Het is tijd om de regels bij te werken. Dat is de conclusie van een panel dat de regels van NASA voor planetaire bescherming onderzocht. Het was slim, aan het begin van het ruimtetijdperk, om na te denken over hoe we onbedoeld andere werelden zouden kunnen vervuilen met aardse microben terwijl we het zonnestelsel verkennen. Maar nu we veel meer weten dan toen, passen de regels niet.
Het Planetary Protection Office (PPO) behandelt deze regels en hoe ze van toepassing zijn op ruimtevaartuigen. Niet alleen voor NASA, maar ook voor andere partnerlanden. De Planetary Protection Independent Review Board (PPIRB) heeft dit nieuwe rapport opgesteld. De PPIRB werd voorgezeten door Alan Stern, een bekende Amerikaanse planetaire wetenschapper, en de hoofdonderzoeker van NASA's New Horizons-missie naar Pluto.
Telkens wanneer mensen een ruimtevaartuig naar een ander lichaam sturen, bestaat het risico dat lichaam met microben van de aarde te besmetten. Het elimineren of verlagen van dat risico is de enige manier om integriteit te garanderen bij het zoeken naar leven. Er wordt veel moeite gedaan om ruimtevaartuigen te steriliseren, maar het risico is nooit nul. Ruimtevaartuigen worden vóór de lancering in steriele cleanrooms voorbereid en in de jaren zeventig werden de Viking-landers gesteriliseerd in enorme ovens die speciaal voor dat doel waren gebouwd.
Omgekeerd moeten we de aarde beschermen tegen ongewenste bezoekers die mogelijk terugkomen om ons te bezoeken op een van onze ruimtevaartuigen. Het klinkt misschien als sciencefiction, maar aangezien we nog niet weten welke microben er op Mars, Enceladus of een andere wereld zouden kunnen bestaan, moeten we ons beschermen tegen besmetting van de aarde.
Het Office of Planetary Protection helpt bij de bouw van steriele ruimtevaartuigen, of wat zij noemen "ruimtevaartuigen met een lage biologische belasting". Ze helpen ook bij het ontwikkelen van vluchtplannen met een laag risico die andere lichamen en de aarde helpen beschermen. Het OPP helpt ook bij het ontwikkelen van een werkbaar ruimtebeleid om hun doelen te bereiken.
Maar is het echt nodig?
Volgens dit nieuwe rapport, met meer en meer verkenning van de ruimte en met steeds meer landen en commerciële spelers, moet de oude set regels mogelijk worden bijgewerkt.
“Het landschap voor planetaire bescherming beweegt razendsnel. Het is opwindend nu voor het eerst veel verschillende spelers in staat zijn om missies van zowel commercieel als wetenschappelijk belang voor lichamen in ons zonnestelsel te overwegen '', zegt Thomas Zurbuchen, associate administrator van NASA's Science Mission Directorate. "We willen voorbereid zijn in deze nieuwe omgeving met doordacht en praktisch beleid dat wetenschappelijke ontdekkingen mogelijk maakt en de integriteit van onze planeet en de plaatsen die we bezoeken behouden."
Veel van de normen zijn ingevoerd in de jaren '60 en '70. Onze kennis van de Maan en Mars, de meest bezochte lichamen, is sindsdien gegroeid. Het hele maanoppervlak werd aanvankelijk geclassificeerd als belangrijk voor de studie van de oorsprong van het leven. Maar dat heeft niet standgehouden, en nu denken niet veel wetenschappers dat de maan in dat onderzoek erg belangrijk is. In ieder geval niet alles.
Het is mogelijk dat de maanpalen een rol speelden in de geschiedenis van het leven, omdat ze langlevende waterafzettingen hebben. Maar volgens de PPIRB is er geen reden om te denken dat de rest van de maan dat wel doet. Volgens hen zouden verschillende gebieden op de maan verschillende beschermingsnormen moeten hebben.
De maan en de Lunar Gateway zijn waarschijnlijk halteplaatsen voor toekomstige missies naar Mars. Bestaat er enig risico op kruisbesmetting tussen de twee? Hoe zit het met het ruimtevaartuig dat monsters terugstuurt naar de aarde, zoals de Mars 2020-rover dat zal doen?
De realiteit is dat materiaal van Mars naar de aarde is vervoerd in een orde van grootte die groter is dan welke steekproef dan ook die mensen ooit kunnen doen. Er is gedurende miljarden jaren een natuurlijke stroom van Marsmateriaal naar de aarde geweest, toen meteoren Mars aanvielen en puin de ruimte instuurden. Een deel van dat puin is op aarde geland. De PPIRB zei dat het algehele risico van verontreiniging van de aarde met materiaal van Mars moet worden herzien.
"In het bijzonder moet het risico van nadelige effecten dat Martiaans materiaal vormt voor de terrestrische biosfeer opnieuw worden geëvalueerd in het licht van het voortdurende, gevestigde, natuurlijke transport van Martiaans materiaal naar de aarde."
PPIRB-rapport, 2019.
De PPIRB suggereert niet dat alle voorzorgsmaatregelen moeten worden verwijderd. Een van hun aanbevelingen is dat er een speciale faciliteit moet worden gebouwd om monsters van Mars te ontvangen. In hun rapport noemen ze het de Mars Sample Return Facility (MSRF). Dit is niet alleen om wetenschappelijke redenen, maar ook om mensen te verzekeren dat de gepaste voorzorgsmaatregelen worden genomen.
"Er wordt veel moeite gestoken in de MSR-architecturen om ervoor te zorgen dat er geen schadelijke interferentie met de biosfeer van de aarde zal zijn."
PPIRB-rapport, 2019.
Uit het PPIRB-rapport: “Als de eerste beperkte terugkeer op aarde sinds Apollo, zal MSR een uniek spraakmakende missie zijn. Aan de MSR-architecturen wordt veel moeite gedaan om ervoor te zorgen dat er geen schadelijke interferentie met de biosfeer van de aarde zal zijn. Dit omvat NASA-werk (samen met internationale partners) om "de contactketen te verbreken" met de Mars-omgeving tijdens monsterafnameprocedures op Mars 2020, de Sample Retrieval Lander en terugkeerprocedures met de Earth Return Orbiter. "
Een deel van de inspanningen om de regels voor planetaire bescherming bij te werken, wordt gedreven door de praktische realiteit. Er zullen steeds meer commerciële activiteiten in de ruimte plaatsvinden, en die inspanningen hebben effectieve en gestroomlijnde regels nodig om mee te kunnen werken.
"De planetaire wetenschap en de planetaire beschermingstechnieken zijn de afgelopen jaren snel veranderd en zullen waarschijnlijk snel blijven evolueren", zei Stern in een persbericht. “De richtlijnen en praktijken op het gebied van planetaire bescherming moeten worden bijgewerkt om onze nieuwe kennis en nieuwe technologieën en de opkomst van nieuwe entiteiten die missies plannen in het hele zonnestelsel te weerspiegelen. Er is wereldwijde belangstelling voor dit onderwerp en we moeten ook bespreken hoe nieuwe spelers, bijvoorbeeld in de commerciële sector, kunnen worden geïntegreerd in planetaire bescherming. ”
Recente gebeurtenissen op Mars ondersteunen de herziening van de regels voor planetaire bescherming. Op dit moment is de MSL Curiosity-rover zeven jaar in zijn missie. Het overkoepelende doel is om te beoordelen of Mars ooit een omgeving heeft gehad die het microbiële leven had kunnen ondersteunen. Het doet dat door Gale Crater te verkennen en langzaam zijn weg naar Mt. Sharp of Aeolis Mons.
De nieuwsgierigheid passeerde enkele rotsen met donkere strepen erop, en nieuwsgierigheidswetenschappers wezen erop dat de strepen waarschijnlijk water zijn, misschien seizoensseeps. Een deel van het Curiosity-team wilde deze strepen onderzoeken. Maar het bureau voor planetaire bescherming was bezorgd over de mogelijkheid om die sijpelingen te besmetten. Hoewel Curiosity op aarde werd gesteriliseerd, waarbij sommige delen bijna een week lang op 110 C werden gebakken, was het verplaatsen van een boor naar de robotarm van de rover na sterilisatie in strijd met de protocollen van het Office of Planetary Protection. Het personeel van het Jet Propulsion Laboratory dat verantwoordelijk was voor MSL Curiosity was ontevreden.
De oceaanmanen in ons zonnestelsel zijn ook toekomstige doelen in de zoektocht naar leven, vooral Europa en Enceladus. Welke bescherming moeten ze krijgen als ons ruimtevaartuig hen bezoekt? Het PPIRB-rapport behandelde dat probleem.
"De fractie van terrestrische micro-organismen in de bio-lasten van ruimtevaartuigen die het potentieel heeft om te overleven en te versterken in oceaanwerelden, zal waarschijnlijk extreem klein zijn."
PPIRB-rapport, 2019.
Zoals het rapport zegt: "Het aandeel van terrestrische micro-organismen in de bio-lasten van ruimtevaartuigen dat het potentieel heeft om te overleven en te versterken in oceaanwerelden, zal waarschijnlijk extreem klein zijn." Het rapport zegt verder dat er bijna geen mogelijkheid is dat enig inheems leven op Enceladus, Europa of zelfs Titan dezelfde oorsprong heeft als het aardse leven, en dat wetenschappers ze op geen enkele manier niet van elkaar zouden kunnen onderscheiden.
'Een dergelijk leven zou gemakkelijk te onderscheiden zijn van terrestrische micro-organismen met behulp van moderne biochemische technieken. Als gevolg van deze bevindingen lijken de huidige bioburden-vereisten voor Europa- en Enceladus-missies (d.w.z. <1 levensvatbaar micro-organisme) onnodig conservatief. "
NASA heeft het rapport van de PPIRB ontvangen en is van plan nieuwe protocollen te ontwikkelen. Waarschijnlijk zal het oppervlak van Mars en de maan in zones worden verdeeld. Sommige zullen als belangrijker worden beschouwd bij het zoeken naar leven en er zullen strengere richtlijnen komen. Anderen zullen minder restrictief zijn.
Maar er zit een andere hoek in dit alles. Aangezien elke missie naar Mars een inherent risico heeft om die planeet te besmetten met aardse microben, moeten we er dan niet voor zorgen dat we eerder dan later potentieel levensdragende zones onderzoeken? Zo ja, dan hebben we eerder bijgewerkte protocollen nodig dan we denken.
Meer:
- Persbericht: NASA's Planetary Protection Review behandelt de veranderende realiteit van ruimteverkenning
- Rapport: NASA Planetary Protection Independent Review Board
- NASA: Planetary Protection
