پژوهش جدید به این سوال پاسخ داد: آیا آلودگی میکروبی سفر انسان به ماه تکثیرپذیر است؟

پژوهشگران در یک مطالعه جدید تلاش کردند تا به این سوال اساسی پاسخ دهند: آیا میکروب‌ها پس از سفر انسان به ماه می‌توانند در مناطق همیشه سایه (PSRs) ماه زنده بمانند و با تکثیر خود، فضا را به میکروب‌های زمینی آلوده کنند؟ پاسخ به این سوال می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا علاوه بر جلوگیری از انتقال میکروبی، نواحی با پتانسیل بالا برای رشد میکروب‌ها و یافتن حیات میکروبی را نیز شناسایی کنند.

این پرسش که در پنجاه‌وششمین کنفرانس «علوم قمری و سیاره‌ای» ارائه شد، در یک مطالعه جدید پاسخ داده شده است. در این پژوهش، گروهی از دانشمندان از ایالات متحده و کانادا بررسی کردند که آیا احتمال بقای طولانی‌مدت میکروب‌های حاصل از سفر انسان به ماه، در این مناطق خاص از ماه وجود دارد یا خیر.

مناطق همیشه سایه ماه یا «Permanently Shadowed Regions» که به صورت خلاصه PSR نام دارند، حفره‌هایی در قطب‌های ماه هستند که به دلیل انحراف در شیب محوری ماه، هرگز در معرض نور خورشید قرار نمی‌گیرند.

شیب محوری ماه ۱.۵ درجه است یعنی محور چرخش ماه (خط فرضی که ماه حول آن به دور خودش می‌چرخد) دقیقاً عمود بر صفحه مدارش در چرخش به دور زمین نیست، بلکه ۱.۵ درجه نسبت به آن کج شده است. این درحالی است که شیب محوری زمین ۲۳.۵ درجه است. این تفاوت سبب می‌شود زمین فصول مختلفی را تجربه کند، اما ماه تقریباً هیچ تغییری در میزان نور خورشید دریافت‌شده در طول سال ندارد.

این مسئله باعث شده است که برخی دهانه‌های موجود در قطب‌های ماه، مانند «Shackleton» و «Faustini»، میلیاردها سال بدون دریافت نور خورشید باقی بمانند. در نتیجه، این مناطق دارای دمای فوق‌العاده پایین هستند که می‌تواند میکروب‌ها را برای مدت طولانی حفظ کند.

برای این مطالعه، پژوهشگران مدل‌هایی را اجرا کردند تا مشخص کنند که آیا کاهش تابش فرابنفش و دماهای پایین در دو حفره‌ Shackleton و Faustini می‌توانند شرایطی برای زنده ماندن میکروب‌ها ایجاد کنند یا نه. این دو حفره بر اساس مطالعات قبلی انتخاب شدند که ورود نور به داخل دهانه‌ها را مدل‌سازی کرده بودند. علاوه بر این، هر دو حفره اهداف اصلی فرود مأموریت‌های آینده Artemis ناسا هستند.

دانشمندان در نتایج این مطالعه دریافتند در فضا، میکروب‌ها معمولاً در اثر حرارت شدید و تابش فرابنفش کشته می‌شوند. اما PSRها بسیار سرد و تاریک هستند. به همین دلیل، آن‌ها یکی از امن‌ترین محیط‌های موجود در منظومه شمسی برای میکروب‌هایی هستند که معمولاً روی فضاپیماها یافت می‌شوند و به همراه انسان به فضا می‌روند. خبر خوب اینجاست که این میکروب‌ها در این مناطق قادر به رشد یا تکثیر نیستند، اما برای دهه‌ها زنده می‌مانند تا زمانی که خلأ فضا در نهایت آن‌ها را از بین ببرد. اما مولکول‌های آلی موجود در سلول‌های آن‌ها احتمالاً برای مدت بسیار طولانی‌تر حفظ خواهند شد.

این درحالی است که ناسا قصد دارد در مأموریت‌های آرتمیس به حفره Shackleton سفر کند، زیرا این منطقه دارای ذخایر یخ آب است که می‌تواند برای تولید آب، اکسیژن و سوخت برای فضانوردان آینده استفاده شود. در نظر داشته باشید همه مأموریت‌های فضایی خطر انتقال آلودگی‌های میکروبی را با خود دارند. اگر میکروب‌های زمینی به این ناحیه منتقل شوند، می‌توانند آزمایش‌های علمی را مختل کنند و نتایج نادرستی در مورد وجود حیات فراتر از زمین ایجاد کنند.

دکتر «جان مورز»، استاد مرکز تحقیقات زمین و علوم فضایی در دانشگاه «یورک» و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: «ما در سال ۲۰۱۹ بررسی کردیم که آیا ماه می‌تواند آلودگی‌های میکروبی را که از طریق فضاپیماها منتقل شده‌اند، حفظ کند یا خیر. در آن زمان، ما PSRها را بررسی نکردیم، زیرا مدل‌سازی دقیق محیط تابش فرابنفش در این مناطق بسیار پیچیده بود. اما در سال‌های بعد، موفق به توسعه یک مدل پیشرفته برای شبیه‌سازی تابش در این مناطق شدیم. علاوه بر این، با افزایش علاقه به کاوش در PSRها، تصمیم گرفتیم بار دیگر به این مناطق نگاه کنیم و دریافتیم که تمام ابزارهای لازم برای بررسی توانایی این مناطق در نگهداری آلودگی‌های میکروبی زمینی را داریم.»

او ادامه می‌دهد: «درحالی‌که فضاپیماهای رباتیک می‌توانند با دقت زیادی ضدعفونی شوند، تجهیزات و لباس‌های فضانوردان به‌راحتی آلودگی‌های میکروبی را حمل می‌کنند. فضانوردانی که وارد PSRها می‌شوند، بدون شک آلودگی‌های زیادی را با خود حمل خواهند کرد. برخی از این میکروب‌ها در آنجا باقی می‌مانند و احتمالاً برای مدت‌های طولانی حفظ خواهند شد، بسیار بیشتر از هر جای دیگری در ماه.»

دکتر مورز در پاسخ به این سوال که آیا ممکن است میکروب‌ها قبلا به نواحی همیشه سایه ماه رسیده باشند، گفت: « احتمال آلودگی قبلی مناطق PSR بسیار کم است اما صفر نیست. برخی فضاپیماها مانند Ranger در نزدیکی استوای ماه سقوط کرده‌اند. اما در سال ۲۰۰۹، ناسا در مأموریت LCROSS بخشی از یک فضاپیما را عمداً درون دهانه Cabeus (یک دهانه PSR نزدیک قطب جنوب ماه) سقوط داد تا وجود آب یخ را بررسی کند. برخی تحقیقات گذشته نشان داده‌اند که تعداد کمی از هاگ‌های میکروبی می‌توانند از چنین برخوردهایی جان سالم به در ببرند. اگر چنین میکروب‌هایی زنده مانده باشند، احتمالاً در سطح وسیعی پراکنده شده‌اند.»

حالا سوال اصلی که در این مورد پیش می‌آید، این است که اگر فضانوردان پس از حضور در ماه بتوانند حیات میکروبی روی سطح آن پیدا کنند، چطور باید اطمینان پیدا کرد که آنچه یافت شده واقعا متعلق به ماه است و یا حیات میکروبی زمینی است که به همراه فضانوردان به ماه رسیده است؟