宇宙探索中如何避免地球和外星球间生命的交叉污染

1976年，在无尘室的“海盗1号”宇宙飞船

太空探索首要考虑生物污染

“向内污染”是当行星保护程序启动时最主要关注的，自从前苏联于1957年成功发射“史泼尼克号”人类第一颗人造卫星进行太空探索任务，国际科学理事会建立的太空研究委员会（COSPAR）便开始大力提倡进行国际太空研究，他们其中一项职责就是行星保护程序。

1967年，外太空条约正式概述了任何国家从事太空探索的全球性指导方针，该条约声明包括月球和其他行星的外太空的任何探索活动，都必须依据一定的程序执行，避免出现生物污染。

美国科罗拉多州立大学天体物理学和行星科学教授拉里－埃斯波西托（Larry Esposito）称，虽然科学界一直致力于新的太空探索领域，但向内污染在人类探索太空的过程中显得更加重要。即使向内污染的概率较低，但其危险性最大。事实上，我们生活在地球上同时也决定着自己的生存方式，我们是地球生态系统的一部分，如果不有效监控向内污染，很可能对地球生态系统潜在地构成影响。

近年来，向外污染也成为一个重点，尤其是开启火星探索和寻找潜在生命的任务之后。今年3月份，国际空间站的宇航局进行了LOCAD-PTS探索实验，这是行星保护科技的第一项测试，这项实验是使用可探测到微生物的高科技棉花棒对宇航员的手套进行清洁，结果显示除了发现葡聚糖（真菌标记）之外，并未发现任何细菌。

美国宇航局太空灭菌的两种方法

保护程序的确定取决于两个因素：太空任务的类型（飞越、轨道盘旋、登陆或漫游）和目的地星体是否可孕育生命。一项任务将划分为5个种类，一旦太空任务被归类，美国宇航局将使用多种程序减少太空飞船上的微生物。所有的程序操作都是在无尘室环境中进行，指定使用特殊的气流系统过滤污染物。

在清洁之前，科学家在太空飞船上采集孢子样本，无菌棉签将用于对太空飞船进行微生物样本采集，所收集的样本将在一个孢子群体中进行孵化，同时使用复杂的计算方法，之后科学家可以计算出污染指数。

目前，美国宇航局进行太空灭菌的方法叫做干热微生物减少法，它是清洁太空飞船之后，使用一个烤箱加热至112摄氏度进行烘烤长达30个小时。这种方法曾用于上世纪70年代“海盗号”火星登陆探测器的灭菌处理，康利称，清洁程序可将宇宙飞船每平方米300个孢子降低至0.03个。由于0.03并不是一个整体的孢子，因此宇宙飞船处于安全状态，并未遭受微生物污染。

美国宇航局期望未来太空探索任务执行更严格的清洁程序，目前正在考虑未来探索任务中执行的两种特殊方法的可行性。

第一种方法是鲎阿米巴样细胞溶菌液分析，可用于搜寻微生物细胞壁物质的存在。这种方法最初用于制药工业，它具有较高的敏感性，能够较快地探测到存活和死亡的有机生物；第二种方法是三磷酸腺苷（ATP）分析，主要用于探测三磷酸腺苷，该物质是所有存活细胞产生的必不可少能量来源。这种方法也可以同时探测到存活和死亡的有机生物，是一种非常不错的生物污染指示器。