sve ove mere mogu izgledati veoma proste, ali uopšte nije tako. Zaposleni u Kancelariji za planetnu zaštitu su se tokom biološke dekontaminacije nebrojeno puta sukobljavali oko sigurnosnih protokola sa timom misije „Curiosity“. Netrpeljivost dve grupe bila je na prilično visokom nivou i glasine kažu da su u par navrata izmenili i više od grubih reči. U stvari, ekipa „Curiosityja“ nekoliko puta nije želela da poštuje pravila kancelarije o zaštiti. Recimo, jednom je pokušano korišćenje nesterilisane rezervne burgije za kamen, čime su narušeni protokoli o sterilizaciji, a točkovi rovera su nakon serilizacije imali pokrivenu samo gaznu površinu ali ne i čitave točkove.
Posle tih incidenata, bes Kancelarije za planetnu zaštitu bio je toliki da su samo dve nedelje pred lansiranje odlučili da čelnicima Nase raportiraju da misija nije spremna jer nije sterilisana u skladu sa zahtevima kategorije IVc[3], u koju je tada „Curiosity“ bio svrstan (ista kategorija kao i misije „Vikinga“). Promena statusa misije bi predstavljala priličnu anomaliju u istoriji istraživanja kosmosa, te ako NASA odluči da primenjuje svoja pravila lansiranje bi trebalo da bude odloženo sve dok se ne dokaže usklađivanje sa protokolom o sterilizaciji. Međutim, još jednom je pobedila politika i svemirska agencija odlučuje da misiju promeni sa IVa na IVc. Prema Nasi, karakteristike Gejlovog kratera su takve da su šanse za biološku kontaminaciju tolike da nema potrebe za tako visokom kontaminacijonim zahtevima[4]. Prema kategorijama IVb iIVc, broj mikrospora koje rover može poneti na površinama izloženim Marsovom okruženju ne sme biti veći od 30 (što je daleko striktnije od zahteva za IVa misije). Ali to menjanje kategorije imalo je svoju cenu, jer su sada podaci ključnog instrumenta SAM (Sample Analysis at Mars) za otkrivanje mogućih organskih materija i gasova na Marsu postali manje pouzdani. Ako sutra „Curiosity” detektuje neki organski molekul, da li će moći pouzdano da se kaže da je marsovskog porekla ili će se posumljati da je deo zemaljske kontaminacije transportovane na Mars?
Kao što se iz iznetog može zaključiti, sterilizacija letilica koje idu na Mars nije trivijalan proces. A ako je takva situacija sa aseptičnim metalom i plastičnim robotom, ne mogu ni da zamislim noćnu moru koja će pratiti biološku sigurnost misija sa ljudskom posadom u nekoj budućnosti.
1. Generalno, u takvim sobama ima manje od 100 čestica velićine od 0,5 µm pa naviše po kubnoj stopi vazduha.
2. Većina baktreija ima samo nekoliko mikrona (hiljaditih delova milimetra). Najveća bakterija (Epulopiscium fisthelsoni) ima dužinu od 600 mikrona.
3. Prema kategorizaciji Kancelarije, misije označene sa IVc migu na čitavom lenderu da ponesu 30 spora! „Curiosity“ je poneo oko 300 po kvadratnoj stopi površine – ispod 300.000 – te je preimenovan u kategoriju IVa, sa obrazloženjem da mesto njegovog sletanja i nije tako rizično.
4. Hahaha, ovo je jako smešno! Kao naš ministar poljoprivrede, koji je zaključio da u mleku aflatoksina M1 ima u dozvoljenim granicama na taj način što je jednostavno pomerio referentni zarez gde njemu odgovara.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
