Apărare planetară

Protecția planetară  este principiul călăuzitor în dezvoltarea oricărei misiuni interplanetare . Scopul este de a preveni contaminarea biologică atât a corpului ceresc țintă, cât și a Pământului [2] [3] . Protecția planetară este asociată în primul rând cu natura necunoscută a mediului spațial, precum și cu dorința comunității științifice de a păstra natura primordială a corpurilor cerești până când acestea sunt studiate în detaliu.

Există două tipuri de poluare interplanetară :

1) Panspermia tehnogenă prin transferul de organisme viabile de pe Pământ pe alt corp ceresc. Scopul principal al protecției planetare în acest caz este conservarea proceselor naturale primordiale, împiedicând pătrunderea organismelor de pe Pământ.

2) Poluarea inversă prin transferul de organisme extraterestre, dacă există, în biosfera Pământului . Aici, scopul principal al protecției planetare este de a preveni răspândirea organismelor extraterestre în biosferă.

Istorie

Problema potențialei contaminări a Lunii și a planetelor a fost ridicată pentru prima dată la cel de-al VII-lea Congres al Federației Internaționale de Astronautică de la Roma, în 1956. [patru]

În 1958 [5] Academia Națională de Științe din SUA a fost prima care a adoptat o rezoluție prin care se cere planificarea cu mare grijă a misiunilor de cercetare lunară și planetară, pentru a nu face imposibile studiile ulterioare ale altor corpuri cerești în căutarea vieții extraterestre din cauza organisme terestre care le-ar putea fi introduse în timpul cercetărilor.

Acest lucru a condus la crearea Comitetului pentru Contaminarea prin Explorare Extraterestră, care a făcut o serie de recomandări pentru sterilizarea navelor spațiale pe parcursul anului. Organizația în sine a fost de părere că sterilizarea este o măsură temporară, iar Marte și Venus ar trebui să rămână necontaminate doar până când sunt explorate de nave spațiale cu echipaj [6] .

În 1959, funcțiile de asigurare a protecției planetare au fost transferate Comitetului pentru Cercetare Spațială sau COSPAR . În 1964, COSPAR a emis Decretul nr. 26:

… reafirmă că căutarea vieții extraterestre este o sarcină importantă pentru cercetarea spațială, că planeta Marte este singurul loc disponibil pentru această căutare în viitorul apropiat, că contaminarea planetei poate complica semnificativ procesul de căutare sau chiar face imposibil. Prin urmare, este necesar să se ia toate măsurile practice pentru a preveni panspermia provocată de om până când aceste căutări dau un rezultat satisfăcător. Cooperarea în planificarea misiunilor și găsirea unor metode adecvate de sterilizare pentru a evita o astfel de contaminare este necesară din partea tuturor statelor care participă la astfel de studii [7] .

Text original  (engleză)[ arataascunde] ...afirmă că căutarea vieții extraterestre este un obiectiv important al cercetării spațiale, că planeta Marte poate oferi singura oportunitate fezabilă de a efectua această căutare în viitorul apropiat, că contaminarea acestei planete ar face o astfel de căutare mult mai mare dificil și posibil chiar să prevină pentru totdeauna un rezultat fără echivoc, că ar trebui luate toate măsurile practice pentru a se asigura că Marte nu va fi contaminat biologic până în momentul în care această căutare poate fi efectuată în mod satisfăcător și că cooperarea în programarea corespunzătoare a experimentelor și a utilizării. este necesară aplicarea unor tehnici adecvate de sterilizare a navelor spațiale din partea tuturor autorităților care lansează sondele spațiale pentru a evita o astfel de contaminare.

Tratatul pentru spațiul cosmic

La 27 ianuarie 1967, principalele puteri spațiale au semnat un acord cu privire la principiile pentru activitățile statelor în explorarea și utilizarea spațiului cosmic, inclusiv a Lunii și a altor corpuri cerești. În același an, Statele Unite, URSS și Marea Britanie au ratificat acest tratat, creând o bază legală pentru apărarea planetară, al cărui principiu este descris în articolul IX al acestui tratat:

Articolul IX: ... Statele părți la Tratatul privind spațiul cosmic vor efectua studiul și explorarea spațiului cosmic, inclusiv a Lunii și a altor corpuri cerești, și vor efectua cercetări pe suprafețele lor în așa fel încât să evite panspermia tehnogenă, astfel încât precum și schimbările negative ale biosferei Pământului din cauza poluării inverse. Dacă este necesar, se iau măsurile necesare în aceste scopuri… [8] [9]

Text original  (engleză)[ arataascunde] Articolul IX: ... Statele părți la tratat vor continua studii ale spațiului cosmic, inclusiv ale Lunii și ale altor corpuri cerești, și vor efectua explorarea acestora pentru a evita contaminarea lor dăunătoare și, de asemenea, schimbările adverse ale mediului Pământului rezultate din introducerea de materie extraterestră și, dacă este necesar, va adopta măsurile adecvate în acest scop...

În octombrie 2011, 100 de țări sunt state părți la tratat, iar alte 26 au semnat tratatul, dar nu au finalizat ratificarea. Printre acestea se numără toate puterile spațiale, precum și statele care încearcă să dobândească acest statut.

Baza cercetării spațiale de astăzi este principiul:

Ar trebui evitată orice contaminare care ar putea fi dăunătoare programelor de cercetare ale statului parte.

Text original  (engleză)[ arataascunde] Trebuie evitati orice contaminanți care pot deteriora programele de cercetare ale statului parte.

Politica NASA (ing. NASA) de astăzi vizează implementarea strictă a acestui principiu fundamental [10] .

COSPAR: Recomandări și categorii

Comitetul pentru studiul spațiului cosmic se întrunește la fiecare doi ani, format din 2-3 mii de oameni de știință [11] . Una dintre sarcinile comitetului este de a crea recomandări menite să prevină poluarea interplanetară. Temeiul juridic este articolul IX din Tratatul privind spațiul cosmic [12] ( a se vedea mai sus pentru detalii ).

Recomandările date de COSPAR [13] depind de tipul de misiune și de nivelul de cunoștințe al corpului ceresc țintă. COSPAR clasifică toate misiunile în 5 categorii principale:

Zone speciale ale lui Marte

Zonele speciale ale lui Marte sunt zone ale lui Marte identificate de COSPAR în care organismele terestre pot supraviețui și se pot răspândi cu ușurință, iar potențialul de existență a formelor de viață marțiane este, de asemenea, mare. Astfel de locuri includ zone în care se formează periodic apa lichidă, precum și alte locuri favorabile pentru dezvoltarea vieții, pe baza înțelegerii actuale a cerințelor pentru dezvoltarea acesteia.

Când operează în aceste zone, sonda, aterizarea și/sau rover-ul trebuie să fie complet sterilizate pentru a respecta categoria IVc .

Categorii țintă

Cele mai studiate ținte ale misiunilor spațiale sunt ușor de clasificat și primesc categorii adecvate. Alții primesc categorii provizorii până când devin disponibile mai multe date.

Categoria I

Nu prezintă interes imediat pentru înțelegerea proceselor de evoluție chimică și/sau a originii vieții

Text original  (engleză)[ arataascunde] Nu prezintă interes direct pentru înțelegerea procesului de evoluție chimică sau a originii vieții

Categoria II

… unde există doar o mică șansă ca contaminarea navelor spațiale să pună în pericol cercetările viitoare. În acest caz, o probabilitate mică se datorează absenței locurilor pe corpul ceresc favorabile reproducerii organismelor terestre și/sau probabilității foarte scăzute de transmitere a acestora acolo.

Text original  (engleză)[ arataascunde] … acolo unde există doar o șansă îndepărtată ca contaminarea transportată de o navă spațială să pună în pericol explorarea viitoare.” În acest caz definim „șansa la distanță” ca „absența nișelor (locuri în care microorganismele terestre ar putea prolifera) și/sau o probabilitate foarte scăzută de transfer în acele locuri.

Categoria preliminară II

Instalațiile preliminare de categoria II sunt supuse unor cerințe similare cu cele din categoria principală. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a clarifica categoria fiecăruia dintre obiectele clasificate în categoria provizorie a II-a.

Categoria III/IV

… unde există o posibilitate serioasă ca contaminarea navelor spațiale să pună în pericol cercetările viitoare. În acest caz, o probabilitate serioasă se datorează prezenței pe corpul ceresc a unor locuri favorabile reproducerii organismelor terestre și/sau unei probabilități foarte mari de transmitere a acestora acolo.

Text original  (engleză)[ arataascunde] … acolo unde există doar o șansă îndepărtată ca contaminarea transportată de o navă spațială să pună în pericol explorarea viitoare.” În acest caz definim „șansa la distanță” ca „absența nișelor (locuri în care microorganismele terestre ar putea prolifera) și/sau o probabilitate foarte scăzută de transfer în acele locuri.

Categoria V

Retur nelimitat V: „Misiuni de întoarcere pe Pământ din locații determinate de comunitatea științifică să nu aibă forme de viață indigene”

Text original  (engleză)[ arataascunde] Categoria V nerestricționată: „Misiuni de întoarcere a Pământului de la corpuri considerate de opinia științifică ca nu au forme de viață indigene.”

Retur limitat V: „Misiuni de întoarcere pe Pământ din locații considerate de comunitatea științifică a fi de interes pentru studiul evoluției biochimice și/sau originii vieții”.

Text original  (engleză)[ arataascunde] Categoria V restricționată: „Misiuni de întoarcere pe Pământ de la corpuri considerate de opinia științifică ca fiind de interes semnificativ pentru procesul de evoluție chimică și/sau originea vieții”.

Alte obiecte

Dacă nu există nicio urmă de activitate a corpului ceresc pentru 3 Gyr sau nu există nicio probabilitate de deteriorare a suprafeței unui corp ceresc prin impactul de pe Pământ, corpul țintă este clasificat în Categoria I. În caz contrar, categoria poate fi revizuită.

Ecuația Coleman-Sagan

Scopul cerințelor actuale COSPAR este de a reduce nivelul de sarcină biologică a AMS sau vehiculelor cu echipaj cu echipaj la un nivel acceptabil, în conformitate cu categoria corpului ceresc țintă. O probabilitate acceptabilă de contaminare interplanetară este de 0,1%. Probabilitatea este de obicei calculată prin înmulțirea numărului de microorganisme de pe navă spațială, a probabilității de răspândire a acestora pe corpul ceresc țintă, precum și a unor alți factori asociați cu posibila reducere a sarcinii biologice în timpul misiunii.

Pentru calcule se folosește ecuația Coleman-Sagan.

.

Unde:

= Numărul inițial de microorganisme de pe navă spațială. = Scăderi din cauza condițiilor navelor spațiale înainte și după lansare. = Probabilitatea ca microorganismele din nava spațială să aterizeze pe suprafața corpului ceresc țintă. = Probabilitatea ca nava spațială să se afle pe suprafața corpului ceresc țintă este de 1 pentru aterizare. = Probabilitatea ca microorganismele să intre în mediu. Pe Pământ, de regulă, valoarea este 1. = Probabilitatea de creștere pe corpul ceresc țintă. Pentru utilizarea apei, valoarea este întotdeauna 1.

Apoi cerința pentru

Valoarea a fost aleasă de Sagan și colab., oarecum arbitrar. Coleman și Sagan au prezis că mai mult de 60 de misiuni la suprafață și cel puțin 30 de misiuni pe orbita planetei vor fi trimise în timpul explorării exobiologice a Marte înainte de începerea colonizării umane. Cu atâtea misiuni, pentru a menține probabilitatea contaminării interplanetare la un nivel de cel mult 0,1%, nivelul încărcăturii biologice, în opinia lor, nu ar fi trebuit să depășească această valoare.

Critica

Ecuația Coleman-Sagan a fost criticată deoarece parametrii individuali nu sunt adesea cunoscuți mai precis decât o valoare aproximativă. De exemplu, grosimea gheții de suprafață a Europei, care nu este cunoscută cu siguranță. Gheața poate fi subțire în unele locuri, ceea ce poate introduce un nivel ridicat de incertitudine în ecuație.

În plus, a fost exprimată o mare cantitate de critici din cauza presupunerii sfârșitului perioadei de protecție și a dezvoltării ulterioare a corpului ceresc de către om. În cazul aceleiași Europe, acest lucru va fi problematic, deoarece va necesita protecție împotriva poluării cu o probabilitate suficientă pentru o lungă perioadă de timp.

Richard Greenberg a sugerat o alternativă - să folosească standardul de poluare naturală. Ideea este că misiunile umane în Europa nu ar trebui să aibă o șansă mai mare de a contamina corpul țintă decât șansa de a contamina acel corp cu meteoriți de pe Pământ, un proces natural.

Probabilitatea contaminării interplanetare de către microbii terestre ca urmare a activității umane este mult mai mică decât probabilitatea ca o astfel de contaminare să se producă în mod natural, cercetarea exobiologică, în opinia noastră, nu poate provoca rău. Numim acest concept standardul de poluare naturală.

Text original  (engleză)[ arataascunde] Atâta timp cât probabilitatea ca oamenii să infecteze alte planete cu microbi terestre este substanțial mai mică decât probabilitatea ca o astfel de contaminare să se producă în mod natural, activitățile de explorare nu ar face, în opinia noastră, niciun rău. Numim acest concept standardul de contaminare naturală.

O altă abordare a misiunilor în Europa implică utilizarea arborilor binari, care sunt susținute de Comitetul pentru Standardele de Protecție Planetară pentru Corpurile de Gheață din Sistemul Solar, care există sub auspiciile Consiliului de Cercetare Spațială. În acest caz, procesul are șapte pași și duce la decizia finală cu privire la oportunitatea trimiterii unei misiuni.

Recomandare: Abordările pentru realizarea apărării planetare nu ar trebui să se bazeze pe înmulțirea estimărilor poverii biologice pentru a calcula probabilitatea ca corpurile sistemului solar să fie contaminate de organisme terestre, cu excepția cazului în care dovezile științifice specifică fără ambiguitate valorile, variația statistică și independența reciprocă a fiecăruia dintre factorii utilizați în ecuaţie.

Recomandare: Abordările pentru realizarea protecției planetare pentru misiunile către corpurile înghețate ale Sistemului Solar ar trebui să utilizeze o serie de decizii binare care să ia în considerare fiecare factor pentru a determina nivelul adecvat de utilizare a procedurilor de protecție planetară.

Text original  (engleză)[ arataascunde] Recomandare: Abordările pentru obținerea protecției planetare nu ar trebui să se bazeze pe multiplicarea estimărilor și probabilităților de biosarcină pentru a calcula probabilitatea contaminării corpurilor Sistemului Solar cu organisme terestre, cu excepția cazului în care datele științifice definesc fără echivoc valorile, variația statistică și independența reciprocă a fiecărui factor utilizat în ecuaţie. Recomandare: Abordările pentru obținerea protecției planetare pentru misiunile către corpurile înghețate ale Sistemului Solar ar trebui să utilizeze o serie de decizii binare care iau în considerare câte un factor pentru a determina nivelul adecvat de proceduri de protecție planetară de utilizat.

Reținere și carantină pentru misiunile de Categoria V cu returnări limitate

Proceduri de decontaminare

Prevenirea expunerii

Controversa

Propuneri de protecție non-biologică

Propuneri pentru securitate sporită

Vezi și

Note

  1. ↑ Assessment of Planetary Protection and Contamination Control Technologies for Future Planetary Science Missions Arhivat 19 martie 2014 la Wayback Machine , Jet Propulsion Laboratory, 24 ianuarie 2011
  2. ↑ John D. Rummel; Tanczer; Ketskeméty, L.; Lévai, G. Privire de ansamblu asupra politicii de protecție planetară și aplicare la misiuni viitoare  //  Advances in Space Research : jurnal. - Elsevier , 1989. - Vol. 9 , nr. 6 . - P. 181-184 . - doi : 10.1016/0273-1177(89)90161-0 . - Cod biblic . — PMID 11537370 .
  3. ↑ Portree, David S.F. Spraying Bugs on Mars (1964) . Wired (revista) (2 octombrie 2013). Data accesului: 3 octombrie 2013. Arhivat din original pe 16 martie 2014.
  4. ↑ Oficiul NASA pentru Protecție Planetară. Istoria protecției planetare . Preluat la 13 iulie 2013. Arhivat din original la 09 mai 2019.
  5. ↑ Preventing the Forward Contamination of Mars (2006) - Pagina 12 . Consultat la 30 aprilie 2015. Arhivat din original pe 11 septembrie 2015.
  6. ↑ Prevenirea contaminării directe a lui Marte
  7. ↑ Preventing the Forward Contamination of Mars - p12 Arhivat 11 septembrie 2015 la Wayback Machine citate din COSPAR 1964 Rezoluția 26
  8. ↑ Textul integral al Tratatului privind spațiul cosmic privind principiile care guvernează activitățile statelor în explorarea și utilizarea spațiului cosmic, inclusiv Luna și alte corpuri cerești Arhivat din original la 8 iulie 2013.  — A se vedea articolul IX
  9. ↑ Centre National d'Etudes Spatiales (CNES). Tratate și recomandări de protecție planetară (2008). Preluat la 11 septembrie 2012. Arhivat din original la 20 august 2014.
  10. ↑ Preventing the Forward Contamination of Mars, pagina 13 Arhivat 11 septembrie 2015 la Wayback Machine Rezuma acest paragraf în carte:

    O revizuire a politicii Tratatului privind spațiul cosmic a concluzionat că, în timp ce articolul IX „a impus obligații internaționale tuturor statelor părți de a proteja și păstra integritatea mediului în spațiul cosmic și a corpurilor cerești precum Marte”, nu există o definiție a ceea ce constituie contaminarea dăunătoare. , nici tratatul nu specifică în ce circumstanțe ar fi necesar să se „adopte măsurile adecvate” sau care măsuri ar fi de fapt „potrivite”

    O revizuire juridică anterioară a susținut însă că „dacă se presupune că părțile la tratat nu au fost pur și simplu verbose” iar „contaminarea dăunătoare” nu este pur și simplu redundantă, „dăunătoare” ar trebui interpretată ca „dăunătoare intereselor altor state” și, deoarece „statele au un interes în a-și proteja programele spațiale în derulare”, articolul IX. trebuie să însemne că „orice contaminare care ar duce la prejudicii pentru experimentele sau programele unui stat trebuie evitată”

    Politica actuală a NASA afirmă că obiectivul de contaminare anticipată a NASA. Politica de protecție a planetei este protecția investigațiilor științifice, declarând în mod explicit că „desfășurarea investigațiilor științifice asupra posibilelor forme de viață, precursori și rămășițe extraterestre nu trebuie pusă în pericol”
  11. ↑ Adunările științifice COSPAR . Consultat la 30 aprilie 2015. Arhivat din original pe 20 aprilie 2019.
  12. ↑ Preventing the Forward Contamination of Mars (2006) - Pagina 13 . Consultat la 30 aprilie 2015. Arhivat din original pe 11 septembrie 2015.
  13. ↑ 1 2 POLITICA DE PROTECȚIE PLANETARĂ COSPAR Arhivat 4 martie 2016. (20 octombrie 2002; astfel cum a fost modificat la 24 martie 2011)
  14. ↑ 1 2 3 Biroul pentru Protecția Planetară - Despre categorii . Consultat la 30 aprilie 2015. Arhivat din original la 26 iulie 2019.
  15. ↑ Proiectarea și cerințele misiunii . Biroul de Protecție Planetară . Preluat la 21 iulie 2015. Arhivat din original la 09 mai 2019.