Bolygóvédelem

A bolygóvédelem  a vezérelv minden bolygóközi küldetés fejlesztésében . A cél mind a megcélzott égitest , mind a Föld biológiai szennyeződésének megelőzése [2] [3] . A bolygóvédelem elsősorban az űrkörnyezet ismeretlenségével, valamint a tudományos közösség azon törekvésével függ össze, hogy az égitestek őstermészetét a részletes tanulmányozásig megőrizzék.

Kétféle bolygóközi szennyezés létezik :

1) Technogén pánspermia az életképes szervezeteknek a Földről egy másik égitestre való átvitelével. A bolygóvédelem fő célja ebben az esetben az őstermészetes folyamatok megőrzése, az élőlények Földről való bejutásának megakadályozása.

2) A szennyezés visszafordítása földönkívüli szervezeteknek a Föld bioszférájába történő átvitelével, ha vannak ilyenek . Itt a bolygóvédelem fő célja az idegen élőlények elterjedésének megakadályozása a bioszférában.

Történelem

A Hold és a bolygók lehetséges szennyeződésének problémája először a Nemzetközi Asztronautikai Szövetség VII. Kongresszusán , 1956-ban, Rómában vetődött fel. [négy]

1958-ban [5] az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia elsőként fogadott el határozatot, amelyben felszólított a hold- és bolygókutatási küldetések nagy körültekintéssel történő megtervezésére, nehogy lehetetlenné tegye más égitestek későbbi, földönkívüli életet kereső kutatásait. szárazföldi élőlények, amelyek a kutatás során bekerülhetnek hozzájuk.

Ez vezetett a Földönkívüli Kutatások általi Szennyezés Bizottságának létrehozásához, amely az év során számos ajánlást fogalmazott meg az űrhajók sterilizálására vonatkozóan. A szervezet maga is azon a véleményen volt, hogy a sterilizálás átmeneti intézkedés, és a Marsnak és a Vénusznak csak addig szabad szennyezetlennek maradnia, amíg emberes űrhajók fel nem fedezik őket [6] .

1959-ben a bolygóvédelem biztosításának feladatait az Űrkutatási Bizottságra vagy a COSPAR -ra ruházták át . 1964-ben a COSPAR 26. számú rendeletet adott ki:

…megerősítik, hogy a földönkívüli élet felkutatása az űrkutatás fontos feladata, hogy a Mars bolygó az egyetlen hely, amely belátható időn belül elérhető erre a kutatásra, hogy a bolygó szennyeződése jelentősen megnehezítheti, vagy akár ellehetetlenítheti a keresési folyamatot. Ezért minden gyakorlati lépést meg kell tenni az ember által előidézett panspermia megelőzésére, amíg ezek a keresések kielégítő eredményt nem adnak. Az ilyen vizsgálatokban részt vevő összes állam részéről együttműködésre van szükség a küldetések tervezésében és a megfelelő sterilizációs módszerek megtalálásában az ilyen szennyeződések elkerülése érdekében [7] .

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] ...megerősíti, hogy a földönkívüli élet felkutatása az űrkutatás egyik fontos célkitűzése, hogy a Mars bolygó kínálja az egyetlen lehetséges lehetőséget e kutatás elvégzésére a belátható jövőben, hogy a bolygó szennyeződése sokkal inkább megnehezítené ezt a kutatást. nehéz, sőt akár minden időkre megakadályozni egy egyértelmű eredményt, hogy minden gyakorlati lépést meg kell tenni annak biztosítására, hogy a Mars ne legyen biológiailag szennyezett mindaddig, amíg ezt a kutatást kielégítően le nem lehet végezni, és hogy együttműködést kell folytatni a kísérletek és a felhasználás megfelelő ütemezésében. Az űrhajók megfelelő sterilizálási technikáira van szükség az összes mélyűrszondát indító hatóság részéről az ilyen szennyeződés elkerülése érdekében.

Világűrszerződés

1967. január 27-én a vezető űrhatalmak megállapodást írtak alá az államok világűr – köztük a Hold és más égitestek – kutatásában és felhasználásában végzett tevékenységére vonatkozó elvekről. Ugyanebben az évben az Egyesült Államok, a Szovjetunió és Nagy-Britannia ratifikálta ezt a szerződést, megteremtve a bolygóvédelem jogalapját, amelynek elvét e szerződés IX.

IX. cikk: ... A Világűrszerződés részes államai a világűr tanulmányozását és feltárását végzik, beleértve a Holdat és más égitesteket, és kutatásokat végeznek felszínükön oly módon, hogy elkerüljék a technogén pánspermiát, mint pl. valamint a Föld bioszférájában a fordított szennyezés miatti kedvezőtlen változások. Ha szükséges, megteszik a szükséges intézkedéseket e célok érdekében… [8] [9]

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] IX. cikk: ... A Szerződés részes államai tanulmányokat folytatnak a világűrről, beleértve a Holdat és más égitesteket, és feltárják azokat, hogy elkerüljék káros szennyeződésüket, valamint a Föld környezetében bekövetkező káros változásokat földönkívüli anyagok betelepítését, és szükség esetén megfelelő intézkedéseket hoz e célból...

2011 októberéig 100 ország részes állam a szerződésben, és további 26 ország írta alá a szerződést, de nem fejezte be a ratifikációt. Köztük minden űrhatalom, valamint olyan államok, amelyek ezt a státuszt szeretnék megszerezni.

A mai űrkutatás alapja a következő elv:

El kell kerülni minden olyan szennyeződést, amely káros lehet a részes állam kutatási programjaira nézve.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Kerülni kell minden olyan szennyeződést, amely károsíthatja a részes állam kutatási programjait.

A NASA (eng. NASA) mai politikája ennek az alapelvnek a szigorú megvalósítására irányul [10] .

COSPAR: Ajánlások és kategóriák

A Világűrkutatási Bizottság kétévente ülésezik, 2-3 ezer tudósból áll [11] . A bizottság egyik feladata a bolygóközi szennyezés megelőzését célzó ajánlások megalkotása. A jogalap a Világűr-szerződés [12] IX. cikke ( a részleteket lásd fent ).

A COSPAR [13] ajánlásai a küldetés típusától és a megcélzott égitest tudásszintjétől függenek. A COSPAR az összes küldetést 5 fő kategóriába sorolja:

A Mars speciális területei

A Mars speciális területei a COSPAR által azonosított Mars-területek, ahol a szárazföldi élőlények könnyen túlélhetnek és elterjedhetnek, és a marsi életformák létezésének lehetősége is nagy. Ilyen helyek közé tartoznak azok a területek, ahol időszakosan folyékony víz képződik, valamint egyéb, az élet fejlődésére kedvező helyek, a fejlődés követelményeinek jelenlegi értelmezése alapján.

Amikor ezeken a területeken dolgozik, a szondát, a leszállót és/vagy a rovert teljesen sterilizálni kell, hogy megfeleljen a IVc kategóriának .

Célkategóriák

A legtöbbet tanulmányozott űrmissziós célpontok könnyen besorolhatók és megfelelő kategóriákba sorolhatók. Mások ideiglenes kategóriákat kapnak, amíg további adatok nem állnak rendelkezésre.

I. kategória

Nem azonnali érdeklődés a kémiai evolúció folyamatainak és/vagy az élet keletkezésének megértéséhez

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Nem közvetlenül a kémiai evolúció folyamatának vagy az élet keletkezésének megértése szempontjából

II. kategória

…ahol csak kicsi az esélye annak, hogy az űrhajók szennyeződése veszélybe sodorja a jövőbeli kutatásokat. Ebben az esetben kicsi a valószínűsége annak, hogy az égitesten nincsenek olyan helyek, amelyek a szárazföldi élőlények szaporodására alkalmasak, és/vagy nagyon kicsi a valószínűsége annak, hogy átterjednek.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] …ahol csak csekély az esélye annak, hogy egy űrhajó által szállított szennyeződés veszélybe sodorhatja a jövőbeli kutatásokat.” Ebben az esetben a „távoli esélyt” úgy definiáljuk, mint „rések hiányát (olyan helyek, ahol a szárazföldi mikroorganizmusok elszaporodhatnak) és/vagy az ezekre a helyekre való átvitel nagyon alacsony valószínűsége.

II. előzetes kategória

Az előzetes II. kategóriájú létesítményekre a főkategóriához hasonló követelmények vonatkoznak. További kutatások szükségesek az ideiglenes II. kategóriába sorolt ​​objektumok kategóriájának tisztázásához.

III/IV kategória

…ahol komoly a valószínűsége annak, hogy az űrhajók szennyeződése veszélyeztetheti a jövőbeli kutatásokat. Ebben az esetben komoly valószínűsége annak köszönhető, hogy az égitesten olyan helyek találhatók, amelyek kedvezőek a szárazföldi szervezetek szaporodásához, és/vagy nagyon nagy a valószínűsége annak, hogy ott terjednek.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] …ahol csak csekély az esélye annak, hogy egy űrhajó által szállított szennyeződés veszélybe sodorhatja a jövőbeli kutatásokat.” Ebben az esetben a „távoli esélyt” úgy definiáljuk, mint „rések hiányát (olyan helyek, ahol a szárazföldi mikroorganizmusok elszaporodhatnak) és/vagy az ezekre a helyekre való átvitel nagyon alacsony valószínűsége.

V. kategória

Korlátlan visszatérés V: „Visszaküldési küldetések a Földre olyan helyekről, amelyeket a tudományos közösség úgy határozott meg, hogy nincs bennszülött életforma”

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Korlátlan V. kategória: „Föld-visszatérő küldetések olyan szervezetektől, amelyekről a tudományos vélemények szerint nincs őshonos életforma.”

Korlátozott visszatérés V: "Visszaküldési küldetések a Földre olyan helyekről, amelyeket a tudományos közösség a biokémiai evolúció és/vagy az élet keletkezésének tanulmányozása szempontjából érdekesnek ítél."

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Korlátozott V. kategória: "Föld-visszatérő küldetések olyan szervektől, amelyek tudományos vélemények szerint jelentősek a kémiai evolúció folyamata és/vagy az élet keletkezése szempontjából."

Egyéb objektumok

Ha 3 Gyr-ig nincs nyoma az égitest aktivitásának, vagy nem valószínű, hogy a Föld felől érkező becsapódás károsítaná az égitest felszínét, akkor a céltestet az I. kategóriába soroljuk. Ellenkező esetben a kategória felülvizsgálható.

A Coleman-Sagan egyenlet

A jelenlegi COSPAR-követelmények célja, hogy az AMS-ek vagy a személyzettel ellátott járművek bioterhelésének szintjét elfogadható szintre csökkentsék, a megcélzott égitest kategóriájának megfelelően. A bolygóközi szennyeződés elfogadható valószínűsége 0,1%. A valószínűséget általában úgy számítják ki, hogy megszorozzák az űrhajón lévő mikroorganizmusok számát, a cél égitesten való elterjedésének valószínűségét, valamint néhány egyéb tényezőt, amelyek a küldetés során a biológiai terhelés esetleges csökkenéséhez kapcsolódnak.

A számításokhoz a Coleman-Sagan egyenletet használjuk.

.

ahol:

= Az űrhajón lévő mikroorganizmusok kezdeti száma. = Csökken az űrhajó kilövés előtti és utáni körülményei miatt. = Annak valószínűsége, hogy az űrhajó mikroorganizmusai leszállnak a megcélzott égitest felszínére. = Annak a valószínűsége, hogy az űrhajó a megcélzott égitest felszínén lesz, 1 a leszállók esetében. = Annak valószínűsége, hogy mikroorganizmusok kerülnek a környezetbe. A Földön az érték általában 1. = A növekedés valószínűsége a megcélzott égitesten. Víz szempontjából az érték mindig 1.

Ezután a követelmény

Az értéket Sagan és munkatársai választották meg, némileg önkényesen. Coleman és Sagan megjósolta, hogy több mint 60 küldetést küldenek a felszínre és legalább 30-at a bolygó körüli pályára a Mars exobiológiai feltárása során, mielőtt az emberi kolonizáció megkezdődik. Ennyi küldetés mellett, hogy a bolygóközi szennyeződés valószínűségét 0,1%-nál nem nagyobb szinten tartsák, a biológiai terhelés mértéke véleményük szerint nem haladhatja meg ezt az értéket.

Kritika

A Coleman-Sagan egyenletet kritizálták, mert az egyes paraméterek gyakran nem ismertek pontosabban, mint egy hozzávetőleges érték. Például Európa felszíni jegének vastagsága, amit nem tudni biztosan. A jég helyenként vékony lehet, ami nagyfokú bizonytalanságot vihet be az egyenletbe.

Emellett nagy mennyiségű kritika hangzott el a védelmi időszak végének feltételezése és az égitest későbbi ember általi fejlődése miatt. Ugyanazon Európa esetében ez problémás lesz, hiszen kellő valószínűséggel hosszú ideig védelmet igényel a szennyezéstől.

Richard Greenberg alternatívát javasolt - a természetes szennyezés szabványának használatát. Az elképzelés az, hogy az Európába tartó emberi küldetések során nem szabadna nagyobb eséllyel megfertőzni a céltestet, mint annak, hogy a testet Földről származó meteoritokkal szennyezzék be, ami természetes folyamat.

Az emberi tevékenység eredményeként létrejövő földi mikrobák bolygóközi szennyeződésének valószínűsége sokkal kisebb, mint annak a valószínűsége, hogy az ilyen szennyeződés természetesen előfordul, az exobiológiai kutatás véleményünk szerint nem okozhat kárt. Ezt a koncepciót nevezzük természetes szennyezési szabványnak.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Mindaddig, amíg annak valószínűsége, hogy az emberek más bolygókat szárazföldi mikrobákkal megfertőznek, lényegesen kisebb, mint annak a valószínűsége, hogy az ilyen szennyeződés természetesen megtörténik, a feltárási tevékenységek véleményünk szerint nem okoznak kárt. Ezt a koncepciót természetes szennyeződési szabványnak nevezzük.

Az Európába irányuló küldetések másik megközelítése a bináris fák használata, amelyeket az Űrkutatási Tanács égisze alatt működő, a Naprendszerben található jégtestek bolygóvédelmi szabványaival foglalkozó bizottság támogat. Ebben az esetben a folyamat hét lépésből áll, és elvezet a végső döntéshez a küldetés célszerűségéről.

Javaslat: A bolygóvédelem megvalósításának megközelítései nem támaszkodhatnak a bioterhelés becsléseinek szorzójára annak kiszámításához, hogy a Naprendszer testei mekkora valószínűséggel szennyeződnek földi élőlényekkel, kivéve, ha a tudományos bizonyítékok egyértelműen meghatározzák a vizsgálatban használt egyes tényezők értékeit, statisztikai eltéréseit és kölcsönös függetlenségét. egyenlet.

Javaslat: A Naprendszer jeges testei felé irányuló küldetések bolygóvédelmének elérését célzó megközelítések során bináris döntések sorozatát kell alkalmazni, amelyek figyelembe veszik az egyes tényezőket a bolygóvédelmi eljárások megfelelő alkalmazási szintjének meghatározásához.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Javaslat: A bolygóvédelem elérésére irányuló megközelítések nem támaszkodhatnak a biológiai terhelési becslések és a valószínűségek szorzatára annak kiszámításához, hogy mekkora valószínűséggel szennyezik a Naprendszer testeit szárazföldi élőlényekkel, kivéve, ha a tudományos adatok egyértelműen meghatározzák a vizsgálatban használt minden tényező értékeit, statisztikai eltéréseit és kölcsönös függetlenségét. egyenlet. Javaslat: A jeges Naprendszer testei felé irányuló küldetések során a bolygóvédelem elérésére irányuló megközelítések során bináris döntések sorozatát kell alkalmazni, amelyek egy-egy tényezőt vesznek figyelembe az alkalmazandó bolygóvédelmi eljárások megfelelő szintjének meghatározásához.

Elzárás és karantén az V. kategóriás küldetésekhez korlátozott visszaküldéssel

Dekontaminációs eljárások

Az expozíció megelőzése

Vita

Nem biológiai védelmi javaslatok

Javaslatok a fokozott biztonság érdekében

Lásd még

Jegyzetek

  1. Planetary Protection and Contamination Control Technologies for Future Planetary Science Missions Archiválva : 2014. március 19., a Wayback Machine , Jet Propulsion Laboratory, 2011. január 24.
  2. John D. Rummel; Tanczer; Ketskeméty, L.; Lévai, G. A bolygóvédelmi politika áttekintése és alkalmazása a jövőbeli küldetésekre  //  Advances in Space Research : folyóirat. - Elsevier , 1989. - Vol. 9 , sz. 6 . - P. 181-184 . - doi : 10.1016/0273-1177(89)90161-0 . - . — PMID 11537370 .
  3. Portree, David S.F. Bogarak permetezése a Marson (1964) . Vezetékes (magazin) (2013. október 2.). Hozzáférés dátuma: 2013. október 3. Az eredetiből archiválva : 2014. március 16.
  4. NASA Bolygóvédelmi Hivatal. Bolygóvédelem története . Letöltve: 2013. július 13. Az eredetiből archiválva : 2019. május 09.
  5. A Mars előrehaladott szennyeződésének megelőzése (2006) - 12. oldal . Letöltve: 2015. április 30. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 11..
  6. A Mars előrehaladott szennyeződésének megelőzése
  7. Preventing the Forward Contamination of Mars – p12 Archivált : 2015. szeptember 11. a Wayback Machine -nél idézetek a COSPAR 1964 26. határozatából
  8. A Világűrről szóló szerződés teljes szövege az államok tevékenységét szabályozó elvekről a világűr feltárása és használata terén, beleértve a Holdat és más égitesteket is Archiválva az eredetiből 2013. július 8-án.  — Lásd a IX. cikket
  9. Center National d'Etudes Spatiales (CNES). Bolygóvédelmi szerződések és ajánlások (2008). Letöltve: 2012. szeptember 11. Az eredetiből archiválva : 2014. augusztus 20..
  10. A Mars előrehaladott szennyeződésének megelőzése, 13. oldal Archiválva : 2015. szeptember 11. a Wayback Machine -nél Összefoglalja ezt a részt a könyvben:

    A Világűrszerződés szakpolitikai felülvizsgálata arra a következtetésre jutott, hogy bár a IX. cikk „nemzetközi kötelezettségeket írt elő valamennyi részes állam számára a világűr és az égitestek, például a Mars környezeti integritásának védelmére és megőrzésére”, nincs meghatározva, hogy mi minősül káros szennyeződésnek. A szerződés azt sem határozza meg, hogy milyen körülmények között lenne szükség „megfelelő intézkedések elfogadására”, vagy hogy valójában mely intézkedések lennének „helyesek”

    Egy korábbi jogi felülvizsgálat azonban azzal érvelt, hogy „ha azt feltételezzük, hogy a szerződő felek nem csupán bőbeszédűek voltak”, és a „káros szennyeződés” nem egyszerűen redundáns, a „káros” szót úgy kell értelmezni, mint „más államok érdekeit károsító”, és mivel „az államok érdeke folyamatban lévő űrprogramjaik védelme”, a IX. azt kell jelentenie, hogy „el kell kerülni minden olyan szennyeződést, amely károsítaná egy állam kísérleteit vagy programjait”

    . A bolygóvédelmi politika a tudományos vizsgálatok védelme, amely kifejezetten kijelenti, hogy „nem szabad veszélyeztetni a lehetséges földönkívüli életformák, prekurzorok és maradványok tudományos vizsgálatát”.

  11. COSPAR tudományos közgyűlések . Letöltve: 2015. április 30. Az eredetiből archiválva : 2019. április 20.
  12. A Mars előrehaladott szennyeződésének megelőzése (2006) - 13. oldal . Letöltve: 2015. április 30. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 11..
  13. 1 2 A COSPAR BOLYGÓVÉDELMI POLITIKA Archiválva : 2016. március 4. (2002. október 20.; A 2011. március 24-re módosított)
  14. 1 2 3 Bolygóvédelmi Hivatal - A kategóriákról . Letöltve: 2015. április 30. Az eredetiből archiválva : 2019. július 26.
  15. Küldetéstervezés és -követelmények . Bolygóvédelmi Hivatal . Letöltve: 2015. július 21. Az eredetiből archiválva : 2019. május 09.