لا يزال المريخ في طليعة برامج استكشاف الفضاء الدولية، ولكن مع وجود خطط لإعادة عينات من الكوكب الأحمر وربما حتى إرسال البشر إلى هناك، كيف يمكننا ضمان عدم تلويث البيئة التي نهتم بفهمها؟
منذ الستينيات، كان المريخ هدفًا أساسيًا للعديد من المهام، حيث توفر لنا الرحلات الجوية والمركبات الفضائية التي تدور حول الكوكب ومركبات الهبوط الثابتة والمركبات الجوالة ثروة من المعلومات الجديدة حول الكوكب الأحمر. أحد الأهداف الرئيسية للعديد من هذه المهام والمهمات المستقبلية هو فهم المزيد عن بيئة المريخ اليوم وعبر تاريخه الجيولوجي. وقد كشف هذا عن أدلة قوية على أنه في فترات من تاريخ المريخ كان هناك مياه سائلة وربما حتى بيئات قد تكون صالحة للحياة. وأظهرت أيضًا أنه على الرغم من أن المريخ اليوم جاف ومعادٍ، إلا أن بعض الماء لا يزال موجودًا على الكوكب.
حماية الكواكب
يعد العثور على أدلة على وجود الحياة أحد الأهداف الرئيسية التي تقود التحقيقات العلمية للعديد من البعثات الحالية والمستقبلية إلى المريخ. ومع ذلك، من الضروري ألا يكون أي دليل يتم العثور عليه معقدًا بسبب وجود تلوث قد تكون حملته مركبة فضائية من الأرض.
الحماية الكوكبية هي ممارسة حماية أجسام النظام الشمسي من التلوث بالحياة الأرضية وحماية الأرض من أشكال الحياة المحتملة التي قد يتم إرجاعها من أجسام النظام الشمسي الأخرى. وقد تغيرت المقاربات المتبعة من قبل وكالات الفضاء وفرق المهمة على مدار 60 عامًا. استكشاف المريخ وسوف يستمر في التكيف مع الفهم العلمي الجديد للكوكب والحياة نفسها. ومع ذلك، فإن المبدأ الأساسي هو تقليل كمية المواد البيولوجية ( العبء الحيوي ) التي تحملها المركبة الفضائية والتي قد تلوث سطح المريخ.
وضع المعايير
كان مطلوبًا أن تحمل مركبات الهبوط الفايكنج التي وصلت إلى المريخ في عام 1976 معها 300 جراثيم بكتيرية أرضية لكل متر مربع (تستخدم الجراثيم كبديل لجميع التلوث الميكروبي لأنها شديدة المقاومة للظروف البيئية المتطرفة)
مع أن خطر التلوث يبلغ 1 × 10 -3 . وحتى في ذلك الوقت، كانت مراقبة العبء الحيوي للمركبات الفضائية وإجراءات التعقيم أمرًا أساسيًا في تصميمها وبنائها؛ تم تنظيف المركبات الهبوطية، ثم تعقيمها بالحرارة الجافة لمدة 30 ساعة عند درجات حرارة أعلى من 120 درجة مئوية لتقليل التلوث. كان هذا أمرًا بالغ الأهمية لأن مركبات الهبوط كانت تحمل جهاز تحليل كروماتوغرافي للغاز ومطياف الكتلة (GCMS) يهدف إلى البحث عن مادة عضوية قد تشير إلى وجود الحياة.
تصنيف مهمات المريخ
اليوم، يتم تصنيف مهمات المريخ اعتمادًا على نوع المهمة (سواء كانت رحلة جوية أو مركبة مدارية أو مركبة هبوط) كجزء من سياسة حماية الكواكب ، والتي تحدد أيضًا العبء الحيوي الذي يمكن أن تحمله. المركبات الفضائية التي تدور حول الأرض، مثل ExoMars Trace Gas Orbiter ، هي الفئة الثالثة (أدنى فئة للمهمة هي الفئة الأولى)، وتتطلب أن تحمل المركبة الفضائية أقل من 5 × 10 5 أبواغ بكتيرية. على الرغم من أن هذه الأنواع من المهام لم يتم التخطيط لها للهبوط على سطح الكوكب، إلا أنه لا يزال هناك احتمال أن تهبط إما من خلال فشل المهمة أو في نهاية المهمة، وبالتالي فإن اعتبارات حماية الكواكب لا تزال مهمة.
لاندرز هي الفئة الرابعة. هذه تنطوي على أكبر مخاطر تلويث سطح المريخ لأنها يمكن أن تنقل التلوث الأرضي مباشرة إلى سطح الكوكب، لكن متطلبات الحماية الكوكبية تعتمد على أهداف المهمة. يجب أن تحمل مهمات الهبوط غير المصممة للبحث عن أدلة على الحياة (الفئة IVa) أقل من 3 × 10 5 جراثيم بكتيرية، في حين أن تلك البعثات المصممة للبحث عن الحياة (الفئة IVc) تقتصر على أقل من 30 جراثيم.
يجب أن يتم بناء جميع المركبات الفضائية في هذه الفئات داخل غرفة نظيفة خاضعة للمراقبة البيئية وأن تخضع لإجراءات مراقبة وتنظيف صارمة قبل الإطلاق. على سبيل المثال، بيغل 2 مركبة الهبوط على المريخ، والتي كانت تحملها مركبة Mars Express التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية المهمة، تم تجميعها داخل مرفق التجميع العقيم، وهي غرفة نظيفة عالية المواصفات في حرم الجامعة المفتوحة في ميلتون كينز.
مناطق خاصة على المريخ
تعد مهمات الفئة IVc حالة خاصة لأنه من المحتمل أن تزور مناطق خاصة على المريخ. وقد تم تعريفها على أنها مناطق قد تكون فيها الكائنات الأرضية التي تحملها مركبة فضائية قادرة على البقاء والازدهار، أو حيث توجد إمكانية كبيرة للعثور على كائنات مريخية حية. يجب أن تكون درجة الحرارة أكبر من -28 درجة مئوية وأن يكون نشاط الماء 0.5 (انظر أدناه). يتضمن هذا حاليًا الأخاديد والتجاويف والميزات السطحية المعروفة باسم خطوط المنحدر المتكرر، ولكن يمكن أن يشمل أي مناطق تظهر دليلاً على وجود المياه الجوفية أو الميثان (غاز محتمل ينبعث من الحياة) أو الطاقة الحرارية الأرضية.
النشاط المائي هو قياس مدى توفر المياه للعمليات البيولوجية. يعتمد ذلك على وجود المواد المذابة والرطوبة النسبية للبيئة. كلما زاد تركيز المواد المذابة في الماء، قل نشاط الماء. كلما انخفض النشاط المائي، قلت احتمالية استضافة البيئة للحياة.
عودة عينة المريخ
في حين أن معظم التركيز حول حماية الكواكب كان على المخاطر التي يتعرض لها المريخ من التلوث الأرضي، فقد تم التخطيط بالفعل للبعثات التي قد تعود إلى الأرض من المريخ حاملة مواد مريخية. يتم جمع عينات من الصخور والتربة بواسطة مركبة المثابرة التابعة لناسا (الموجود حاليًا على المريخ)، ويتم تخزينه هناك، وسيتم إعادته إلى الأرض من خلال مهمة مستقبلية، في وقت ما في ثلاثينيات القرن الحالي. سيتم تصنيف مهمة عودة العينات من المريخ على أنها الفئة الخامسة “عودة مقيدة إلى الأرض”.
للاستعداد لهذا الاحتمال، تم بذل الكثير من الجهد لفهم بيئة المريخ القاسية وتأثيرها المحتمل على الحياة وانتشارها. بالإضافة إلى ذلك، ومن أجل تقليل المخاطر على المحيط الحيوي للأرض، سيتم تخزين العينات التي يتم إحضارها إلى الأرض ومعالجتها وتحليلها في مرافق خاصة لمنع دخول أي مادة إلى العالم الخارجي حتى يثبت أنها آمنة.
مستقبل استكشاف المريخ
إن الواقع في المستقبل القريب هو الاستكشاف البشري للمريخ، وبعض هذه المهام (والبعثات الروبوتية المستقبلية) قد تقودها منظمات غير حكومية. قد تختار هذه المهام أيضًا الهبوط بالقرب من المواقع التي تتوفر فيها المياه لدعم الحياة أو الوقود. يمثل كل هذا تحديًا إضافيًا لحماية الكواكب، مع الحاجة إلى الحفاظ على المريخ كبيئة غير ملوثة وغير ملوثة وضمان صحة البشر الذين يزورون الكوكب.
