بازگشت نمونه‌های مریخ: آیا حیات سیارهٔ سرخ می‌تواند زمین را آلوده کند؟

بازگرداندن رباتیک نمونه‌های تازهٔ سطح مریخ برای سال‌های بسیار هدف والای کاوشگران سیارهٔ سرخ بوده است.

در طول زمان، استراتژی‌های متنوعی برای بازگرداندن نمونه‌های مریخ مورد آزمایش قرار گرفته‌اند؛ از استراتژی «برداشتن و رفتن» گرفته تا جمع‌آوری غبار اتمسفری تا انتخاب علمی نمونه‌ها روی سطح سیارهٔ سرخ توسط ربات‌هایی با تجهیزات مخصوص ــ وظیفه‌ای که هم‌اکنون مریخ‌نورد «استقامت» ناسا در نزدیکی دهانهٔ جیزرو در حال انجام آن است.

ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA) در حال حاضر عملیات بازگشت نمونه مریخ (Mars Sample Return - MSR) را در دستور کار دارند؛ عملیاتی که نمونه‌های ژئولوژیکی و اتمسفری استقامت را جمع‌آوری و برای بازگرداندن به زمین در اوایل دههٔ ۲۰۳۰ آماده می‌کند.

ارسال ذرات و تکه‌های مریخ به زمین کاری دلهره‌آور و چند میلیارد دلاری است. انتقال موادی که می‌توانند شامل حیات مریخی باشند به مقصد زمین از لحاظ اکولوژیکی و امنیت عمومی ریسک کمی دارد ــ اما این ریسک صفر نیست.

اضطراب بالا

آیا نمونه‌های بازگردانده شدهٔ مریخی می‌توانند از لحاظ بیولوژیکی دارایی‌هایی حساس به شمار روند و اضطراب عمومی را دربارهٔ خزندگانی دهشتناک که زیست‌کرهٔ زمین را در می‌نوردند بر انگیزند؟

ایدهٔ باز گرداندن کالاها از سیارهٔ سرخ می‌تواند یادآور رمان ۱۹۶۹ مایکل کرایتون (Michael Crichton) «نژاد آندرومدا» (The Andromeda Strain) باشد که در سال ۱۹۷۱ فیلمی علمی-تخیلی بر پایهٔ آن ساخته شد که در آن ارگانیسم‌های بیگانه به طرزی دراماتیک در زمین شیوع پیدا می‌کردند.

ناسا اخیرا به نوبهٔ خود برای پیش‌نویس آثار محیط زیستی پروژهٔ MSR به جمع‌آوری ملاحظات عمومی روی آورده است. این گزارش طبق برنامه تا انتهای سال میلادی فعلی برای عموم منتشر خواهد شد.

برای ناسا، مطالعهٔ علمی سنگ‌ها، خاک‌ها و اتمسفر مریخ می‌تواند به یک پرسش کلیدی پاسخ دهد: آیا تا به حال روی مریخ حیات وجود داشته است؟

طبق توضیح وبسایت MSR ناسا «تنها با باز گرداندن نمونه‌ها می‌توانیم با استفاده از پیچیده‌ترین و به‌روزترین آزمایشگاه‌ها به این پرسش پاسخ دهیم و نسل‌های آیند می‌توانند با تکنیک‌هایی که هنوز اختراع نشده‌اند آن‌ها را مطالعه کنند.»

احتمال پایین

در چند دههٔ گذشته، گروه‌های مختلف متخصصان علمی در ایالات متحده و جاهای دیگر دنیا به این پرسش پرداخته‌اند که نمونه‌های مریخ می‌توانند برای زیست‌کرهٔ زمین خطرناک باشند یا خیر.

طبق گفتهٔ وبسایت ناسا «گزارش‌های این گروه‌ها احتمال به شدت پایینی یافته‌اند که نمونه‌های جمع‌آوری شده از روی نواحی مریخ، نظیر نواحی تحت کاوش استقامت، بتوانند حاوی خطر بیولوژیکی برای زیست‌کرهٔ ما باشند.»

اما همچنین مشکل بالقوهٔ آلوده شدن مریخ نیز وجود دارد ــ انتقال حیات زمین به آن کره و احتمالا آلوده کردن حیات آنجا با زیست‌بوم خودمان.

بار زیستی

در اکتبر ۲۰۲۱، گزارشی از هیات مطالعات فضایی آکادمی ملی علوم، مهندسی و پزشکی ایالات متحده معیارهایی را تعیین کرد که اجازه می‌دهند ماموریت‌های رباتیک به مکان‌های خاصی از مریخ با الزامات محدود کنندهٔ «بار زیستی» کمتری انجام شوند.

این الزامات به منظور جلوگیری از انتقال غیر عمدی میکروب‌های زمینی به مریخ طراحی شده‌اند.

طبق درخواست ناسا، کمیته‌ای برای حفاظت سیاره‌ای مامور نوشتن گزارش «ارزیابی الزامات بار زیستی برای مامورت‌های مریخ» شد.

هدف از این گزارش تعیین معیارهایی است که نشان دهند ماماوریت‌های رباتیک به نواحی خاصی از مریخ می‌توانند برخی از الزامات سخت‌گیرانهٔ بار زیستی را نادیده بگیرند یا خیر.

طبق این گزارش، شرایط نامساعد در اغلب سطوح مریخ، نظیر محیط تشعشع ماورای بنفش، کمیابی آب مایع دائمی و چرخه‌های رطوبت و دما، «بقا، رشد و تکثیر ارگانیسم‌های زمینی روی سطح مریخ را نامحتمل می‌سازد.»

با این حال، این گزارش همچنین می‌گوید که ارگانیسم‌های زمینی منتقل شده به سطح مریخ می‌توانند زنده بمانند و توسط باد یا ابزار رباتیک به برخی از نواحی زیر سطحی منتقل شوند که در آنجا امکان رشد و تکثیر دارند.

این نواحی زیر سطحی شامل غارهایی هستند که در آن‌ها امکان وجود ذخایر یخ و نمک و آب نمک وجود دارد. همچنین از لحاظ نظری در مکان‌های عمیق‌تر آبخوان‌های زیر سطحی وجود دارند.

طبق گفتهٔ نویسندگان این گزارش «این نواحی همچنین می‌توانند جاهایی باشند که احتمال یافته شدن شواهد ارگانیسم‌های مریخی در آن‌ها بسیار بالاست.»

اقدامات احتیاطی

برخی از پژوهشگران و طرفداران کاوش فرض می‌کنند هر میکروب زمینی که با کاوشگرها و فرودگرهای آن‌ها به مریخ سفر می‌کنند، به سرعت در محیط نامساعد سطح سیارهٔ سرخ کشته می‌شوند.

اما به گفتهٔ جان رامل (John Rummel)، متخصص رییس سابق گروه حفاظت سیاره‌ای در کمیتهٔ پژوهش‌های فضایی، این موضوع لزوما درست نیست.

او با اشاره به تجهیزات فرود، نظیر صفحات پشتی که با شدت به سطح سیاره برخورد می‌کنند، می‌گوید «این تجهیزات ارگانیسم‌های زمین را پوشانده و حفاظت می‌کنند و حتی ممکن است آن‌ها را در عمق چند سانتی‌متری سطح مریخ دفن کنند؛ جایی که نمونه‌های مریخ برای بازگشت به زمین جمع‌آوری می‌شوند.»

«به این ترتیب، یک ماموریت بازگشت نمونه باید اقداماتی احتیاطی در برابر توریست‌های میکروبی اتخاذ کند ــ ارگانیسم‌هایی زمینی که در یک سفر رفت و برگشتی هنگام تحلیل نمونه‌ها خود را به عنوان ارگانیسم‌ههای مریخی جا می‌زنند.»

رامل به یافته‌های هیات مطالعات فضایی در گزارش‌های ۱۹۹۷ و ۲۰۰۹ اشاره می‌کند:

طبق گزارش سال ۱۹۹۷: «با این که شواهد فعلی نشان می‌دهند سطح مریخ برای حیاتی که می‌شناسیم کشنده است، هچنان سناریوهایی منطقی برای وجود حیات میکروبی روی مریخ باقی هستند ــ برای نمونه در اقیانوس‌های هیدروترمال احتمالی یا نواحی زیر سطحی.»

و گزارش سال ۲۰۰۹ می‌گوید «ثابت شده است که برخی از گونه‌های روی زمین توانایی بقا در شرایط تشعشع شدید، دمای زیر انجماد، شوری بالا، pH شدیدا بالا یا پایین و چرخه‌های رطوبت و خشکی موجود در مریخ امروزی را دارند.»

همچنین طبق گفته‌های رامل، گزارش سال ۲۰۰۹ اینطور ارزیابی می‌کند که «نمونه‌های باز گردانده شده از مریخ باید به عنوان مواد خطرناک بالقوه نگهداری و بررسی شوند تا زمانی که خلاف این موضوع اثبات شود.»

«هیچ مادهٔ مریخی باز، از جمله سطوح فضاپیما که با محیط مریخ تماس داشته‌اند، نباید بدون استریل شدن به زمین باز گردد.»

دوراهی جدید؟

درست مثل همیشه، مریخ رازآلود ما را با مشکلات گیج‌کننده‌ای مواجه کرده است.

بری دی‌گرگوریو (Barry DiGregorio)، رییس کمیتهٔ بین‌المللی مقابله با بازگشت نمونه مریخ در پیش روی خود یک دوراهی می‌بیند: «آیا ما باید از ناسا و ESA بخواهیم برنامهٔ خود برای بازگرداندن نمونه‌های خاک و سنگ مریخ به زمین را در اسرع وقت شتاب دهند؟»

به گفتهٔ او، دلیل چنین کاری فرود موفقیت‌آمیز مریخ‌نورد ژورونگ (Zhurong) چین به عنوان بخشی از ماموریت تیان‌ون-۱ (Tianwen-1) در ماه می سال ۲۰۲۱ است. ژورونگ در حال حاضر در حال گشت و گذار در یوتوپیا پلانیتیا (Utopia Planitia) در مریخ است.

دی‌گرگوریو می‌گوید «آن‌ها قطعا تلاش می‌کنند تا اولین نمونه‌های مریخ را برای مطالعه در آزمایشگاه امنیت زیستی سطح ۴ خود ــ درست مثل آزمایشگاه ووهان ــ به زمین بیاورند.»

در واقع طبق گفته‌های ژانگ رونگ‌چیائو (Zhang Rongqiao)، طراح اصلی ماموریت تیان‌ون-۱، این ماموریت مقدمه‌ای است برای تلاش برای بازگشت نمونه از سیاره سرخ تا سال ۲۰۳۰.

موفقیت ماموریت چانگ-۵ (Chang-5) چین برای بازگشت نمونه از ماه را در نظر بگیرید.

در این ماموریت از یک مدارگرد رباتیک، فرودگر، ماشین صعود و کپسول بازگشت به زمین استفاده شد. این مجموعهٔ سخت‌افزاری به تقلید یک سناریوی آپولو مانند، با موفقیت تکه‌هایی از ماه را به زمین باز گرداند.

یک مسابقهٔ فضایی جدید؟

دی‌گرگوریو می‌گوید «در این مسابقهٔ فضایی جدید برای باز گرداندن اولین نمونه از مریخ، پرسش این است: باید به چه کسی اطمینان کنیم که اولین نمونه را باز گرداند، ناسا/ESA یا چین؟»

واضح است که اگر این نمونه‌ها شامل حیات بیگانه باشند «اولین کشوری که این نمونه‌ها را مطالعه می‌کند مزیت بزرگی نسبت به بقیه دارد تا خواص آن را برای تعیین ریشه‌های خود حیات، کاربردهای پزشکی برای بیماری‌های انسانی و البته کاربرد احتمالی آن‌ها در پژوهش سلاح‌های زیستی بررسی کند.»

«من فکر می‌کنم پندمیک Covid-19 چشم همه را به قدرت میکروب‌های قدرتمند و این که چقدر باید با احتیاط با آن‌ها کار کرد، باز کرده است.»

و در انتقال نمونه‌های فضایی به زمین، اوضاع می‌تواند از کنترل خارج شود.

برای نمونه ماموریت جنسیس (Genesis) ناسا را در نظر بگیرید که نمونه‌هایی از باد خورشیدی را جمع‌آوری و در سپتامبر ۲۰۰۴ به زمین منتقل کرد.

کپسول بازگشت نمونهٔ جنسیس طبق برنامه وارد اتمسفر زمین شد، اما سوییچ‌های گرانش کپسول در جهتی نامناسب تنظیم شده بودند و فعال نشدند.

این خطای نصب باعث باز نشدن چترهای فرود کپسول شد و بسیاری از جمع‌کننده‌های باد خورشیدی جنسیس در برخورد با محوطهٔ تست و آموزش یوتا در هم شکستند.

این سقوط بسیاری از نمونه‌ها را آلوده کرد، اما برخی از آن‌ها دست‌نخورده باقی ماندند و دانشمندان از آن‌ها برای مطالعه استفاده کردند.