揭秘美行星保護計劃：嚴防地球生物污染外星

未來將登陸火星的新型探測器

無塵室中的海盜號火星探測器，1976年攜帶生命探測器登陸火星。　　

據美國太空網報道， 美國航天局致力於在宇宙探索中，儘可能避免地球和外星球之間微生物和生命體的交叉性污染。

　　長期以來，科學家一直致力於尋找外星人，希望能夠在別的星球上發現生命體。但可能會出現一種令科學家們非常尷尬的情況：有朝一日真的在外星球上發現了生命，而這些生命實際上卻源自地球！

　　每個宇宙飛船從地球上離開駛向宇宙，很可能搭載著數百萬計的微生物細菌抵達外太空。美國宇航局希望未來能夠啟動「火星標本返回任務」，將火星的勘測樣本送返至地球。而努力避免火星和地球之間的微生物交叉性污染應是重中之重。9月份發表在英國期刊《微生物學趨勢》的一篇報道闡述了當前美國宇航局的行星保護策略和計劃。

　　美國宇航局行星保護計劃

　　該篇研究報道的作者是美國佛羅里達州大學肯尼迪航天中心微生物學、細胞科學系教授韋恩-尼科爾森(Wayne Nicholson)，他說：「假如地球陸地上的蟲子抵達火星，它們是否可以存活生長？或者它們能否在極端的外星球環境中繁衍？迄今為止，我們的研究結果顯示地球上的微生物是無法在火星上生存的！」

　　即使如此，美國宇航局仍然實施了行星保護措施，確保搭載在宇宙飛行器上的細菌不污染外星球的環境。首先要關注的是「返航感染」，也就是外星生命形式被搭載返回地球後，是否會對地球生物圈構成影響；其次要關注的是「向外污染」，當地球上的微生物乘坐太空飛船駛向其他行星時，有可能在那裡紮根繁衍。

　　美國宇航局行星保護辦公室成員凱瑟琳-康利(Catharine Conley)說：「首要問題當然是保護地球不被外星球生物所污染。但實際上我們還從未在外太空採集回任何可能的生命形式樣本，因此從實際出發，我們應當更多地關注對外污染。」

　　從一開始就小心翼翼

　　行星保護計劃啟動之初就著重關注「返航感染」。自從前蘇聯於1957年成功發射第一顆人造地球衛星進行太空探索任務之後，國際科學理事會專門成立了空間研究委員會(COSPAR)來加快國際空間探索。他們的職責之一就是行星保護計劃。

　　1967年簽署的「外太空條約」正式規划了所有國家從事太空探索的全球性指導方針。該條約聲明：任何外太空探索活動，包括月球和其他行星，都必須儘可能避免出現生物污染。

　　美國科羅拉多州立大學天體物理學和行星科學教授拉里-埃斯波西托(Larry Esposito)稱，雖然人們一直期望科學界努於探索新的太空領域，但在人類探索太空過程中避免返航感染顯得更加重要。

　　「儘管可能性微乎其微，返航感染仍然是最大的威脅。」 埃斯波西托說：「事實上，我們生活在地球上，能夠決定自己的生存方式，同時也是整個地球生態系統的一部分。如果不對返航感染未雨綢繆，很可能對地球生態系統構成潛在的威脅。」

　　近年來，向外污染也成為一個重點，特別是對火星進行探測並尋找可能的生命形式之後。今年3月份，國際空間站的宇航局進行了LOCAD-PTS探索實驗，這是行星保護技術的首次測試。該實驗使用高科技棉簽對宇航員的手套進行清潔，然後監測棉簽以檢查微生物。實驗結果幾乎沒發現任何細菌，但在15處發現了帶有真菌印跡的葡聚糖。

　　嚴禁微生物搭便車

　　保護程序的確定取決於兩個因素：太空任務的類型(飛越、軌道盤旋、登陸或漫遊)和目標星體存在生命的可能性。太空任務分為5大類，「返回地球」被歸為V類。一旦任務被明確，美國宇航局將多管齊下減少太空飛船上的微生物。所有的程序操作都是在無塵環境中進行，利用專門的氣流系統過濾掉污染物。

　　在清潔之前，科學家利用抽樣調查來測定出飛船上的孢子數量。用消毒棉簽對太空飛船上的指定區域進行微生物樣本採集，將收集到的樣本放在孢子培植區進行孵化，同時使用複雜的運算方法計算出總體污染程度。

　　目前，美國宇航局進行太空滅菌的方法叫做「乾熱殺菌法」，在對飛船進行清潔後，使用一個烤箱加熱至112攝氏度對其進行30個小時的烘烤。這種方法曾用於上世紀70年代「海盜號」火星探測器的滅菌處理並沿用至今。康利表示，清潔程序可將飛船的孢子含量從最初的每平方米300個降至每平方米0.03個。由於0.03隻是統計學上的數字，而不是一個整體的孢子，因此飛船被認為處於安全狀態，不會遭受微生物污染。

　　嘗試新的清潔措施

　　美國宇航局將在未來太空任務中實施更嚴格的清潔措施，目前正考慮在近期採用兩種特殊的方法。

　　第一種方法稱作「鱟變形細胞溶解物化驗分析」，用於搜尋是否存在微生物細胞壁物質。該方法最初用於製藥工業，其優勢在於無論對活性的還是死亡的有機體都具有較高的靈敏性，能夠較快地作出反應。

　　第二種方法稱作「三磷酸腺苷分析」，主要用於探測三磷酸腺苷(ATP)，該物質是所有活細胞產生的基本能量來源。該方法也可以同時探測到活性的和死亡的細胞，是一種理想的生物污染信號。

　　生命的證據

　　即使執行嚴格的清潔程序，仍會有數以百萬計的細菌從地球飛向太空。科學家又如何確定在其他星球上發現的生命體不是地球生物污染的結果呢？

　　「在搜尋外太空生物時，我們當然不希望被地球生物所欺騙。」埃斯波西托解釋道：「這將混淆外星生命和地球生命。」

　　為了分辨潛在的外星生命，美國宇航局在之前的探索任務(像「海盜號」探測器)中收集了詳盡的樣本採集情況，以期與可能的新生命形式進行對比。康利稱，當前的DNA測試方法證明，迄今為止在外太空發現的生命形式全部源自地球。科學家預測外星生命具有與地球上已知生物完全不同的DNA結構(加入它們有DNA的話)。

　　隨著天體生物學家繼續尋找外星生物，對地球及整個太空環境的保護將始終是優先考慮的問題。埃斯波西托說：「我們關注任何生命形式，既不希望地球被外星生命所污染，也不希望地球微生物感染其他星球。」

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