行星保護(Planetary Protection)-2023

 

行星保護(Planetary Protection)是設計星際任務的重要指導原則，主要在防止取樣星體物質在返回任務中造成目標天體和地球的生物污染。行星保護既反映了太空環境與有機物質的未知性，也反映了科學界希望在對天體詳細研究前保護其原始狀態的願望。簡單來說，就是防止地球微生物或有機物污染其他太陽系行衛星，也防止其他行衛星的微生物或有機物污染到地球環境與生態，如果這些星體存在微生物的話。

星際污染分為兩種類型，前向污染或正向污染是將活有機體從地球轉移到另一天體；反向污染或返回污染則是將外星生物(如果存在)帶回地球生物圈。

國際太空研究委員會(COSPAR)每兩年召開一次約有2000至3000名科學家出席的會議，其任務之一是根據《外太空條約》第九條，制定避免行星際生物與有機物污染的建議。

其建議依據太空任務類型和所探索的天體，目前將太陽系探測任務劃分為五大類別：

• 第一類：前往與化學演化或生命起源沒有直接關係的地點，如太陽或水星探測任務。無行星保護要求。

• 代表星體：木衛一、太陽、水星、未分化變質的小行星。

• 第二類：前往對化學演化和生命起源有重要意義的地點，但太空飛行器攜帶的污染影響調查的可能性很小，如月球、金星和彗星。僅需簡單的文件，主要是概述預期或潛在的影響目標，以及任何意外撞擊地點(假設發生撞擊)的任務後通報。

• 代表星體：木衛四、彗星、P、D和C類小行星、金星、大小不到冥王星一半的柯伯帶天體(KBO)。

• 臨時第二類代表星體

• 木衛三、土衛六、海衛一、冥王星-卡隆系統和其他大型柯伯帶天體(尺寸大於冥王星的一半)、穀神星。

• 第三類：飛越和環繞對化學演化或生命起源有重大意義的地點，並且污染極有可能會影響調查，如火星、木衛二、土衛二等，需要比第二類更多的文件。根據任務的不同，其他可能的要求包括軌道偏置、潔淨室組裝、生物負載降低。如果可能發生撞擊，還需提供太空飛行器上可能殘留的有機物詳細清單。

• 第四類：到與第三類任務相同地點的登陸器或探測器任務，所採取的措施取決於目標天體和規劃的運作。「對於進行生命探測實驗的登陸器和漫遊車，以及那些降落或移動到地球微生物可能存活和生長、或存在本土生命區域的登陸器和漫遊車，可能需要對整艘太空飛行器進行滅菌。對於其他登陸器和漫遊車，則需要對著陸硬體進行清潔和部分滅菌」。

• 第四類火星任務被進一步細分為：

• 第四類A：不搜尋火星生命的登陸器-採用海盜號登陸器預消毒要求，每艘太空飛行器最多30萬個孢子，每平方公尺不超過300個孢子。

• 第四類B：尋找火星生命的登陸器。增加了嚴格的額外要求，以防止樣品受到污染。

• 第四類C：任何進入火星特殊區域的組件必須經過消毒，至少達到海盜號標準滅菌後太空飛行器上孢子總數不超過30個生物體殘留。

• 第三類與第四類代表星體：

• 火星可能存在地表棲息地。

• 木衛二由於它的地下海洋。

• 土衛二有水噴柱的證據。

• 第五類：進一步劃分為非限制性和限制性取樣返回任務。

• 非限制性第五類：根據科學判斷沒有本土生命形式的地點樣本，無特殊要求。

• 代表星體：金星、月球。

• 限制性第五類：(在科學觀點不確定的情況下)要求包括：絕對禁止返回時地球時產生破壞性影響；限制所有返回硬體與目標體直接接觸；限制將任何未滅菌樣本帶回地球。

• 代表星體：火星、木衛二、土衛二。

對於第四類任務，允許有一定程度的生物殘留。一般來說，這表示為「污染機率」，要求每次任務的前向污染機率小於萬分之一，但在第四類火星任務中，該標準轉化為單位表面積的芽孢桿菌屬孢子數，一種易於使用的測定方法。

第四類也需要更全面的文件。根據任務的不同，所需的其他程序可能包括軌道偏置、太空飛行器組裝和測試期間潔淨室的使用、降低生物負載、對與目標體直接接觸的硬體進行部分滅菌、硬體的生物屏蔽設置，以及在極少數情況下，對整艘太空飛行器進行徹底的滅菌。

對限制性第五類任務，目前的建議是，未經消毒的樣本不得帶回。由於對返回樣本滅菌會破壞它們的大部分科學價值，目前的提議涉及預防和檢疫程序。第五類任務還必須滿足第四類任務的要求，以保護目標體免受污染。

Reference

MultiLingual Wikipedia

NGC 宇宙大探索II

人人伽利略Mook