隨著太空日益繁忙,NASA 加強行星汙染管控

美國宇航局新任行星保護官麗莎·普拉特可能很快將監管公共和私營部門太空任務法規的重大轉變

今年 2 月,SpaceX 使用其獵鷹重型火箭將一輛特斯拉跑車(以及身穿宇航服的“星人”假人)發射到繞太陽執行的軌道。未消毒的跑車有可能在遙遠的未來撞擊火星,從而可能將頑強的地球微生物引入這顆紅色星球。

科羅拉多州博爾德市——美國尋找外星生命的科學家迎來了一位新的太空警長:麗莎·普拉特,NASA 最新的“行星保護官”,一位來自印第安納大學的天體生物學家,於 2 月初上任。

儘管並非完全無法無天的狂野西部,但對外星生命的探索仍然具有高度推測性,以至於有意義的法規寥寥無幾。一個例外是國際法中編纂的條款,即避免可能有害的行星際生物物質交換,這種交換可能會在地球上引發致命的流行病或消滅脆弱的外星生物圈。

這意味著避免航天器攜帶的地球生物“向前汙染”其他世界,並防止從其他世界採集回來的用於科學研究的樣本中可能存在的外星生物活性分子“向後汙染”地球。普拉特是 NASA 確保美國任務遵守這些預防協議的負責人。


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普拉特的首次亮相正值 NASA 行星保護辦公室本身經歷更深刻的轉型之際。早在 2017 年 7 月,NASA 就宣佈該辦公室將從科學任務理事會轉移到位於華盛頓特區的 NASA 安全和任務保證辦公室。機構官員表示,此舉將為外行星和內行星航天器的生物汙染控制注入更多的工程嚴謹性。

普拉特說,這種轉變來得正是時候。就在本週,一份新的美國國家科學院報告呼籲 NASA 重新思考其行星保護方法,特別是考慮到蓬勃發展的私營部門太空探索努力以及該機構從火星取回樣本的計劃。“我認為我們將在未來十年內,在我們太陽系中與另一種生命形式相遇,”普拉特在 6 月 11 日至 15 日由科羅拉多大學博爾德分校在此主辦的第 15 屆國際行星探測器研討會的主題演講中說。

需要:新的座右銘

多年來,該辦公室的座右銘一直是保護“所有行星,所有時間”。

“這句口號朗朗上口,貼在保險槓貼紙上很有趣,但它並不是我們真正做的事情,”普拉特說。“首先,我們不保護所有地方。我們試圖識別最脆弱和最適宜居住的地方……然後我們擔心我們正在進行的科學。” 顯然,確保 NASA 避免對該機構希望尋找生命證據的其他世界造成向前汙染是普拉特的職責範圍。“不僅著陸器有行星保護要求,飛越器和軌道飛行器也有,因為它們有可能降落在表面。我們非常擔心‘非正常’著陸——顯然,這意味著墜毀。我喜歡這個術語。我正在習慣它,”她補充道。普拉特對著主要由年輕太空工程師組成的聽眾懇求他們不要將行星保護視為負擔,而是一種“共同解決一系列非常非常困難的挑戰”的方式。

攀登學習曲線

這些挑戰中最重要的是需要填補我們對生命基本侷限性知識的巨大空白。

無論是對於火星、外太陽系中像木星的木衛二和土星的土衛二這樣的含海洋冰冷的衛星,還是太陽系中其他天體生物學熱點,科學家們仍然完全不瞭解某些地球出生的微生物可能調動起來在這些地方茁壯成長的代謝能力和環境耐受性。

對於普拉特來說,火星是 NASA 未來行星保護政策的熔爐。她認為該機構即將到來的火星 2020 探測車是“一個非常重要的學習曲線”——很大程度上是因為該任務旨在快取樣本以供以後返回地球,其中一些樣本可能具有孕育過去甚至現在生物的可能性。

火星:特殊情況

火星上點綴著越來越多的“特殊區域”,特別是氣候溫和的區域,天體生物學家懷疑這些區域可能支援火星本土生命(或者,當然,也可能支援從地球意外引入的頑強微生物)。普拉特認為,如果生命曾經在火星上開始,進化適應應該使其能夠跟上這顆行星的氣候變化,從而可能導致火星微生物今天仍然在那裡生存。“我們一直在避開這些[特殊區域],”普拉特說。“但我們現在知道,我們在未來 10 到 15 年內將進行貨物投放,以迎接人類的到來,也許在 30 年內將進行[載人任務]。我們必須開始關注這些地方,並更好地思考我們是否實際上系統地尋找了火星上現今生命的存在。”

普拉特對火星的關注不僅僅侷限於這顆紅色星球的表面,還延伸到火衛一,火衛一是火星的兩顆衛星之一,也是 NASA 與 JAXA——日本宇宙航空研究開發機構——正在進行的樣本返回任務的目標。JAXA 官員希望將這項快速抓取任務定義為“不受限制的”樣本返回。但普拉特指出,許多獨立專家擔心火衛一可能成為火星生命形式的儲存庫,這些生命形式是透過隕石撞擊遙遠行星表面而噴射到軌道上的物質在那裡轉移的。這些殘餘物可能對地球構成什麼風險?沒有人真正知道。

私營部門的保護?

普拉特還開始與 SpaceX、藍色起源和其他正在開發火箭和航天器以將貨物甚至宇航員運送到月球以外的火星或其他目的地的新興商業太空企業合作。去年 2 月,當 SpaceX 的獵鷹重型火箭將執行長埃隆·馬斯克的特斯拉跑車拋向火星時,這一事件引發了一場小型的行星保護危機——這輛汽車沒有為不太可能但有可能撞擊紅色星球的情況進行消毒。

普拉特在研討會的主題演講中明確表示,她對此並不滿意。她說,聯邦政府高層正在進行跨部門會談,“試圖確保我們知道如何做對……以確保行星保護要求明確,並以我們知道誰擁有監管權的方式制定出來。”

同樣,麵包盒大小的“立方體衛星”和其他奈米衛星越來越吸引星際任務的公共和私人規劃者。在這一領域,普拉特擔心如何確保清潔度,因為此類航天器通常包含更便宜的現成零件,這些零件可能無法承受用刺激性化學物質處理或在烤箱中烘烤以達到規定的無菌水平的嚴酷考驗。

普拉特的擔憂得到了美國主要政策制定者的廣泛響應,例如撥款資助 NASA 的眾議院撥款委員會主席、眾議員約翰·卡爾伯森(共和黨-德克薩斯州)。他在 6 月舉行的聯邦航空管理局商業太空運輸諮詢委員會會議上指出:“私營部門需要確保我們正在進行行星保護。我還沒有聽到足夠多的關於保護像木衛二這樣的原始世界免受地球生物汙染的資訊。隨著私營部門的擴張並開始向其他世界發射任務,我們對商業、私人建造的航天器採取與 NASA 航天器相同的高水平行星保護和消毒措施非常非常重要。”

後續步驟

普拉特指出,商業太空探索和其他緊迫問題將成為即將於 7 月 14 日至 22 日在加利福尼亞州帕薩迪納舉行的空間研究委員會 (COSPAR) 會議的主要議題。在會議期間,來自世界各地的太空專家將討論當前的 COSPAR 行星保護政策和實施指南。作為本次 COSPAR 會議的副組織者,普拉特計劃談論 NASA 行星保護辦公室的所有最新變化。

普拉特在 NASA 的一位行星保護前任約翰·魯梅爾也是 COSPAR 前主席。他說,在即將到來的 COSPAR 會議上,普拉特和她的同行可能會討論 COSPAR 最近對其指南的修改,這些修改旨在確保明確考慮商業、非政府運營商及其關注的問題。

至於 NASA 的行星保護辦公室轉移到安全和任務保證辦公室,魯梅爾認為,考慮到與天體生物學相關的機器人探索步伐加快以及 NASA 為人類探索月球以準備火星的前景,這一在官僚體制上具有挑戰性的舉動“對於現階段的行星保護來說是一個好舉措”。

其他天體生物學家,如柏林工業大學教授、亞利桑那州立大學和華盛頓州立大學兼職教授德克·舒爾茨-馬庫奇,過去曾批評 NASA 的行星保護政策,認為它們可能過於嚴苛。然而,舒爾茨-馬庫奇樂觀地認為,普拉特將提供“建設性的幫助”,以確保外星生命探索科學家擁有令人興奮的未來,同時確保我們自己星球的安全,並避免對火星、其他行星和衛星造成不必要的地球汙染。NASA 行星保護辦公室正在進行的轉變“讓我感到希望,[普拉特] 不會在提出新的行星天體任務時設定任何不合理的障礙,”他說。

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