Kuracja próbek pozaziemskich

Dyrekcji Badań i Eksploracji Astromateriałów NASA (ARES)

Konserwacja pozaziemskich próbek (astromateriałów) uzyskanych w ramach misji zwrotu próbek odbywa się w obiektach specjalnie zaprojektowanych w celu zachowania zarówno integralności próbek, jak i ochrony Ziemi. Astromateriały są klasyfikowane jako nieograniczone lub ograniczone , w zależności od natury ciała Układu Słonecznego. Nieograniczone próbki obejmują Księżyc , asteroidy , komety , cząstki słoneczne i pył kosmiczny . Ciała ograniczone obejmują planety lub księżyce, w przypadku których podejrzewa się, że w przeszłości lub obecnie istniały środowiska nadające się do zamieszkania dla mikroskopijnego życia, dlatego należy je traktować jako wyjątkowo niebezpieczne biologicznie .

Przegląd

Instrumenty statków kosmicznych podlegają ograniczeniom masy i mocy, oprócz ograniczeń nałożonych przez ekstremalne środowisko przestrzeni kosmicznej na wrażliwe instrumenty naukowe, więc sprowadzenie materiału pozaziemskiego na Ziemię jest pożądane do szeroko zakrojonych analiz naukowych. W celu ochrony planety próbki astromateriału przywiezione na Ziemię w ramach misji zwrotu próbek muszą być odbierane i przechowywane w specjalnie zaprojektowanym i wyposażonym obiekcie do przechowywania biologicznego , który musi również pełnić funkcję pomieszczenia czystego , aby zachować wartość naukową próbek.

Próbki przywiezione z ciał nie podlegających ograniczeniom, takich jak Księżyc, asteroidy, komety, cząstki słoneczne i pył kosmiczny, są przetwarzane w wyspecjalizowanych obiektach o poziomie bezpieczeństwa biologicznego -3 ( BSL-3 ). Próbki przywiezione na Ziemię z planety lub księżyca, co do których podejrzewa się, że w przeszłości lub obecnie istniały środowiska nadające się do zamieszkania pod mikroskopem, uczyniłyby z nich ciało kategorii V i muszą być badane w obiektach o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 4 ( BSL-4 ), zgodnie z ustaleniami zawartymi w Artykuł IX Traktatu o przestrzeni kosmicznej . Jednak istniejące obiekty BSL-4 na świecie nie mają złożonych wymagań, aby zapewnić jednoczesne zachowanie i ochronę Ziemi i próbki. Podczas gdy istniejące obiekty BSL-4 zajmują się głównie dość dobrze znanymi organizmami, obiekt BSL-4 skoncentrowany na próbkach pozaziemskich musi dokładnie zaplanować systemy, pamiętając jednocześnie, że podczas oceny i kuracji próbek wystąpią nieprzewidziane problemy, które będą wymagały niezależnego myślenia i rozwiązań. Wyzwanie polega na tym, że chociaż stosunkowo łatwo jest po prostu przechowywać próbki po powrocie na Ziemię, naukowcy będą chcieli pobrać część i przeprowadzić analizy. Podczas wszystkich tych procedur postępowania próbki musiałyby być chronione przed zanieczyszczeniem ziemi i przed kontaktem z atmosferą.

Materiały bez ograniczeń

Kapsuła powrotna próbki Stardust po powrocie na Ziemię

Od 2019 roku tylko japońska agencja kosmiczna JAXA i amerykańska agencja kosmiczna NASA prowadzą na świecie laboratoria BSL-3 przeznaczone wyłącznie do przechowywania próbek z ciał nieobjętych ograniczeniami. Kluczową cechą placówki badawczej JAXA, Extraterrestrial Sample Curation Center , jest możliwość obserwacji, pobrania porcji i zachowania cennej próbki zwrotnej bez narażenia na działanie atmosfery i innych zanieczyszczeń.

Luna są badane i przechowywane w Instytucie Geochemii i Chemii Analitycznej im. Wernadskiego Rosyjskiej Akademii Nauk .

Materiały objęte ograniczeniami

Praca w laboratorium o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 4 z przewodami powietrza zapewniającymi dodatnie ciśnienie powietrza

Próbki zwrotne otrzymane z organu kategorii V muszą być poddane kuracji w obiektach o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 4 (BSL-4). Ponieważ istniejące obiekty BSL-4 na świecie nie mają złożonych wymagań, aby zapewnić jednoczesne zachowanie i ochronę Ziemi i próbki, istnieją obecnie co najmniej dwie propozycje budowy obiektu BSL-4 przeznaczonego do leczenia ograniczonych (potencjalnie zagrożenie biologiczne ) materiały pozaziemskie.


Pierwszym z nich jest European Sample Curation Facility (ESCF), którego budowa ma powstać w Wiedniu , miałaby zajmować się nieobjętymi ograniczeniami próbkami, a także zabezpieczaniem biologicznym BSL-4 materiału objętego ograniczeniami, uzyskanego z ciał kategorii V , takich jak Mars , Europa , Enceladus itp. Druga propozycja została złożona przez NASA i jest wstępnie znana jako Mars Sample-Return Receiving Facility (MSRRF). W 2009 roku złożono co najmniej trzy różne projekty. Oczekuje się, że w przypadku finansowania ten amerykański obiekt od zaprojektowania do ukończenia zajmie od 7 do 10 lat, a personelowi zaleca się dodatkowe dwa lata na opanowanie i przyzwyczajenie się do obiektów. NASA ocenia również propozycję z 2017 r. dotyczącą budowy mobilnego i modułowego obiektu BSL-4 w celu zabezpieczenia kapsuły powrotnej próbki w miejscu lądowania w celu przeprowadzenia wstępnych analiz zagrożeń biologicznych. Po zakończeniu testów zagrożenia biologicznego można podjąć decyzję o sterylizacji próbki lub przetransportowaniu całości lub części do stałego miejsca przechowywania kwarantanny w dowolnym miejscu na świecie.

Systemy takich obiektów muszą być w stanie powstrzymać nieznane zagrożenia biologiczne, ponieważ rozmiary wszelkich domniemanych obcych mikroorganizmów lub czynników zakaźnych są nieznane. Idealnie powinien filtrować cząstki o wielkości 0,01 μm lub większe, a uwolnienie cząstki o wielkości 0,05 μm lub większej jest niedopuszczalne w żadnych okolicznościach. Powodem tego niezwykle małego limitu wielkości 0,01 μm jest rozważenie środków przenoszenia genów (GTA), które są cząstkami podobnymi do wirusów, wytwarzanymi przez niektóre mikroorganizmy, które pakują losowe segmenty DNA zdolne do poziomego przenoszenia genów . Te losowo włączają segmenty genomu gospodarza i mogą przenosić je do innych odległych ewolucyjnie gospodarzy i robić to bez zabijania nowego gospodarza. W ten sposób wiele archeonów i bakterii może wymieniać między sobą DNA. Rodzi to prawdopodobieństwo, że życie na Marsie, jeśli ma wspólne pochodzenie z życiem na Ziemi w odległej przeszłości, może w ten sam sposób zamieniać DNA z ziemskimi mikroorganizmami. Innym powodem ograniczenia do 0,01 μm jest odkrycie ultramikrobakterii o średnicy zaledwie 0,2 μm.

Zwolennicy robotyki uważają, że ludzie stanowią znaczące źródło zanieczyszczenia próbek, a obiekt BSL-4 z systemami robotów jest najlepszym rozwiązaniem.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Extraterrestrial_sample_curation&oldid=1143340487 ”