NASA行星保护是如何工作的

虽然天文学家和天体生物学家早在1956年就讨论了行星保护问题，但他们直到1958年才真正行动起来。在那个重要的一年的春天，美国国家科学院成立了空间科学委员会，研究人类探索太空的科学方面。

到6月，该学院根据委员会的建议，向国际科学联合会大会(ICSU)分享了对污染的担忧，希望使这个问题成为全球关注的问题。ICSU做了什么?成立委员会外星探索造成的污染（CETEX)来评估人类的探索是否月亮、金星和火星可能导致污染。CETEX公司的人认为，地球上的微生物在月球上生存的希望不大，但它们或许能够在火星或金星上勉强生存。因此，CETEX建议人类只向这些行星发射经过消毒的航天器，包括可能发生意外撞击的轨道飞行器。

到1958年秋天，国际科学联合会决定是时候成立另一个行星保护委员会了。这个被称为空间研究委员会,或COSPAR他最终负责监督行星际探索的生物方面，包括航天器消毒和行星隔离。COSPAR取代了CETEX。明白了吗?

同时，美国国家航空航天局出生在美国。1959年，美国宇航局太空飞行项目主任亚伯·西尔弗斯坦发表了美国航天局关于行星保护的第一次正式声明:

同年，在NASA内部，行星保护的责任就像一个孤儿一样反复出现。他们首先被委托给生命科学办公室，然后又被委托给空间科学和应用办公室。1963年，在该办公室的生物科学项目中行星隔离计划开始并最终监督了几项阿波罗任务的活动，比如保护月球岩石不受陆地污染，保护地球不受月球小动物的侵害(如果它们存在的话)。

1976年，行星隔离计划成为行星保护办公室，和PQ官成为了行星保护官（PPO)。今天，当谈到塑造NASA的任务时，PPO仍然是一个主要的参与者。他或她咨询内部和外部的咨询委员会，然后就几乎所有的事情提供指导，从航天器必须如何组装到如何收集、储存和返回地球。

正如你所想象的，任务小组并不总是喜欢PPO，因为他或她的建议使他们的工作更加困难。不过话说回来，谁在乎呢?PPO肩负着一项非常艰巨的任务，那就是不惜一切代价保护银河系的生命。

在你考虑污染之前，你必须稍微严肃一点，从严格的生物学意义上定义生命。这是什么?我们在地球上看到的有机生命与我们在另一个星系的行星上看到的有机生命是一样的吗?

在我们的地球周围的太阳系中，生命可能遵循类似的生物和物理原理。如果火星例如，数十亿年前拥有类似地球的大气层和液态水，那么你可能会认为碳基生命形式也可能在那里进化。事实上，一些科学家推测生命还在继续地球来自火星(行星污染的终极例子!)这个想法是陨石从我们的红色邻居那里挣脱出来，穿越太空，击中了我们年轻的，刚刚形成的星球。这些陨石可能携带了有机生命的“种子”，它们被包裹在地球温暖、湿润的怀抱中，开始了进化之旅，产生了我们今天所知道的各种各样的物种。

定义生命的另一个重要进展是对地球上奇怪和外来生物的研究。生物学家称这些生物为极端微生物:在强酸、低氧或极高温度等极端条件下茁壮成长的生物。显然，《侏罗纪公园》(Jurassic Park)里那个爱挖苦人的数学家伊恩·马尔科姆(Ian Malcolm)博士说得对:“生命自有出路。”在这个星球上，可能没有任何地方，甚至是对高等生物有毒的环境，可以让高度专业化的微生物生活得非常舒适。如果生命能在地球的极端环境中生存，那么在火星甚至金星的恶劣环境中，生命也能生存下去。

这种逻辑构成了地球保护的基础，并推动了它的两个主要优先事项:防止向前和向后污染。提出了污染发生在地球上的微生物搭便车时美国国家航空航天局火箭(或美国宇航局的宇航员)，降落在太阳系的另一个天体上，一旦到了那里，就决定留在那里。事实上，对于一个顽强的微生物来说，火星土壤只是它必须适应的另一个极端环境。相反的情况也很容易发生。在回污染在美国，一种蜷缩在母星贫瘠土壤中的外星细菌，可能会附着在宇航员的靴子上，踏上地球之旅，在新的五星级度假胜地开始大规模生活。

NASA设计了行星保护计划来防止这两种污染。它是如何实现这一惊人壮举的，我们拭目以待。

美国宇航局的行星保护办公室根据前方或后方污染的威胁将任务分为五个不同的类别。

考虑到一个人身上的细菌比美国的人口还多，考虑到一个人美国国家航空航天局火箭或探测器是一个需要成千上万工人亲自动手的项目，试图清除航天器的污染似乎是徒劳的。赫斯特和雷诺兹]。然而，怀疑论者再次嘲笑将人类送上月球并安全返回的想法。为了解决这些复杂的情况，NASA的规划者们做了他们一直做的事情:他们把问题分解开来，确保每个小问题都有一个适当的解决方案。

对于行星保护来说，这个细致的过程首先是根据目标天体来定义任务(比方说火星)、相遇的类型(登陆并操作名为“好奇号”的无人探测器)和具体目标(通过对火星样本进行大量化学分析，弄清楚火星是否曾支持过生命)。

由于每种类型的任务都面临着独特的污染挑战，行星保护干事根据当前的科学知识和咨询机构的意见确定具体的要求。他或她将这些需求传递给工程师和规划人员，他们必须在建造、测试和开发任务组件时结合这些需求。在NASA目前的政策中，官员将把任务分为五类，每一类都有自己的行星保护要求(见表)。

接下来，我们将看到NASA如何应对这些污染风险。

这位工程师在美国宇航局喷气推进实验室穿着无尘室休闲装。

图片由美国国家航空航天局

还记得美国国家航空航天局首先要求德特里克堡的生物学家开发出有效的方法来减少出境航天器上的微生物数量——内部人士称之为微生物减少微生物污染水平？随着越来越多的任务上线，我们在行星保护方面做得越来越好。例如，美国宇航局官员对早期的阿波罗任务实施了严格的船员隔离规定，因为他们不知道月球上是否存在微生物。然而，在对月球样本进行早期测试后，科学家们确定月亮从未有过生命，所以在阿波罗第三次航行后，船员的检疫程序就被抛到了脑后。

20世纪70年代中期的海盗号任务对行星保护的重要性与阿波罗号任务一样，并导致了许多至今仍在使用的技术的发展。

当然，到目前为止，我们所介绍的技术只是减少了航天器金属表面的生物负担。NASA还担心一种叫做封装的负担——深埋在非金属航天器材料中的细菌。如果轨道飞行器或着陆器不小心击中了目标，一种被称为无意的影响用nasa的话说，这些被封装的微生物可能会被释放出来，从而破坏该任务的行星保护工作。

为了防止这种情况发生，任务规划者采用了一种叫做轨迹偏置。它的工作原理是这样的:首先，飞行工程师瞄准航天器，使其偏离目标数百甚至数千公里。然后，在发射后，他们仔细跟踪船只，当他们越来越确信它在航向上并且反应良好时，他们开始慢慢地纠正轨迹。他们知道，如果他们与航天器失去联系，无法再控制它，那么它无意中撞击目标物体的可能性要小得多。

地球-返回任务在出站旅行中使用所有这些技术。回程需要几个步骤来确保返回的宇航员或样本不会污染地球的生物圈。

你看到的是三名阿波罗11号宇航员，加上一名回收小组的成员，他们都穿着BIGS，在宇航员从指挥舱中被救出后。

图片由美国国家航空航天局/新闻人物

当美国国家航空航天局把目光投向月亮在20世纪60年代，没有人知道月球尘埃中是否存在外来的生命形式。如果一个讨厌的虫子生活在我们最近的天体邻居上呢?如果那个虫子回到了地球破坏地球脆弱的生态平衡?这些不仅仅是美国太空计划的问题。不，作家迈克尔·克莱顿也拍过。

1969年5月，就在两个月前阿波罗11号克莱顿发表了《仙女座菌株》(the Andromeda Strain)，这是一个关于宇宙飞船携带危险微生物到地球的警示故事。这本畅销书引发了人们对太空任务污染地球后果的担忧。当然，那时NASA已经努力制定了严格的行星保护指导方针，但它加倍努力帮助平息公众的担忧。

就像我们所说的，美国宇航局最终会认为月球无法支持生命，并放宽其围绕月球任务的行星保护指导方针，但早期的阿波罗计划，尤其是阿波罗11号，模拟了航天局如何将之前的污染风险降至最低。美国宇航局的方法主要解决了三个问题:返回的航天器、宇航员和带回的任何样本。让我们从宇航员开始。

1969年7月24日，当哥伦比亚号指令舱溅落在太平洋上时，一名救援人员从直升机上跳上了漂浮的宇宙飞船。在给飞船安装了浮圈并给木筏充气后，一名船员打开了舱门，经过了三个人生物隔离服（大人物)，并迅速重新密封舱门。这名机组人员也穿着其中一件防护服，以防止在交接过程中受到污染。

一旦宇航员他们把自己安全地锁在防护服里，指令舱舱门重新打开，他们爬上了其中一艘木筏。所有三名宇航员都接受了漂白剂海绵浴，然后等待回收人员用碘溶液擦拭舱口和指令舱的排气口。然后直升机上的人把宇航员吊出水面，并把他们抬到大黄蜂号航母的甲板上。乘坐电梯下到下层甲板后，他们走到流动检疫设施（MQF)，一个密封的房间将成为他们几天的家。

这艘船将阿波罗宇航员密封在里面的设备运送到檀香山。然后一架飞机把它运到休斯顿，在那里，一辆等待的卡车将宇航员迅速送到月球接收实验室,或LRL。7月27日，宇航员从MQF穿过一条密封的隧道进入实验室的机组接待区。宇航员在休斯敦一直被隔离到8月10日，同时一组医生监测他们的健康状况，并观察可能的感染。如果没有发育，它们就被认为是健康的，没有月球病原体。

嘿，尼尔，你走之前还有一件事:尽量不要带任何致命的月球微生物回来，好吗?

中央新闻/盖蒂图片社

一旦宇航员安全安置在MQF上，回收人员努力将哥伦比亚号指令舱搬上大黄蜂号。船上的起重机把飞船从水中吊起来，放在电梯上。然后，它被下放到与MQF相同的甲板上。在那里，指令舱和隔离设施之间放置了一条塑料隧道，以便在任务期间拍摄的月球样本和电影可以转移到MQF，而不必担心污染。7月30日，飞船抵达休斯敦的LRL，在那里，回收工程师将所有设备移走并装入袋中进行隔离。然后他们用消毒剂擦拭内部，将其加热到110华氏度(43摄氏度)，并将其充满甲醛气体24小时。作为预防措施，救援人员也与乘客一起被隔离阿波罗宇航员。

样本怎么了?处理程序使用去污染锁将它们从MQF中移除。然后他们也回到了LRL。他们被装在被称为阿波罗月球样本返回容器,或ALSRCs。实验室的工作人员首先将行李箱暴露在紫外线下，然后将其清洗，从而对行李箱的外部进行消毒过醋酸一种通常用于食品和饮料环境的杀菌剂。用无菌液冲洗后水操作人员将alsrc通过真空锁进入主真空室手套箱。所有对月球样本的早期测试都是在手套箱里进行的，手套箱是一个密封的屏障，可以防止任何微生物逸出。到1969年8月，经过严格的生物和化学分析，LRL官员宣布月球样品中没有月球微生物，并将其从检疫中释放出来。

这听起来像是很多预防措施，但一些人认为，地球保护所做的努力美国国家航空航天局阿波罗11号的计划是徒劳的。毕竟，当哥伦比亚号指令舱溅落在太平洋上时，没有任何防护措施来捕获一种讨厌的微生物，这种微生物可能在重新进入地球大气层时以某种方式幸存下来。由于工作人员担心真空室手套箱可能有泄漏，对月球样本的分析一度停止。如果月球上确实存在生命呢?如果其中一种月球生命形式从哥伦比亚号宇宙飞船上挣脱出来，在海底定居并殖民呢?这纯粹是科幻小说吗?或者也许是一个不可避免的现实，因为我们作为太空人类，越来越多地探索我们广阔而神秘的宇宙?

稍微研究一下行星保护，你就会遇到迈克尔·克莱顿的《仙女座菌株》但如果你想要一个更有趣的主题，拿起(或下载)1982年的电影“毛骨悚然”。其中有一个故事叫做“乔迪·维里尔的孤独死亡”，由斯蒂芬·金出演同名角色。乔迪是一个农民，他发现了一颗陨石，并认为这是他的金券。不幸的是，陨石携带的外星孢子把这个可怜的家伙变成了一株会走路的野草。这不是一个快乐的结局，但它是一个有趣的行星保护。

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