Материал к уроку

Микробы с Марса

Возвращаемые космические аппараты могут стать переносчиками внеземных инфекций. Международное законодательство требует стерилизации не только тех космических аппаратов, которые должны возвратиться на Землю, но также и тех, которые должны совершить посадку на другие небесные тела. Процедура стерилизации включает три стадии: промывку дезинфицирующим раствором, тридцатичасовой прогрев при 120 °C и ультрафиолетовое облучение.

За свой технологический прогресс человечество платит новыми рисками,  многие из  которых предсказать невозможно. В художественной форме это продемонстрировал знаменитый польский фантаст Станислав Лем в своем романе «Насморк». Вот краткое содержание романа. В Неаполе на протяжении нескольких месяцев таинственная смерть настигает несколько человек, приехавших в город для лечения сероводородными ваннами, и почти всегда гибель сопровождается резким психическим расстройством. Родственники одного из погибших нанимают частного детектива. По разработанной схеме, он должен жить в Неаполе точно так же, как и погибшие, и таким образом попытаться выявить таинственную причину их смерти. Детектив выясняет, что все погибшие страдали аллергическим насморком (и принимали антиаллергенты), всем им втирали мазь от облысения, почти все пользовались лекарством для повышения потенции и, наконец, все без исключения принимали сероводородные ванны. Развязка наступает ночью – с детективом происходит острое психическое расстройство. Он, однако, успевает приковать себя наручниками к батарее, дабы не выброситься из окна подобно одному из погибших. И только утром, когда всё более или менее благополучно завершается, детектив анализирует свои записи и находит разгадку трагических событий. 

Непосредственной причиной психоза стал миндаль в сахаре, пакетик которого детектив купил на  улице (как делали и все погибшие). На фабрике, где глазировали миндаль, незадолго до событий морили тараканов, и в воздухе ещё оставалась следы морилки. В микроскопических дозах она была абсолютно безвредной, но в непредсказуемом сочетании с антиаллергентами, средствами от облысения и сероводородными ваннами даже такие дозы вызывали мощный психоактивный эффект. Мораль достаточно прозрачна: техногенный мир наполнен факторами риска, и их непрогнозируемое сочетание может вызвать непредсказуемые последствия.

Тема рисков, которые невозможно «просчитать» заранее, чрезвычайно актуальна для нашей цивилизации. Самые известные – риски, связанные с глобальным потеплением и истощением озонового слоя. Активно обсуждаются также риски, связанные с  электросмогом и с возможным проникновением в нашу повседневную жизнь нанотехнологий. Так, широко известной стала метафора «серой слизи», в которую, по словам американского футуролога Эрика Дресслера, могут в будущем превратить окружающую среду самовоспроизводящиеся нанороботы. Предупреждения экспертов побуждают сторонников инноваций проводить дополнительные исследования, и безопасность общества  от этого только выигрывает.

Реальные опасения вызывают проекты, в которых запланировано возвращение космических аппаратов на Землю, в частности, из марсианских экспедиций: вместе с образцами марсианской почвы в биосферу Земли могут проникнуть и марсианские микроорганизмы. А между тем на 2013 г. Европейское космическое агентство (ESA) планирует запуск на Марс аппарата с возвращением в 2020 г. намечает на 2020 г. аналогичную экспедицию американское агентство NASA. В 2009 г. должен состоятся запуск российского возвращаемого аппарата к марсианскому спутнику Фобосу (кстати, отечественный проект 1988 г. Марс–Фобос–грунт не был реализован по чистой случайности). 

Заметим, что идея заражения микроорганизмами из космоса не нова: сторонники теории панспермии считают, что жизнь на Землю была занесена именно так. Активным пропагандистом этой теории был, к примеру, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине Фрэнсис Крик. А сэр Фред Хойл, известный американский астрофизик и не менее известный писатель-фантаст, считает, что космическое происхождение имеют вирусы гриппа и бубонной чумы.

Противники марсианских проектов возвращаемых аппаратов создали международный комитет (International Commiteee Against Mars Sample Return). Его руководитель Б.Дигрегорио любит цитировать знаменитого астрофизика К.Сагана: «Если NASA так уверено в безопасности своих проектов, то ему стоит поместить в капсулу бактерии сибирской язвы, запустить капсулу в космос, а потом вернуть её оттуда на Землю». И вот осенью 2004 г. произошло событие, после которого подобные опасения стали восприниматься как вполне оправданные: при спуске аппарата «Генезис», на протяжении трёх лет собиравшего частицы солнечного ветра, парашют неожиданно отказал и посадка оказалась «жёсткой». В момент соприкосновения с поверхностью в пустынном районе штата Юта капсула двигалась со скоростью более 300 км/ч. В результате часть её содержимого – частицы солнечного ветра – попало в земную биосферу (к счастью, кое-что всё же удалось спасти). 

Этот случай со всей очевидностью продемонстрировал проблему защиты Земли от возможных рисков, связанных с возвращаемыми аппаратами. Невозможно прогнозировать последствия подобной ситуации, если авария произойдёт с капсулой, наполненной образцами марсианской почвы (в которых, вполне возможно, содержатся патогенные бактерии). Можно вспомнить и другие жёсткие посадки: например, в 1999 г. приборы аппарата NASA «Mars Polar Lander» ошибочно показали, что аппарат коснулся поверхности. Соответственно двигатель был выключен на высоте ещё более 40 м.

Комитет предлагает в качестве меры безопасности совместить программы изучения Марса и Луны и построить на Луне астробиологическую лабораторию, где могли бы проверяться доставленные с Марса образцы почвы. Однако эта идея уязвима с точки зрения международного права: подписанный в 1967 г. под эгидой ООН «Договор по космосу» запрещает размещать ядерное оружие или  оружие массового поражения на планетах солнечной системы, а  также определяет уровень стерильности, которому должны соответствовать образцы, отправляемые с космическими аппаратами к иным планетам или их спутникам. Луна рассматривается как неотъемлемая составляющая системы Земля–Луна, и уровень её защиты от загрязнения должен быть таким же, как и Земли. Реализовать его на практике достаточно сложно, а высокая стоимость строительства лаборатории на Луне (и в не меньшей степени сложность обеспечения её квалифицированным персоналом) делает эту идею нереализуемой. 

В обсуждении проблемы принимает участие Консультативный комитет ООН по исследованию космического пространства (COSPAR). По мнению комитета, проекты возвращаемых аппаратов должны соответствовать четвёртому уровню биобезопасности (на данный момент наиболее жёсткому). «Мы будем рассматривать образец как если бы он был вирусом Эбола – наиболее опасным из известных нам веществ, – и в этом случае мы придадим ему дополнительный уровень защиты», – так объяснила позицию комитета один из его членов Кэсси Конли в интервью журналу «Astrobiology Magazine». По её словам, «образцы следует стерилизовать до их возвращения на землю». задача эта может оказаться совсем не простой, поскольку предварительно мы должны располагать информацией о способах уничтожения микроорганизмов, способных выживать в экстремальных условиях. В отдельный исследовательский проект выделена разработка методов обнаружения подобных микроорганизмов. Первоначально предполагалось, что эти методы будут востребованы для минимизации рисков, связанных с попаданием на Марс земных микроорганизмов (после посадки автоматических космических станций), но собранные данные можно использовать и для решения противоположной задачи. Соответствующие космические ведомства должны быть уверены в абсолютной защищённости возвращаемых на Землю образцов и в отсутствии возможностей загрязнения биосферы Земли.

Так, разрабатываемая в исследовательской лаборатории ESA в нидерландском Нордвейке  программа возвращения марсианских образцов предполагает, что возвращаемый аппарат сначала доставит образцы на околоземную орбиту. Автоматические сварочные агрегаты поместят их в трёхслойную защитную оболочку, и только тогда они будут доставлены на Землю. 

Что же касается процедуры самого приземления, то проектировщики, по-видимому, должны рассчитывать на худший из возможных вариантов и изначально готовить спускаемую на Землю капсулу к жёсткой посадке. Так, в одном из проектов NASA (впоследствии отменённом), 90 образцов общей массой до 300 г (их предполагалось собрать на поверхности Марса) должны были помещаться в 20-см титановую сферу, покрытую плотной углеродной пеной для поглощения ударного воздействия. Всю конструкцию предполагалось установить внутри защищённой от удара капсулы с теплозащитным экраном. 

Если проектируемые защитные конструкции разрушатся и внеземные патогенные микроорганизмы окажутся за пределами капсулы, последствия для человеческой цивилизации могут быть ужасающими. Вряд ли даже самые большие энтузиасты изучения на Земле внеземных почв готовы к столь невероятным рискам. Осознание масштабов опасности заставляет нас задуматься над тем, насколько далеко мы можем зайти в  исследовании во многом все ещё загадочной Красной планеты. 

По сайту www.nasa.gov/mission_pages/genesis/multimedia/genesisrecov090804-2.html