S tím, jak agentura NASA pokračuje v průzkumu Sluneční soustavy, včetně budoucích pilotovaných výprav k Marsu, pracují experti z oddělení planetární ochrany na vývoji pokročilých metod, které mají budoucím expedicím zabránit zavlečení biologické kontaminace na jiné světy. Tomuto tématu se věnují také odborníci z Marshall Space Flight Center v alabamském Huntsville, kde tvoří tým planetární ochrany. Jejich cílem je vyvinout nové metody detekce, čištění a dekontaminace, které pomohou ochránit mimozemské světy a zajistí spolehlivé a bezpečné provádění budoucích planetárních vědeckých misí. Mají také zabránit návratu potenciálně nebezpečných mikroorganismů na Zemi. Tým planetární ochrany je součástí týmu SEE (Space Environmental Effects), který v Laboratoři materiálů a procesů studuje účinky kosmického prostředí.

Mikrobioložka Chelsi Cassilly, která se specializuje na planetární ochranu říká, že její obor se zaměřuje na tzv. „biologickou zátěž“. Obvykle jde o počet bakteriálních endospor (běžně označovaných jen jako spory) nalezených na materiálech a v nich. Takovými materiály mohou být barvy a nátěry na robotických landerech, ale třeba také tuhé pohonné látky v raketových motorech. NASA v současné době vyžaduje, aby robotické mise na Mars splňovaly přísné limity biologické zátěže. Experti proto posuzují, jak by se dala podobná pravidla uplatnit i na budoucí mise na Rudou planetu s posádkou.

Chelsi Cassilly, vedoucí Laboratoře planetární ochrany z Marshallova střediska vesmírných letů, zkoumá mikroby a jejich chování, aby bylo možné zachovat původní prostředí jiných planetárních těles po budoucích misích.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

„Kompletní eliminace mikroorganismů není možná,“ přiznává Cassily a dodává: „Náplní naší práce je minimalizovat biologickou zátěž a udržet pravděpodobnost kontaminace na dostatečně nízké úrovni, abychom ochránili mimozemská prostředí, která prozkoumáváme.“ Momentálně výzkumníci z Marshallova střediska specializovaní na planetární ochranu pomáhají s návrhem rakety MAV (Mars Ascent Vehicle), což je klíčový díl řetězce misí z programu Mars Sample Return, ale také pracují na snižování rizika v programu pilotovaných lunárních landerů HLS (Human Landing System).

Tato plíseň z rodu Cladosporium byla sebrána z povrchu stolu v čisté místnosti Marshallova střediska. Tento a další mikroby v čistých prostorách představují největší hrozbu pro čistotu kosmických lodí a sond, ale i pro splnění požadavků na planetární ochranu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Zásadním bodem snažení planetární ochrany je zabránit zavlečení mikroorganismů ze Země na jiná kosmická tělesa, kde by mohly tyto formy života najít vhodné podmínky. To by následně rušilo vědecké studie zaměřené na tamní dřívější či dokonce současný život. Pokud by pozemské mikroorganismy kontaminovaly vzorky odebrané z Marsu, či Europy, byly by vědecké poznatky nepřesným zobrazením těchto prostředí. To by mohlo ve výsledku znemožnit zjištění, zda tam někdy existoval život. Udržení vědecké integrity těchto misí je tedy pro Chelsi Cassilly a její tým mimořádně důležité.

Metody pro omezení kontaminace používané v minulosti také nemusí fungovat na moderních přístrojích a materiálech. Kupříkladu při misích Viking použila agentura NASA metodu HMR (heat microbial reduction – redukce mikrobů teplem). Jednalo se o dlouhodobé vystavení hardwaru vysokým teplotám, které měly zahubit mikroorganismy a zredukovat tak jejich počet. S tím, jak se sondy postupně stávají složitějšími, je NASA stále náročnější a používá metodu HMR pro dílčí komponenty a nebo podsestavy namísto celé sondy. Podle Chelsi Cassilly nemusí být HMR ideálním řešením, protože dlouhodobé vystavení vysokým teplotám pro zahubení mikrobů může poškodit integritu některých materiálů a potenciálně ovlivnit úspěch mise. Ačkoliv to není problém všech materiálů, je neustále zapotřebí rozšiřovat repertoár možných technik pro redukci mikroorganismů a zahrnout do něj i další metody, které mohou být ještě účinnější a udržitelnější.

Lander Viking
Zdroj: https://upload.wikimedia.org

Aby byla planetární ochrana jednodušší, pustila se Chelsi Cassilly do zajímavého projektu. I díky finanční podpoře od Jacobs Innovation Grant vytvořila „mikrobiální knihovnu“, která by mohla pomocí lépe vést výzkum. To obnášelo navštívit čisté místnosti Marshallova střediska za účelem sběru mikroorganismů, extrahovat jejich DNA, namnožit specifické geny a předat výsledky komerčním službám pro sekvenování DNA. V knihovně, která se neustále rozrůstá s tím, jak se shromažďují a identifikují další mikrobi, identifikovali 95 % mikrobů.

Tato kolonie vyrostla ze vzorku izolačního materiálu, který se běžně používá v raketových motorech na tuhé palivo. Cassilly studuje mikroby spojené s materiály, aby vyhodnotila, co by se mohlo dostat do kosmických sond.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Tým planetární ochrany se snaží udělat vždy o krok navíc. V tomto případě vystavují mikrobiální knihovnu stresovým faktorům, které jsou podobné kosmickému prostředí, aby určili jejich odolnost. Jde třeba o ultrafialové záření, ionizující záření, teplotní extrémy, vysušení a vakuum. „Výzkum, který provádíme, studuje možnost využití samotného kosmického prostředí v náš prospěch,“ vysvětluje Chelsi Cassilly. Právě ona se společně s materiálovými inženýry z Marshallova střediska rozhodla podpořit výzkum Auburn University, který má definovat, jak určité výrobní procesy efektivně redukují biologickou zátěž. V rámci projektu financovaného z grantu NASA ROSES (Research Opportunity in Space and Earth Sciences) byla hodnocena antimikrobiální účinnost různých přísad a komponent používaných při výrobě raketových motorů na tuhé pohonné látky. Tým v současné době provádí revizi studie, která by se měla objevit na veřejnosti v nadcházejících měsících.

Chelsi Cassilly se také podílela na výzkumu divize Marshallova střediska zaměřené na tuhé pohonné látky a pyrotechniku. Cílem je posoudit odhady mikrobiální kontaminace spojené s různými běžně používanými nekovovými materiály pro výrobu sond. Výsledky ukázaly, že téměř všechny analyzované materiály nesou nižší mikrobiální zátěž, než se dříve odhadovalo. To pravděpodobně snižuje riziko spojené s posíláním těchto materiálů na biologicky citlivá místa. Takové poznatky pomáhají výzkumníkům napříč agenturou NASA, kteří se snaží vyvíjet nové metody pro redukci biologické zátěže. Chelsi Cassilly uvedla, že snaha jí a jejího týmu zlepšuje standardy celé agentury pro identifikaci, měření a studium pokročilých metod planetární ochrany. „Spolupráce sjednocuje naše úsilí a umožňuje mnohem lépe posoudit nová řešení, než kdybychom pracovali každý zvlášť,“ řekla.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/02/ceb-3900.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/02/ceb-3874.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/02/mold.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/13/Viking_lander_model.jpg/1280px-Viking_lander_model.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/02/morphology5.jpg