По мере развития программ по исследованию Солнечной системы человечество приближается к одному из самых важных этапов в истории космонавтики — доставке на Землю образцов грунта с других планет и спутников. Такие миссии обещают дать ответы на фундаментальные вопросы о происхождении планет, химической эволюции Солнечной системы и возможности существования внеземной жизни. Однако вместе с научными возможностями возникает и новая задача — обеспечить максимальную безопасность при работе с инопланетными материалами.
Именно поэтому специалисты NASA разрабатывают проект специального комплекса биологической защиты, который сможет принимать и исследовать образцы, доставленные с Марса, Луны и других небесных тел. Главная цель такого объекта заключается не только в сохранении научной ценности материалов, но и в исключении даже крайне маловероятного риска попадания неизвестных веществ или микроорганизмов в окружающую среду.
Почему обычных лабораторий недостаточно
Сегодня во многих странах существуют лаборатории с максимальным уровнем биологической защиты. Они предназначены для работы с наиболее опасными вирусами и бактериями, известными человечеству.
Однако внеземные образцы представляют совершенно иную категорию объектов.
Даже если вероятность существования марсианской жизни чрезвычайно мала, учёные обязаны учитывать любые возможные сценарии. Наука не может заранее утверждать, какие химические соединения или потенциальные микроорганизмы могут содержаться в породах, миллиарды лет находившихся на другой планете.
Поэтому для подобных исследований требуется инфраструктура, объединяющая сразу два направления защиты.
С одной стороны, необходимо предотвратить попадание земных микроорганизмов в привезённые образцы, чтобы не исказить результаты анализа. С другой — требуется исключить возможность выхода любых компонентов внеземного происхождения за пределы лаборатории.
Принцип двойной защиты
Разрабатываемый комплекс будет работать по принципу так называемой двойной изоляции.
Все образцы окажутся внутри герметичных контейнеров, которые откроют только после помещения их в специальные изолированные рабочие камеры.
При этом персонал не будет контактировать с материалами напрямую.
Все операции предполагается выполнять с помощью дистанционных манипуляторов через герметичные барьеры.
Воздух внутри помещений пройдёт многоступенчатую систему очистки, а давление будет поддерживаться таким образом, чтобы при любой нештатной ситуации поток воздуха направлялся только внутрь защищённых зон.
Подобная схема давно применяется в высокозащищённых биологических лабораториях, однако в случае работы с внеземными образцами требования будут ещё строже.
Защита нужна не только Земле
Часто считается, что подобные меры принимаются исключительно ради безопасности нашей планеты.
На самом деле существует и противоположная задача — сохранить сами образцы в максимально первозданном состоянии.
Любой контакт с земной атмосферой, влагой, микроорганизмами или даже мельчайшими органическими загрязнениями способен существенно изменить химический состав привезённого материала.
Для учёных это критически важно.
Если исследователи обнаружат сложные органические соединения или потенциальные биосигнатуры, они должны быть абсолютно уверены, что эти вещества действительно прибыли с другой планеты, а не попали туда уже после доставки.
Поэтому биозащита одновременно работает в двух направлениях: защищает Землю от образцов и образцы — от Земли.
Какие материалы будут исследоваться
Хотя первоначально комплекс создаётся с расчётом на будущие марсианские миссии, его возможности окажутся значительно шире.
В перспективе здесь смогут изучаться образцы, доставленные с Луны, астероидов, комет и других тел Солнечной системы.
Каждая такая миссия предоставляет уникальную информацию о различных этапах формирования планет.
Марсианские породы могут рассказать об истории воды и климата Красной планеты.
Образцы астероидов помогают понять процессы образования первых твёрдых тел Солнечной системы.
Материалы комет позволяют изучать вещества, сохранившиеся практически без изменений со времён рождения планетной системы.
Единый защищённый комплекс сможет работать со всеми подобными объектами.
Почему особое внимание уделяется Марсу
Именно Марс считается наиболее вероятным местом поиска следов древней внеземной жизни в пределах Солнечной системы.
Сегодня известно, что миллиарды лет назад на его поверхности существовали реки, озёра и, возможно, целые моря.
Марсоходы обнаружили многочисленные минералы, формирующиеся в присутствии воды, а также разнообразные органические соединения.
Однако окончательно определить их происхождение можно только в земных лабораториях, оснащённых значительно более сложным оборудованием, чем способны доставить автоматические станции.
Именно поэтому доставка образцов с Марса считается одной из важнейших задач современной планетологии.
Какие исследования смогут проводить учёные
После получения образцов специалисты смогут применять практически весь спектр современных аналитических методов.
Будут изучаться химический состав пород, изотопные соотношения различных элементов, структура минералов, возраст формирования пород и присутствие органических соединений.
Особый интерес представляют молекулы, которые потенциально могли образоваться при участии биологических процессов.
Современные лабораторные приборы обладают значительно большей чувствительностью, чем оборудование, установленное на марсоходах.
Поэтому даже микроскопические количества веществ смогут предоставить ценную научную информацию.
Международные требования планетарной защиты
Создание подобных объектов связано не только с инициативой NASA.
Во всём мире действует система международных рекомендаций по так называемой планетарной защите.
Её цель — предотвратить биологическое загрязнение как Земли, так и других небесных тел.
При отправке космических аппаратов инженеры тщательно стерилизуют оборудование, чтобы случайно не занести земные микроорганизмы на другие планеты.
После возвращения образцов применяется обратный принцип — любые материалы внеземного происхождения рассматриваются как потенциально требующие строгой изоляции до завершения комплексных исследований.
Такой подход позволяет сохранить научную достоверность исследований и соблюдать единые международные стандарты безопасности.
Проект рассчитан на будущее
Хотя программа возврата марсианских образцов столкнулась с серьёзными техническими и финансовыми трудностями, разработка инфраструктуры продолжается.
Учёные подчёркивают, что подобный комплекс потребуется независимо от конкретных сроков реализации миссии.
Кроме того, в ближайшие десятилетия ожидается рост числа автоматических экспедиций к Луне, астероидам и другим объектам Солнечной системы.
Следовательно, необходимость в специализированном центре будет только возрастать.
Почему это важно для науки
На протяжении всей истории космонавтики большинство исследований других планет проводилось непосредственно автоматическими аппаратами.
Однако даже самые современные марсоходы ограничены размерами, энергопотреблением и массой научных приборов.
Доставка образцов на Землю открывает совершенно иной уровень исследований.
Здесь можно использовать оборудование, которое занимает целые лаборатории, проводить многолетние эксперименты, многократно перепроверять результаты и применять новые методы анализа, которые появятся спустя годы после доставки материалов.
Именно поэтому создание специализированного комплекса биозащиты рассматривается как важнейший элемент будущих межпланетных исследований. Он позволит одновременно обеспечить максимальную безопасность, сохранить научную ценность внеземных образцов и подготовить инфраструктуру для новой эпохи изучения Солнечной системы, когда материалы с других миров станут регулярно поступать в земные лаборатории.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
