هل يجب عزل القمر؟

بعد ما يقرب من نصف قرن من زيارة رواد الفضاء للقمر لأول مرة ، أصبح مرة أخرى نقطة وميض للمناقشات حول كيفية استكشاف النظام الشمسي بأمان ومسؤولية.

لا يظهر القمر وكلمة "علم الأحياء الفلكي" غالبًا في نفس الجملة - حتى مع وجود عدد قليل من وكالات الفضاء الحكومية والشركات الخاصة التي تخطط للقيام برحلات مأهولة إلى سطح القمر لأول مرة منذ مهمة أبولو 17 التابعة لوكالة ناسا في عام 1972.

حدث هذا الهبوط الأخير لأبولو على سطح القمر بعد أن أصبح واضحًا أن القمر كان بلا حياة - وهو تحول عن عمليات الهبوط الأولية ، والتي أخضعت أطقمها للحجر الصحي بعد العودة إلى الأرض. كانت تلك الاحتياطات المبكرة ، التي تسمى الآن "حماية الكواكب" ، تهدف إلى منع التلوث العكسي - الإدخال الكارثي المحتمل للكائنات خارج كوكب الأرض إلى المحيط الحيوي للأرض. ولكن بحلول نهاية برنامج أبولو ، تم عزل رواد الفضاء الذين يمشون على القمر فقط قبل مغادرتهم الأرض ، وذلك للتأكد من أنهم لم يحتضنوا مرضًا معديًا يمكن أن يظهر خلال مهماتهم عالية الخطورة.

ومع ذلك ، فقد ثبت أن منع جراثيم الأرض من السفر إلى القمر عملية صعبة. وجد نوع بكتيري واحد على الأقل ، Streptococcus mitis ، طريقه داخل كاميرا Surveyor 3 التي أمضت حوالي 2.5 سنة على سطح القمر قبل أن يسترجعها رواد الفضاء في Apollo 12 ويعيدونها إلى الأرض. يعتقد الخبراء الآن أن S. mitis من Surveyor 3 جاء من تلوث ما بعد العودة بواسطة محققين بشريين ، بدلاً من البقاء على قيد الحياة في ظروف القمر. ومع ذلك ، فقد أظهرت الأبحاث اللاحقة بشكل قاطع أن بعض الكائنات الحية الأرضية - Deinococcus radiodurans و Bacillus subtilis وكذلك اللافقاريات الصغيرة التي تسمى بطيئات المشية - يمكنها بالفعل البقاء على قيد الحياة من التعرض الطويل لظروف الفضاء القاسية. في كل من الماضي والحاضر ، يعد التلوث المتقدم - نقل أشكال الحياة الأرضية إلى عوالم أخرى - التحدي الأكثر إزعاجًا لحماية الكواكب.

يُعد التلوث الأمامي مصدر قلق مألوف لمخططي المهام الذين يسعون إلى الحفاظ على بيئات المريخ والأقمار الجليدية الحاملة للمحيطات في النظام الشمسي الخارجي (مثل كوكب زحل إنسيلادوس وكوكب المشتري يوروبا) حتى يتمكن علماء الأحياء الفلكية من تحديد الحياة الأصلية هناك ، في حالة وجودها. ولكن كيف يجب أن تنطبق المحظورات والقيود الخاصة بحماية الكواكب على القمر ، وما هي الدروس المستفادة من عصر أبولو التي قد تكون قابلة للتطبيق في السنوات القادمة حيث نهدف إلى العودة ؟.

يقول آندي سبري ، كبير العلماء في معهد SETI ومستشار حماية الكواكب في وكالة ناسا: "كانت الاحتياطات البيولوجية خلال أبولو معنية فقط بمنع التلوث الخلفي من الكائنات القمرية المفترضة". حتى قبل هبوط أبولو لأول مرة ، كانت إمكانية الحياة على القمر لا تزال بعيدة. ولكن لا تزال هناك احتياطات ضد التلوث الخلفي ، بالنظر إلى النتائج الكارثية المحتملة لهذا السيناريو غير المحتمل. تم عزل رواد الفضاء وعينات القمر - بالإضافة إلى مهندس التعافي وجراح الطيران الذين التقوا بأطقم العودة - لمدة 21 يومًا بعد أبولو 11 و 12 و 14. (فشل Apollo 13 في الهبوط على سطح القمر ، لذلك لم يكن الحجر الصحي ضروريًا). ومع ذلك ، بدءًا من Apollo 15 ، لم يكن هناك حجر صحي بعد المهمة لأن تحليل عينات القمر التي أعادها Apollo s 11 و 12 أشار إلى أن القمر كان بلا حياة.

ابتداءً من الثمانينيات ، بدأت لجنة أبحاث الفضاء (كوسبار) في تعزيز البروتوكولات التي تهدف إلى منع التلوث في المستقبل لحماية البيئات خارج الأرض بشكل أفضل. لقد تطورت هذه المبادئ التوجيهية بمرور الوقت مع زيادة المعرفة العلمية - للخير والشر. على الرغم من أننا نعرف اليوم أكثر من أي وقت مضى عن إمكانات الحياة في عوالم أخرى ، فإن الافتقار إلى كائنات فضائية فعلية يجب دراستها يعني أن معرفتنا المتنامية تميل إلى إثارة أسئلة أكثر مما تجيب. على عكس عصر أبولو ، اليوم لم تعد مسألة ما إذا كان جسم سماوي يتطلب أي حماية على الإطلاق مسألة بسيطة بنعم أو لا.

يقول سبري: "هناك خمس فئات لحماية الكواكب من كوسبار". "الفئة الأولى هي أنه لا توجد احتياطات ضرورية لحماية الجسم المستهدف. "المطلب" هو مجرد إثبات أن مهمتك لا تتطلب أي احتياطات حماية معينة ". منذ عام 2008 ، تم اعتبار القمر من الفئة الثانية ، مما يعني أنه في حين أنه ليس هدفًا في البحث عن الحياة ، فإن الاستكشاف هناك يستحق قدرًا قليلاً من الحذر. وذلك لأن سطح القمر الصناعي غير المقيّد إلى حد كبير يقدم أدلة فريدة حول تاريخ نظامنا الشمسي - وربما نشأة الحياة على الأرض وتطورها.

كان للحجر الصحي وضمانات حماية الكواكب الأخرى في Apollo s 11 و 12 و 14 بعض الأشياء المشتركة مع الفئة الخامسة اليوم ، والتي تنطبق على المهمات التي يتم فيها إعادة المعدات أو العينات إلى الأرض من مكان صالح للسكن (أو ربما حتى مأهول!) عالم مثل المريخ أو يوروبا أو إنسيلادوس. في مثل هذه الحالات ، يكون أحد الأهداف هو منع التلوث الخلفي ؛ والشيء الآخر هو الاحتفاظ بالعينات التي يتم إرجاعها كما هي أثناء مهمات أبولو للهبوط على القمر. بالطبع ، يجب أن تمنع مهمات الفئة الخامسة التلوث الأمامي - وهو هدف لم يُعطى الأولوية خلال أبولو.

يتمثل أحد الحلول المقترحة للتعامل مع سيناريوهات الفئة الخامسة الحديثة في إعادة المعدات والعينات ليس إلى الأرض بل إلى المعامل المصممة لهذا الغرض على القمر أو في المدار. هناك ، كما يذهب المنطق ، يمكن تحليل المادة المحولة دون المخاطرة بتلويث الأرض. لكن مثل هذه الأساليب ستكون باهظة الثمن ، وستفتقر المنشآت خارج الأرض إلى الأدوات الكبيرة والثقيلة اللازمة حاليًا لتعظيم العائد العلمي من بعثات إعادة العينات. وهذه ليست المشكلة الوحيدة.

يقول Spry إن نقل الأشخاص والمعدات والمواد بحرية في جميع أنحاء نظام الأرض والقمر دون متطلبات حماية كوكبية عالية المستوى يجب أن يكون أولوية. "لا نريد إحياء بروتوكول الحجر الصحي القديم من أبولو بالضبط ، ولكن إعادة العينات ورواد الفضاء إلى منشأة عزل تقع على الأرض يعد أسلوبًا معقولاً." لا تزال التفاصيل اللوجستية لخطة الاستقبال الأرضية بحاجة إلى العمل ، ولكن Spry تتصور مرفق احتواء مع ما يسمى "قدرة مستوى السلامة الحيوية 4" (أعلى مستوى أمان للعمل مع الكائنات الخطرة المسببة للأمراض على الأرض ، مثل فيروسات الجدري أو الإيبولا). سيتطلب مثل هذا المرفق أيضًا تدابير إضافية للحفاظ على أي عينات نقية ، تمامًا كما كانت معظم عينات أبولو.

هناك طريقة أخرى للنظر في مشكلة حماية القمر وهي أنه من الأفضل التعامل مع جارنا القمري الذي لا حياة له كنوع من قاع الاختبار للبعثات إلى مواقع فلكية أكثر حساسية - وبالتحديد المريخ. تقول جولي ميتشل ، أمينة الجليد والمواد العضوية في أبحاث المواد الفلكية وعلوم الاستكشاف ، "بينما نواصل تطوير وصقل متطلبات الحماية الكوكبية لاستكشاف المريخ ، يوفر استكشاف القمر فرصة لتقييم تلك المتطلبات قبل تطبيقها في بيئة حساسة من الناحية الميكروبية". قسم في NASA Johnson Space Center (JSC). على سبيل المثال ، كما تضيف ، يمكن لبؤرة استيطانية على القمر أن تسفر عن رؤى جديدة حول كيف يمكن أن يتغير الميكروبيوم في الموطن الفضائي بمرور الوقت ، ويمكن أن يؤدي إلى طرق أفضل لمنع الغبار والملوثات الأخرى من التسلل إلى منشأة من العالم الغريب في الخارج.

يمكن للقمر العقيم الذي لا حياة له أن يوفر أيضًا أرضية إثبات مثالية لتجارب "البيولوجيا التركيبية" قبل أن يتم إطلاقها في مكان آخر في النظام الشمسي. يشير المصطلح إلى التعديلات الجينية المعقدة للكائنات الأرضية مثل الهندسة المتعمدة لطحالب التمثيل الضوئي المعروفة باسم البكتيريا الزرقاء لتنقية هواء الموائل أو حتى لإنتاج وقود الصواريخ. يقول إيغور براون ، عالم الأحياء الدقيقة الذي أجرى أبحاثًا حول التطبيقات القمرية للبيولوجيا التركيبية مع رائد البيولوجيا الفلكية الراحل ديفيد ماكاي في JSC: "لا يمكن استكشاف الإنسان للفضاء بدون استخدام البكتيريا الزرقاء".

هل يمكن لمثل هذا البرنامج المُحسَّن للبيولوجيا التركيبية للاستكشاف بين الكواكب البشرية في جميع أنحاء النظام الشمسي أن يتوافق مع المبادئ الصارمة لحماية الكواكب؟ الجواب ، إذا كان موجودًا على الإطلاق ، فمن المحتمل أن يظهر متى وكيف وإذا عدنا إلى القمر.