2. Основы планетарного карантина.

Еще с древних времен человечество привлекала перспектива открытия и изучения внеземных форм жизни. Теперь, когда исследование космического пространства стало обыденностью, обнаружение инопланетной жизни или установление ее предшественников является одной из важных целей национальных программ исследований планет многих стран.

Однако успешному исследованию космического пространства угрожает возможность заноса человеком при полете от одной планеты к другой инопланетных форм жизни, что может привести к самым неожиданным последствиям. Занесение и размножение земных форм жизни может уничтожить раз и навсегда благоприятную возможность изучить планеты в присущих им условиях. Планетарный карантин осуществляется для сохранения этой возможности.

В настоящее время осуществление планетарного карантина необходимо по трем причинам:

1. Земная микрофлора, занесенная на планету автоматическими аппаратами или пилотируемыми космическими кораблями, может размножатся и распространяться на ней, что станет препятствием для дальнейших исследований и замаскирует или совсем разрушит жизнь, характерную для данной планеты. Природные условия при этом могут так изменяться, что эта планета уже не будет представлять значительного научного интереса для последующих поколений.

2. Автоматический космический аппарат, предназначенный для определения признаков жизни на планете, не должен быть загрязнен земной микрофлорой; в противном случае приборы будут обнаруживать в первую очередь земную микрофлору, а не внеземную.

3. Земля может быть загрязнена опасными для нее организмами или веществами, занесенными с другой планеты или из космического пространства.

Хотя упомянутые причины, обуславливающие необходимость осуществления карантина, в основном связаны с микроорганизмами как наиболее простым источником заражения в силу того, что они обладают способностью выдерживать воздействие экстремальных факторов окружающей среды и быстро размножаться, интересы науки в области внеземной жизни не ограничиваются только этими живыми формами. Например, обнаружение органических молекул, которые могут быть предшественниками жизни или ее остатками, представляло бы огромную научную значимость.

Одним из наиболее ярких примеров успешного проведения планетарного карантина было проведение карантина при пилотируемых полетах на Луну. Лунная приемная лаборатория обеспечила карантин возвратившихся космонавтов и проб лунного грунта. По мере накопления информации об условиях на Марсе определяется целесообразность изоляции и обеззараживания кораблей, которые будут совершать полеты на эту планету. Поэтому при составлении программы таких полетов надо исходить из необходимости предупреждения загрязнения Земли внеземными формами жизни. Методы такого карантина существенно отличаются от метод предупреждения загрязнения других планет земными организмами.

Один из возможных приемов предотвращения заражения для непилотируемых кораблей включает предварительное исследование возвращаемых образцов на околоземной орбите. Карантин снимается, и образцы доставляются на Землю только в случае, если тесты на биологическую активность окажутся отрицательными.

Другой возможный прием заключается в инкапсуляции возвращаемых образцов до приземления, карантин должен соблюдаться в течение всего периода исследования образцов на Земле.

В настоящее время существуют и действуют ряд национальных и международных программ по проблеме планетарного карантина (их описание не входит в цель данной работы). Специально для этого был образован в октябре 1958 г. Комитет космических исследований (КОСПАР). Он взял на себя ответственность за изучение проблемы загрязнения и принял ряд резолюций, определяющих цели планетарного карантина для государств, осуществляющих запуски космических кораблей. В резолюции КОСПАР от 1964 г. был впервые определен допустимый предел загрязнения космических аппаратов (10-3 - один микроорганизм на тысячу полетов).

2.1. Методология планетарного карантина.

Основные требования, предъявляемые планетарным карантином (ПК) к космическим полетам, заключается в максимальном снижении вероятности загрязнения планеты и научных приборов, находящихся на борту космического корабля. Эти требования надо учитывать при изготовлении космических кораблей и аппаратуры, а также при выборе траектории полета. Так как космический корабль и его аппаратура должны быть абсолютно надежны, чтобы обеспечить успешное осуществление полетов, большое внимание следует уделять выбору карантинных средств, применение которых не отразится на успехе полета.

2.1.1. Изучение влияния факторов космического полета на выживаемость.

В экспериментах, имитирующих условия космоса, показано, что космическая среда менее губительна для микроорганизмов, чем для других, более сложных форм жизни.

Учеными России и США проводятся эксперименты с различными видами микроорганизмов в условиях, имитирующих физические параметры Марса, Венеры и Луны. При параметрах среды, близких к марсианским (перепад температуры от -60 до +26оС, атмосферное давление 7 мм. рт. ст., газовый состав 80 % углекислого газа и 20 % азота) некоторые пустынные микроорганизмы сохраняли способность к росту при относительной влажности, равной 3.8 %. Очевидно, для этих земных форм жизни достаточно осень незначительное количество влаги.

В одних экспериментах по имитации условий космического пространства (проводимых в СССР) обнаружено, что некоторые микроорганизмы и энзимы устойчивы к действию вакуума порядка 10-10 мм. рт. ст. Другие исследования выявили способность микроорганизмов сохраняться в условиях вакуума.

Ионизирующая космическая радиация, за исключением излучений солнечных вспышек и радиационных поясов земли, не может рассматриваться как инактивирующий фактор; неясно, может ли эта радиация уничтожить живые формы, расположенные на поверхности космического аппарата. Известно, например, что обитающие в воде атомных реакторов организмы адаптируются к радиации в 1 млн. р.

Наиболее губительным фактором космического пространства являются ультрафиолетовые лучи. В таблице указаны дозы, необходимые для 80 - 100 % - й инактивации незащищенных микроорганизмов (приведенные данные взяты из экспериментов, проводившихся в СНГ, России и США). Однако, благодаря высокой степени отражения, поток ультрафиолетовой радиации легко экранируется пылью или другим непрозрачным материалом (например, верхний слой микроорганизмов может защитить нижележащие клетки.

Не так давно проведен анализ выживаемости микроорганизмов при входе в атмосферу Юпитера. Предполагается сильный нагрев поверхности капсулы и вероятное ее сгорание, вызванное высокой плотностью атмосферы и траекторией полета аппарата, которая обуславливает высокие скорости при входе в атмосферу. Закончены исследования, дающие точную оценку вероятности выживания на поверхности планеты микроорганизмов, сохранившимся на посадочной капсуле или внутри ее.

2.2. Нормы и рекомендации.

2.2.1. Оценка уровня микробной обсемененности.

Определение числа микроорганизмов может быть осуществлено либо путем прямых исследований (например, при поверхности загрязнении), либо путем расчета в случаях невозможности непосредственного взятия пробы без разрушения космического аппарата.

2.2.1.1. Поверхностное загрязнение.

Точность подсчета числа микроорганизмов на поверхности космического аппарата зависит оп ряда факторов. Поверхность космического аппарата составлена их самых разнообразных материалов, некоторые из которых являются ингибиторами роста микроорганизмов. Обследование металлической поверхности сводится к взятию с нее микробиологической пробы с последующим посевом на питательную среду.

2.2.1.2. Внутреннее загрязнение.

Микроорганизмы, расположенные между двумя поверхностями или инкапсулированные внутри какого - либо материала, обычно недоступны для прямого исследования; уровень загрязнения в этих случаях может быть определен только косвенным путем. Исследование проводится во время сборки аппарата, когда соприкасающиеся в будущем поверхности открыты и доступны для исследования. )