太空探測如何避免微生物侵?jǐn)_？

李會超

近年來，關(guān)于太空微生物侵?jǐn)_的話題，一直是討論的熱點。除了載人飛船、空間站等航天器和航天員在太空工作期間，可能會受到微生物侵害外，還需要提防航天員將地球上的微生物帶到太空和其他星球上，或?qū)⑵渌祗w上的微生物帶回地球。尤其是隨著人類將要開展的載人登月和載人登火任務(wù)中，更要避免上述情況發(fā)生。這兩種風(fēng)險分別稱為行星際污染的正向和反向污染。那么，人類在探測浩瀚宇宙時，該如何加以防范呢？

正向污染要防范

從地球帶到其他天體原本不存在的微生物，不但會嚴(yán)重破壞那些天體先前存在的環(huán)境，還會對科學(xué)探索產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。

為防范這種可能發(fā)生，人類實施行星探測的航天器在制造過程中都會進(jìn)行嚴(yán)格的消毒處理。例如，為防止火星受到污染，每輛火星車都要滿足表面的微生物總數(shù)小于一個閾值的要求。為達(dá)到這個要求，科研人員在組裝航天器時，會用酒精溶液頻繁擦拭清潔航天器表面。發(fā)射前，有關(guān)人員會仔細(xì)對航天器表面的微生物情況進(jìn)行取樣和測試，以保證每個航天器都符合生物清潔度的要求。

雖然人類制定了《外層空間條約》《COSPAR行星保護(hù)政策》等行星保護(hù)規(guī)范，但由于這些文件缺乏強制性的約束力和執(zhí)行機關(guān)，實際執(zhí)行效果并沒有完全的保證。近年來，商業(yè)與私人航天的興起也給這些規(guī)范的執(zhí)行帶來了新挑戰(zhàn)。和國家航天機構(gòu)相比，私人航天機構(gòu)似乎更加別出心裁、隨心所欲。

2019年，以色列私人航天公司開發(fā)的月球探測器“貝雷特希號”在著陸月球的過程中墜毀，這艘探測器上攜帶了一種試圖為地球DNA提供太空備份的裝置，里面儲藏了人類的血液、毛發(fā)和一種名叫水熊蟲的生物。

水熊蟲體型極小，最小只有50微米，而最大的則有1.4毫米，須用顯微鏡才能看清，但已不屬于微生物的范疇，是一種更加復(fù)雜的生物。由于水熊蟲在地球上能夠應(yīng)對各種惡劣的環(huán)境，人們擔(dān)心這次事故會讓水熊蟲在月球上生息繁衍。對于水熊蟲是否已經(jīng)占領(lǐng)月球，現(xiàn)在尚無定論，但這個事件再次敲響了行星保護(hù)的警鐘。

反向污染要避免

在“ 阿波羅11號”完成登月任務(wù)成功返回地面后，美國總統(tǒng)尼克松第一時間會見了3名航天員。不過，在如此莊重的場合，航天員卻不得不躲在一個保護(hù)艙內(nèi)與總統(tǒng)進(jìn)行對話。這個保護(hù)艙的目的，就是為了避免航天員從月球帶回地球上不存在的微生物的可能。

在登月前，人們并不了解月球上的微生物狀況。如果航天員帶回了地球上不存在的微生物，這種微生物作為外來入侵物種，有可能在地球上造成人類感染和傳播新疾病。和防控一些傳染病的方式類似，美國宇航局采取的辦法是航天員返回地球后就立即將他們隔離起來，時間為3個星期。

當(dāng)“阿波羅號”飛船的指令艙按照計劃落到海面上后，航天員在出艙之前會穿上特別的隔離服，以防他們將微生物傳播給執(zhí)行回收工作的人。在出艙之前他們還要使用次硫酸鹽消毒液（與84消毒液成分類似）對隔離服外部進(jìn)行一次消毒。

之后，他們會進(jìn)入一個名為“移動檢疫設(shè)施”的艙室內(nèi)。這個艙室有一間嵌壁式的休息室和幾間臥室，甚至還配有小廚房。強大的內(nèi)部負(fù)壓和空氣過濾系統(tǒng)，可以防止設(shè)備內(nèi)部的微生物通過空氣向外擴散。這個艙室是航天員由海上轉(zhuǎn)運回休斯敦過程中的居所。到達(dá)休斯敦后他們就不用被關(guān)在這個鐵盒子中了，但隔離仍然要繼續(xù)。在研究機構(gòu)“月球?qū)嶒炇摇?，他們要和醫(yī)生、廚師和工程師等其他工作人員共同度過3個星期。萬一太空中帶來的微生物引起疾病爆發(fā)，傳播范圍可以被嚴(yán)格控制在該機構(gòu)內(nèi)。

通過反復(fù)的檢測，科研人員發(fā)現(xiàn)月球旅行并不會帶回新的微生物。因此，如此嚴(yán)格的隔離措施在后續(xù)的登月任務(wù)中并沒有繼續(xù)采用。然而，這并不意味著風(fēng)險完全消失，因為月球上沒有微生物不代表其他星球上也沒有。近年來，針對一些無人采樣返回任務(wù)而提出的新措施也即將實施。例如，一旦有探測器在火星進(jìn)行采樣，它們必須先經(jīng)過嚴(yán)格的消毒工作后，才能被送回地球。