La protección planetaria es un principio rector en el diseño de una misión interplanetaria , cuyo objetivo es evitar la contaminación biológica tanto del cuerpo celeste de destino como de la Tierra en el caso de misiones de retorno de muestras. La protección planetaria refleja tanto la naturaleza desconocida del entorno espacial como el deseo de la comunidad científica de preservar la naturaleza prístina de los cuerpos celestes hasta que puedan estudiarse en detalle. [2] [3]
Existen dos tipos de contaminación interplanetaria . La contaminación hacia adelante es la transferencia de organismos viables desde la Tierra a otro cuerpo celeste. La contaminación hacia atrás es la transferencia de organismos extraterrestres , si existen, de vuelta a la biosfera de la Tierra .
El problema potencial de la contaminación lunar y planetaria se planteó por primera vez en el VII Congreso de la Federación Astronáutica Internacional en Roma en 1956. [4]
En 1958 [5] la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NAS) aprobó una resolución que establecía: “La Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América insta a los científicos a planificar los estudios lunares y planetarios con gran cuidado y profunda preocupación para que las operaciones iniciales no comprometan y hagan imposibles para siempre los experimentos científicos críticos posteriores”. Esto llevó a la creación del Comité ad hoc sobre contaminación por exploración extraterrestre (CETEX), que se reunió durante un año y recomendó que se esterilizaran las naves espaciales interplanetarias , y declaró: “La necesidad de esterilización es solo temporal. Marte y posiblemente Venus deben permanecer sin contaminar solo hasta que sea posible el estudio por naves tripuladas”. [6]
En 1959, la protección planetaria fue transferida al recién creado Comité de Investigaciones Espaciales (COSPAR). En 1964, el COSPAR emitió la Resolución 26, en la que se afirmaba que:
[7] La búsqueda de vida extraterrestre es un objetivo importante de la investigación espacial; el planeta Marte puede ofrecer la única oportunidad factible de llevar a cabo esta búsqueda durante el futuro previsible; la contaminación de este planeta haría mucho más difícil dicha búsqueda y posiblemente incluso impediría para siempre un resultado inequívoco; se deben tomar todas las medidas prácticas para asegurar que Marte no se contamine biológicamente hasta que esta búsqueda se haya llevado a cabo satisfactoriamente; y se requiere la cooperación en la programación adecuada de experimentos y el uso de técnicas adecuadas de esterilización de naves espaciales por parte de todas las autoridades de lanzamiento de sondas al espacio profundo para evitar dicha contaminación .
En 1967, Estados Unidos, la URSS y el Reino Unido ratificaron el Tratado de las Naciones Unidas sobre el Espacio Ultraterrestre . La base jurídica para la protección planetaria se encuentra en el Artículo IX de este tratado:
"Artículo IX: ... Los Estados Partes en el Tratado realizarán estudios del espacio ultraterrestre, incluso la Luna y otros cuerpos celestes, y realizarán su exploración de manera que se evite su contaminación perjudicial y también los cambios adversos en el medio ambiente de la Tierra resultantes de la introducción de materia extraterrestre y, cuando sea necesario, adoptarán medidas apropiadas con ese fin... [8] [9]
Desde entonces, este tratado ha sido firmado y ratificado por 104 Estados-nación. Otros 24 lo han firmado pero no lo han ratificado. Todos los Estados-nación que actualmente tienen programas espaciales, junto con todos los Estados-nación que aspiran a tenerlos, han firmado y ratificado el tratado. [10]
El Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre cuenta con un apoyo internacional amplio y constante, y como resultado de ello, junto con el hecho de que se basa en la declaración de 1963 que fue adoptada por consenso en la Asamblea Nacional de las Naciones Unidas, ha adquirido la condición de derecho internacional consuetudinario. Por lo tanto, las disposiciones del Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre son vinculantes para todos los Estados, incluso para aquellos que no lo han firmado ni ratificado. [11]
En el caso de la contaminación hacia adelante, la frase que debe interpretarse es "contaminación dañina". Dos revisiones legales llegaron a interpretaciones diferentes de esta cláusula (ambas revisiones no eran oficiales). Sin embargo, la interpretación actualmente aceptada es que "se debe evitar cualquier contaminación que pueda resultar perjudicial para los experimentos o programas de un estado". La política de la NASA establece explícitamente que "no se debe poner en peligro la realización de investigaciones científicas de posibles formas de vida extraterrestre, precursores y restos". [12]
El Comité de Investigaciones Espaciales (COSPAR) se reúne cada dos años, en un encuentro de entre 2.000 y 3.000 científicos, [13] y una de sus tareas es elaborar recomendaciones para evitar la contaminación interplanetaria. Su base jurídica es el artículo IX del Tratado del Espacio Ultraterrestre [14] (véase la historia a continuación para más detalles).
Sus recomendaciones dependen del tipo de misión espacial y del cuerpo celeste explorado. [15] COSPAR clasifica las misiones en 5 grupos:
En el caso de las misiones de categoría IV, se permite un cierto nivel de carga biológica para la misión. En general, esto se expresa como una "probabilidad de contaminación", que debe ser inferior a una probabilidad entre 10 000 [19] [20] de contaminación hacia adelante por misión, pero en el caso de las misiones de categoría IV a Marte (arriba) el requisito se ha traducido en un recuento de esporas de Bacillus por área de superficie, como un método de ensayo fácil de usar. [16] [21]
También se requiere documentación más extensa para la categoría IV. Otros procedimientos necesarios, según la misión, pueden incluir la desviación de la trayectoria, el uso de salas limpias durante el ensamblaje y las pruebas de la nave espacial, la reducción de la carga biológica, la esterilización parcial del hardware que tiene contacto directo con el cuerpo objetivo, un escudo biológico para ese hardware y, en casos excepcionales, la esterilización completa de toda la nave espacial. [16]
En el caso de las misiones de categoría V restringidas, la recomendación actual [22] es que no se devuelvan muestras no contenidas a menos que estén esterilizadas. Dado que la esterilización de las muestras devueltas destruiría gran parte de su valor científico, las propuestas actuales implican procedimientos de contención y cuarentena. Para obtener más información, consulte Contención y cuarentena más adelante. Las misiones de categoría V también deben cumplir los requisitos de la categoría IV para proteger el cuerpo objetivo de la contaminación posterior.
Una región especial es una región clasificada por COSPAR donde los organismos terrestres podrían propagarse fácilmente o donde se cree que hay un alto potencial para la existencia de formas de vida marcianas. Se entiende que esto se aplica a cualquier región de Marte donde haya agua líquida, o donde pueda haberla ocasionalmente, según el conocimiento actual sobre los requisitos para la vida.
Si un aterrizaje brusco supone el riesgo de contaminación biológica de una región especial, todo el sistema de aterrizaje deberá esterilizarse según la categoría COSPAR IVc.
Algunos objetivos se pueden clasificar fácilmente, mientras que a otros COSPAR les asigna categorías provisionales, a la espera de futuros descubrimientos e investigaciones.
El taller COSPAR de 2009 sobre protección planetaria para satélites de planetas exteriores y cuerpos pequeños del sistema solar abordó este tema con cierto detalle. La mayoría de estas evaluaciones proceden de ese informe, con algunas mejoras futuras. En este taller también se dieron definiciones más precisas de algunas de las categorías: [23] [24]
“no tiene interés directo para comprender el proceso de evolución química o el origen de la vida”. [25]
…donde existe sólo una remota posibilidad de que la contaminación transportada por una nave espacial pueda poner en peligro la exploración futura”. En este caso definimos “posibilidad remota” como “la ausencia de nichos (lugares donde los microorganismos terrestres podrían proliferar) y/o una probabilidad muy baja de transferencia a esos lugares”. [23] [25]
Provisionalmente, asignaron estos objetos a la categoría II. Sin embargo, afirman que se necesita más investigación, porque existe una remota posibilidad de que las interacciones de marea de Plutón y Caronte puedan mantener algún depósito de agua debajo de la superficie. Consideraciones similares se aplican a los otros objetos del KBO más grandes.
Actualmente, no se sabe lo suficiente sobre Tritón como para afirmar con certeza que no contiene agua líquida. Las únicas observaciones de cerca realizadas hasta la fecha son las de la Voyager 2 .
En una discusión detallada sobre Titán, los científicos concluyeron que no había peligro de contaminación de su superficie, excepto la adición a corto plazo de cantidades insignificantes de materia orgánica, pero Titán podría tener un reservorio de agua debajo de la superficie que se comunica con la superficie y, de ser así, este podría estar contaminado.
En el caso de Ganímedes, la pregunta es, dado que su superficie muestra signos generalizados de resurgimiento, ¿existe alguna comunicación con su océano subterráneo? No encontraron ningún mecanismo conocido por el cual esto pudiera suceder, y la sonda espacial Galileo no encontró evidencia de criovulcanismo . Inicialmente, lo asignaron como Prioridad B-, lo que significa que se necesitan misiones precursoras para evaluar su categoría antes de cualquier misión a la superficie. Sin embargo, después de un debate más profundo, lo asignaron provisionalmente a la Categoría II, por lo que no se requieren misiones precursoras, dependiendo de la investigación futura.
Si hay criovulcanismo en Ganímedes o Titán, se cree que el depósito subterráneo se encuentra a 50-150 km por debajo de la superficie. No pudieron encontrar un proceso que pudiera transferir el agua derretida de la superficie a través de 50 km de hielo hasta el mar subterráneo. [28] Por eso, tanto a Ganímedes como a Titán se les asignó una categoría II provisional razonablemente firme, pero a la espera de los resultados de futuras investigaciones.
Los cuerpos helados que muestran signos de resurgimiento reciente requieren más análisis y podrían tener que ser asignados a una nueva categoría dependiendo de futuras investigaciones. Este enfoque se ha aplicado, por ejemplo, a misiones a Ceres . La categoría de protección planetaria está sujeta a revisión durante la misión del orbitador de Ceres ( Dawn ) dependiendo de los resultados encontrados. [29]
“…donde existe una probabilidad significativa de que la contaminación transportada por una nave espacial pueda poner en peligro la exploración futura”. Definimos “probabilidad significativa” como “la presencia de nichos (lugares donde los microorganismos terrestres podrían proliferar) y la probabilidad de transferencia a esos lugares”. [23] [25]
Categoría V sin restricciones: “Misiones de regreso a la Tierra desde cuerpos que, según la opinión científica, no tienen formas de vida autóctonas”. [25]
Categoría restringida V: “Misiones de regreso a la Tierra desde cuerpos que la opinión científica considera de interés significativo para el proceso de evolución química o el origen de la vida”. [25]
En la categoría V de retorno de muestra las conclusiones hasta el momento son: [25]
El objetivo de las normas actuales es mantener el número de microorganismos lo suficientemente bajo como para que la probabilidad de contaminación de Marte (y otros objetivos) sea aceptable. No es un objetivo hacer que la probabilidad de contaminación sea cero.
El objetivo es mantener la probabilidad de contaminación en 1 por 10.000 por misión realizada. [19] Esta cifra se obtiene típicamente multiplicando el número de microorganismos en la nave espacial, la probabilidad de crecimiento en el cuerpo objetivo y una serie de factores de reducción de la carga biológica.
En detalle el método utilizado es la ecuación de Coleman-Sagan. [30]
.
dónde
Entonces el requisito es
Sagan et al. eligieron esta cifra de manera un tanto arbitraria. Sagan y Coleman supusieron que se realizarían unas 60 misiones a la superficie de Marte antes de que se comprendiera por completo su exobiología, 54 de ellas exitosas, y 30 sobrevuelos o sondas orbitales, y el número se eligió para tener una probabilidad de mantener el planeta libre de contaminación de al menos el 99,9 % durante el período de exploración. [20]
La ecuación de Coleman-Sagan ha sido criticada porque los parámetros individuales a menudo no se conocen con una precisión superior a una magnitud. Por ejemplo, se desconoce el espesor del hielo superficial de Europa, que puede ser delgado en algunos lugares, lo que puede generar un alto nivel de incertidumbre en la ecuación. [31] [32] También ha sido criticada debido a la suposición inherente de que el período de protección terminará y que habrá una futura exploración humana. En el caso de Europa, esto solo la protegería con una probabilidad razonable durante el período de exploración. [31] [32]
Greenberg ha sugerido una alternativa: utilizar el criterio de contaminación natural: nuestras misiones a Europa no deberían tener una probabilidad mayor de contaminarla que la probabilidad de contaminación por meteoritos provenientes de la Tierra. [33] [34]
Mientras la probabilidad de que las personas infecten otros planetas con microbios terrestres sea sustancialmente menor que la probabilidad de que dicha contaminación ocurra de manera natural, las actividades de exploración, en nuestra opinión, no causarían daño. A este concepto lo llamamos el estándar de contaminación natural.
Otro enfoque para Europa es el uso de árboles de decisión binarios, que es el preferido por el Comité de Normas de Protección Planetaria para Cuerpos Helados en el Sistema Solar Exterior bajo los auspicios de la Junta de Estudios Espaciales. [19] Este método pasa por una serie de siete pasos que conducen a una decisión final sobre si se sigue adelante con la misión o no. [35]
Recomendación: Los enfoques para lograr la protección planetaria no deberían basarse en la multiplicación de estimaciones de carga biológica y probabilidades para calcular la probabilidad de contaminación de los cuerpos del Sistema Solar con organismos terrestres, a menos que los datos científicos definan de manera inequívoca los valores, la variación estadística y la independencia mutua de cada factor utilizado en la ecuación.
Recomendación: Los enfoques para lograr la protección planetaria para misiones a cuerpos helados del Sistema Solar deberían emplear una serie de decisiones binarias que consideren un factor a la vez para determinar el nivel apropiado de procedimientos de protección planetaria que se deben utilizar.
En el caso de misiones de categoría V restringidas, la Tierra estaría protegida mediante la cuarentena de la muestra y los astronautas en una instalación de nivel 4 de bioseguridad que aún no se ha construido. [36] En el caso de un retorno de muestras a Marte, las misiones se diseñarían de modo que ninguna parte de la cápsula que entre en contacto con la superficie de Marte esté expuesta al entorno terrestre. Una forma de hacerlo es encerrar el contenedor de la muestra dentro de un contenedor exterior más grande de la Tierra, en el vacío del espacio. La integridad de los sellos es esencial y el sistema también debe ser monitoreado para verificar la posibilidad de daños por micrometeoritos durante el regreso a la Tierra. [37] [38] [39] [40]
La recomendación del informe del FSE es que [22]
“Ningún material marciano no contenido, incluidas las superficies de naves espaciales que hayan estado expuestas al entorno marciano, debe devolverse a la Tierra a menos que esté esterilizado”
... “En el caso de las muestras no esterilizadas que se devuelvan a la Tierra, se llevará a cabo un programa de detección de vida y pruebas de riesgo biológico, o un proceso de esterilización comprobado, como condición previa absoluta para la distribución controlada de cualquier parte de la muestra”.
No se han llevado a cabo devoluciones restringidas de la categoría V. Durante el programa Apolo, las devoluciones de muestras estaban reguladas por la Ley de Exposición Extraterrestre . Esta fue derogada en 1991, por lo que sería necesario promulgar nuevas regulaciones. Los procedimientos de cuarentena de la era Apolo son de interés como el único intento hasta la fecha de devolver a la Tierra una muestra que, en ese momento, se pensaba que tenía una remota posibilidad de incluir vida extraterrestre.
Las muestras y los astronautas fueron puestos en cuarentena en el Laboratorio de Recepción Lunar . [41] Los métodos utilizados se considerarían inadecuados para la contención según los estándares modernos. [42] Además, el laboratorio de recepción lunar sería juzgado como un fracaso según sus propios criterios de diseño, ya que el retorno de la muestra no contenía el material lunar, con dos puntos de falla durante la misión de retorno del Apolo 11, en el amerizaje y en la propia instalación.
Sin embargo, el Laboratorio de Recepción Lunar se construyó rápidamente, en tan solo dos años desde su inicio hasta su finalización, un período que ahora se considera insuficiente. Las lecciones aprendidas pueden ayudar en el diseño de cualquier instalación de recepción de muestras de Marte. [43]
El Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos [44] y la Fundación Espacial Europea [45] han desarrollado criterios de diseño para una propuesta de instalación de retorno de muestras de Marte, y para la misión de retorno. Llegaron a la conclusión de que podría basarse en la contención de riesgo biológico 4, pero con requisitos más estrictos para contener microorganismos desconocidos posiblemente tan pequeños como los microorganismos terrestres más pequeños conocidos, las ultramicrobacterias, o más pequeños . El estudio de la ESF también recomendó que se diseñara para contener los agentes de transferencia de genes más pequeños , si es posible, ya que estos podrían transferir ADN de microorganismos marcianos a microorganismos terrestres si tienen una ascendencia evolutiva compartida. También debe funcionar como una instalación de sala limpia para proteger las muestras de la contaminación terrestre que podría confundir las pruebas sensibles de detección de vida que se utilizarían en las muestras.
Antes de que se devuelva una muestra, se exigirían nuevas leyes de cuarentena, una evaluación ambiental y varias otras leyes nacionales e internacionales que no existían durante la era Apolo. [46]
Para todas las misiones espaciales que requieren descontaminación, el punto de partida es el montaje en salas blancas de clase 100 , según la norma federal estadounidense . Se trata de salas con menos de 100 partículas de tamaño 0,5 μm o mayor por pie cúbico. Los ingenieros llevan trajes de sala blanca con solo los ojos expuestos. Los componentes se esterilizan individualmente antes del montaje, en la medida de lo posible, y limpian las superficies con frecuencia con toallitas con alcohol durante el montaje. Se eligieron esporas de Bacillus subtilis no solo por su capacidad de generar esporas fácilmente, sino también por su uso bien establecido como especie modelo. Es un rastreador útil de los efectos de la irradiación UV debido a su alta resiliencia a una variedad de condiciones extremas. Como tal, es una especie indicadora importante de contaminación futura en el contexto de la protección planetaria.
En el caso de las misiones de categoría IVa (módulos de aterrizaje en Marte que no buscan vida marciana), el objetivo es reducir la carga biológica a 300.000 esporas bacterianas en cualquier superficie desde la que las esporas puedan llegar al entorno marciano. Todos los componentes tolerantes al calor se esterilizan a 114 °C. Los componentes electrónicos sensibles, como la caja del núcleo del rover, incluida la computadora, están sellados y ventilados a través de filtros de alta eficiencia para mantener los microbios en el interior. [47] [48] [49]
Para misiones más sensibles, como las de categoría IVc (a las regiones especiales de Marte), se requiere un nivel de esterilización mucho más alto. Estos niveles deben ser similares a los implementados en las sondas Viking, que fueron esterilizadas para una superficie que, en ese momento, se pensaba que era potencialmente hospitalaria para la vida similar a las regiones especiales de Marte en la actualidad.
En microbiología, normalmente es imposible demostrar que no quedan microorganismos viables, ya que muchos microorganismos aún no se han estudiado o no se pueden cultivar. En su lugar, la esterilización se realiza mediante una serie de reducciones diez veces mayores de la cantidad de microorganismos presentes. Después de una cantidad suficiente de reducciones diez veces mayores, la probabilidad de que queden microorganismos será extremadamente baja. [ ¿ Investigación original? ]
Las dos sondas Viking Mars fueron esterilizadas mediante calor seco. Después de una limpieza preliminar para reducir la carga biológica a niveles similares a los de las naves espaciales de categoría IVa actuales, las naves espaciales Viking fueron tratadas térmicamente durante 30 horas a 112 °C, 125 °C nominales (cinco horas a 112 °C se consideraron suficientes para reducir la población diez veces, incluso para las partes cerradas de la nave espacial, por lo que esto fue suficiente para una reducción de un millón de veces de la población originalmente baja). [50]
Sin embargo, los materiales modernos no suelen estar diseñados para soportar tales temperaturas, especialmente porque las naves espaciales modernas suelen utilizar componentes "comerciales listos para usar". Los problemas que se encuentran incluyen características a escala nanométrica de sólo unos pocos átomos de espesor, empaques de plástico y métodos de fijación con epoxi conductor. Además, muchos sensores de instrumentos no pueden exponerse a altas temperaturas, y las altas temperaturas pueden interferir con las alineaciones críticas de los instrumentos. [50]
Como resultado, se necesitan nuevos métodos para esterilizar una nave espacial moderna a categorías superiores, como la Categoría IVc para Marte, similar a Viking. [50] Los métodos en evaluación, o ya aprobados, incluyen:
Existen otros métodos de interés, ya que permiten esterilizar la nave espacial tras su llegada al planeta. [ cita requerida ]
El recuento de esporas se utiliza como una medida indirecta del número de microorganismos presentes. Normalmente, el 99 % de los microorganismos por especie no formarán esporas y podrán sobrevivir en estados latentes [ cita requerida ] , por lo que se espera que el número real de microorganismos latentes viables que permanezcan en la nave espacial esterilizada sea muchas veces el número de microorganismos formadores de esporas.
Un nuevo método de detección de esporas aprobado es el "Rapid Spore Assay", que se basa en sistemas comerciales de análisis rápido, detecta las esporas directamente y no sólo los microorganismos viables y ofrece resultados en 5 horas en lugar de 72 horas. [50]
También se reconoce desde hace tiempo que las salas de limpieza de las naves espaciales albergan poliextremófilos como los únicos microbios capaces de sobrevivir en ellas. [53] [54] [55] [56] Por ejemplo, en un estudio reciente, los microbios de los hisopos del rover Curiosity fueron sometidos a desecación, exposición a rayos UV, frío y pH extremos. Casi el 11% de las 377 cepas sobrevivieron a más de una de estas condiciones severas. [56] Se han estudiado los genomas de Bacillus sp. resistentes que producen esporas y se han informado rasgos a nivel de genoma potencialmente vinculados a la resistencia. [57] [58] [59] [60]
Esto no significa que estos microbios hayan contaminado Marte. Esta es sólo la primera etapa del proceso de reducción de la carga biológica. Para contaminar Marte, también tienen que sobrevivir a las bajas temperaturas, el vacío, los rayos ultravioleta y la radiación ionizante durante los meses de viaje a Marte, y luego tienen que encontrar un hábitat en Marte y comenzar a reproducirse allí. Si esto ha sucedido o no es una cuestión de probabilidad. El objetivo de la protección planetaria es hacer que esta probabilidad sea lo más baja posible. La probabilidad objetivo de contaminación actualmente aceptada por misión es reducirla a menos del 0,01%, aunque en el caso especial de Marte, los científicos también confían en las condiciones hostiles de Marte para reemplazar la etapa final de reducción decimal del tratamiento térmico utilizada para Viking. Pero con la tecnología actual, los científicos no pueden reducir las probabilidades a cero. [ ¿ Investigación original? ]
Se han aprobado dos métodos moleculares recientes [50] para la evaluación de la contaminación microbiana en las superficies de las naves espaciales. [48] [61] [ ¿cuándo? ]
Esto se aplica en particular a las misiones orbitales, de categoría III, ya que están esterilizadas según un estándar más bajo que las misiones a la superficie. También es relevante para los módulos de aterrizaje, ya que un impacto brinda más oportunidades de contaminación hacia adelante y podría tener lugar en un objetivo no planificado, como una región especial de Marte.
El requisito para una misión orbital es que debe permanecer en órbita durante al menos 20 años después de la llegada a Marte con una probabilidad de al menos el 99% y durante 50 años con una probabilidad de al menos el 95%. Este requisito puede eliminarse si la misión se esteriliza según el estándar de esterilización Viking. [62]
En la era Viking (década de 1970), se estableció como requisito, en una sola cifra, que cualquier misión orbital debía tener una probabilidad de impacto inferior al 0,003% durante la actual fase exploratoria de exploración de Marte. [63]
Tanto en los módulos de aterrizaje como en los orbitadores, se utiliza la técnica de sesgo de trayectoria durante la aproximación al objetivo. La trayectoria de la nave espacial está diseñada de tal manera que, si se pierden las comunicaciones, no alcanzará el objetivo.
A pesar de las medidas mencionadas, ha habido un fracaso notable en la prevención de impactos. El Mars Climate Orbiter , que fue esterilizado sólo hasta la categoría III, se estrelló en Marte en 1999 debido a una confusión entre las unidades imperiales y métricas. La oficina de protección planetaria declaró que es probable que se quemara en la atmósfera, pero que si sobrevivía hasta el suelo, podría causar contaminación hacia adelante. [64]
Mars Observer es otra misión de categoría III con potencial de contaminación planetaria. Las comunicaciones se perdieron tres días antes de su maniobra de inserción orbital en 1993. Parece más probable que no haya logrado entrar en órbita alrededor de Marte y simplemente haya continuado en una órbita heliocéntrica. Sin embargo, si logró seguir su programación automática e intentó la maniobra, existe la posibilidad de que se estrellara en Marte. [ cita requerida ]
Tres módulos de aterrizaje han tenido aterrizajes forzados en Marte: el módulo de aterrizaje Schiaparelli EDM , el módulo de aterrizaje polar de Marte y el módulo de aterrizaje Deep Space 2. Todos ellos fueron esterilizados para misiones en la superficie, pero no para regiones especiales (solo para la esterilización previa de Viking). El módulo de aterrizaje polar de Marte y el módulo de aterrizaje profundo Deep Space 2 se estrellaron en las regiones polares, que ahora se consideran regiones especiales debido a la posibilidad de que se formen salmueras líquidas.
Alberto G. Fairén y Dirk Schulze-Makuch publicaron un artículo en Nature en el que recomendaban que se redujeran las medidas de protección planetaria. Argumentaron como principal razón que el intercambio de meteoritos entre la Tierra y Marte significa que cualquier vida en la Tierra que pudiera sobrevivir en Marte ya ha llegado allí y viceversa. [65]
Robert Zubrin utilizó argumentos similares en apoyo de su opinión de que el riesgo de contaminación posterior no tiene validez científica. [66] [67]
El argumento de los meteoritos fue examinado por el NRC en el contexto de la contaminación retrospectiva. Se cree que todos los meteoritos marcianos se originan en relativamente pocos impactos cada pocos millones de años en Marte. Los impactadores tendrían kilómetros de diámetro y los cráteres que forman en Marte decenas de kilómetros de diámetro. Los modelos de impactos en Marte son consistentes con estos hallazgos. [68] [69] [70]
La Tierra recibe un flujo constante de meteoritos de Marte, pero proceden de relativamente pocos impactos originales y la transferencia era más probable en el Sistema Solar primitivo. Además, algunas formas de vida viables tanto en Marte como en la Tierra podrían no sobrevivir a la transferencia en un meteorito y, hasta ahora, no hay evidencia directa de ninguna transferencia de vida de Marte a la Tierra de esta manera.
El NRC concluyó que, si bien la transferencia es posible, la evidencia del intercambio de meteoritos no elimina la necesidad de métodos de protección contra la contaminación posterior. [71]
Los impactos en la Tierra que pueden enviar microorganismos a Marte también son poco frecuentes. Los objetos de impacto de 10 km o más de diámetro pueden enviar desechos a Marte a través de la atmósfera terrestre, pero estos ocurren raramente y eran más comunes en el Sistema Solar primitivo. [ cita requerida ]
En su artículo de 2013 "La sobreprotección de Marte", Alberto Fairén y Dirk Schulze-Makuch sugirieron que ya no necesitamos proteger a Marte, utilizando esencialmente el argumento de transferencia de meteoritos de Zubrin . [72] Esto fue refutado en un artículo de seguimiento "Protección apropiada de Marte", en Nature por los oficiales de protección planetaria actuales y anteriores Catharine Conley y John Rummel. [73] [74]
El consenso científico es que el potencial de efectos a gran escala, ya sea a través de la patogénesis o de la alteración ecológica, es extremadamente pequeño. [44] [75] [76] [77] [78] No obstante, las muestras devueltas desde Marte serán tratadas como potencialmente biológicamente peligrosas hasta que los científicos puedan determinar que las muestras devueltas son seguras. El objetivo es reducir la probabilidad de liberación de una partícula de Marte a menos de una en un millón. [76]
En un taller del COSPAR celebrado en 2010 se examinaron cuestiones relacionadas con la protección de zonas contra la contaminación no biológica. [79] [80] Se recomendó que el COSPAR ampliara su ámbito de competencias para incluir esas cuestiones. Entre las recomendaciones del taller figuran las siguientes:
Recomendación 3 El COSPAR debería añadir una política separada y paralela para proporcionar orientación sobre los requisitos y las mejores prácticas para la protección de los aspectos no vivos o no relacionados con la vida del espacio ultraterrestre y los cuerpos celestes.
Algunas de las ideas propuestas incluyen regiones especiales protegidas, o "Parques Planetarios" [81] para mantener regiones del Sistema Solar prístinas para futuras investigaciones científicas, y también por razones éticas.
El astrobiólogo Christopher McKay ha argumentado que hasta que tengamos una mejor comprensión de Marte, nuestras exploraciones deberían ser biológicamente reversibles. [82] [83] Por ejemplo, si todos los microorganismos introducidos en Marte hasta ahora permanecen latentes dentro de la nave espacial, en principio podrían eliminarse en el futuro, dejando a Marte completamente libre de contaminación de las formas de vida terrestres modernas.
En el taller de 2010, una de las recomendaciones para consideración futura fue extender el período de prevención de la contaminación hasta el máximo tiempo de vida viable de los microorganismos latentes introducidos en el planeta.
"' Recomendación 4.' El COSPAR debería considerar que la protección adecuada de la vida extraterrestre autóctona potencial debe incluir evitar la contaminación perjudicial de cualquier entorno habitable —ya sea existente o previsible— dentro del tiempo máximo potencial de viabilidad de cualquier organismo terrestre (incluidas las esporas microbianas) que pueda introducirse en ese entorno mediante la actividad humana o robótica." [80]
En el caso de Europa , se ha sugerido una idea similar: no basta con mantenerla libre de contaminación durante nuestro actual período de exploración. Puede ser que Europa tenga suficiente interés científico como para que la raza humana tenga el deber de mantenerla prístina para que las generaciones futuras también la estudien. Esta fue la opinión mayoritaria del grupo de trabajo que examinó Europa en 2000, aunque hubo una opinión minoritaria del mismo grupo de trabajo de que no se requieren medidas de protección tan fuertes.
"Una consecuencia de esta visión es que Europa debe ser protegida de la contaminación durante un período indefinido, hasta que se pueda demostrar que no existe océano o que no hay organismos presentes. Por lo tanto, debemos preocuparnos de que en una escala de tiempo del orden de 10 a 100 millones de años (una edad aproximada para la superficie de Europa), es probable que cualquier material contaminante sea transportado a la corteza de hielo profunda o al océano subyacente". [84]
En julio de 2018, las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina publicaron una Revisión y evaluación de los procesos de desarrollo de políticas de protección planetaria. En parte, el informe insta a la NASA a crear un plan estratégico amplio que cubra tanto la contaminación hacia adelante como hacia atrás. El informe también expresa preocupación por las misiones de la industria privada, para las que no existe una autoridad reguladora gubernamental. [85] [86]
La propuesta del físico alemán Claudius Gros de que la tecnología del proyecto Breakthrough Starshot puede utilizarse para establecer una biosfera de organismos unicelulares en exoplanetas que de otro modo serían transitoriamente habitables , [87] ha provocado un debate, [88] hasta qué punto la protección planetaria debería extenderse a los exoplanetas . [89] [90] Gros sostiene que las escalas temporales extendidas de las misiones interestelares implican que la protección planetaria y exoplanetaria tienen diferentes fundamentos éticos. [91]
"Este protocolo se definió en conjunto con Viking, la primera misión que enfrentó los requisitos de protección planetaria más estrictos; su implementación sigue siendo el estándar de oro hoy en día".
Más importante aún, debido al apoyo internacional consistente y generalizado a sus principios fundamentales, y al hecho de que se basaba en una Declaración anterior de 1963 adoptada por consenso en la Asamblea General de las Naciones Unidas [43], los principios consagrados en el Tratado del Espacio Ultraterrestre han adquirido la condición de derecho internacional consuetudinario [44]. Por lo tanto, son vinculantes para todos los Estados, incluso aquellos que no han firmado ni ratificado el Tratado del Espacio Ultraterrestre.
Una revisión de políticas del Tratado del Espacio Exterior concluyó que, si bien el Artículo IX "imponía obligaciones internacionales a todos los Estados partes para proteger y preservar la integridad ambiental del espacio exterior y los cuerpos celestes como Marte", no hay una definición de lo que constituye una contaminación dañina, ni el tratado especifica bajo qué circunstancias sería necesario "adoptar medidas apropiadas" o qué medidas serían de hecho "apropiadas".
Sin embargo, una revisión legal anterior argumentó que "si se asume que las partes del tratado no estaban simplemente siendo verbosas" y "contaminación dañina" no es simplemente redundante, "dañino" debe interpretarse como "dañino para los intereses de otros estados", y dado que "los estados tienen interés en proteger sus programas espaciales en curso", el Artículo IX debe significar que "se debe evitar cualquier contaminación que resulte en daño a los experimentos o programas de un estado". La
política actual de la NASA establece que el objetivo de la política de protección planetaria de la contaminación avanzada de la NASA es la protección de las investigaciones científicas, declarando explícitamente que "la realización de investigaciones científicas de posibles formas de vida extraterrestre, precursores y restos no debe ser "en peligro"
{{cite news}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite web}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace )"Lo mejor que oigo ahora es que las técnicas de aislamiento que utilizamos no serían adecuadas para una muestra procedente de Marte, por lo que alguien más tiene un gran trabajo por delante".
Varios aislamientos formadores de esporas fueron resistentes a la radiación gamma, UV, H2O2 y desecación, y un aislamiento de Acinetobacter radioresistens y varios Aureobasidium, aislados directamente de la nave espacial, sobrevivieron a diversas condiciones.
Se aislaron bacterias extremotolerantes que podrían sobrevivir a las condiciones experimentadas en el camino a Marte o en la superficie del planeta con una serie de ensayos basados en cultivos que promovieron el crecimiento de una variedad de organismos, incluidos formadores de esporas, heterótrofos mesófilos, anaerobios, termófilos, psicrófilos, alcalófilos y bacterias resistentes a la radiación UVC y la exposición al peróxido de hidrógeno.
A pesar de las sugerencias en sentido contrario, simplemente no es posible, sobre la base del conocimiento actual, determinar si ya se han entregado formas viables de vida marciana a la Tierra. Ciertamente, en la era moderna no hay evidencia de efectos negativos a gran escala u otros efectos negativos que sean atribuibles a las entregas frecuentes a la Tierra de rocas marcianas esencialmente inalteradas. Sin embargo, no se puede descartar la posibilidad de que tales efectos ocurrieran en el pasado distante. Por lo tanto, no es apropiado argumentar que la existencia de microbios marcianos en la Tierra niega la necesidad de tratar como potencialmente peligrosas cualquier muestra traída desde Marte a través de naves espaciales robóticas.