撰稿:尼安吉
校對(duì):王茸 王婧彧 張硯斌
后臺(tái):庫(kù)特莉亞芙卡 李子琦
地球上,近日的新型冠狀病毒讓大家人心惶惶;而太空中,細(xì)菌病毒這類的微生物也是一直以來(lái)令科學(xué)家和宇航員們頭疼的難題。
因?yàn)椴幌胱尩厍蚬陋?dú)地成為這浩瀚宇宙中唯一擁有生命的地方,人們對(duì)于外星生命的探索一直在加緊腳步。當(dāng)人類終于有能力將探測(cè)器送出地球軌道親眼看一看其他星球時(shí),問(wèn)題卻接踵而來(lái)。這些探測(cè)器除了搭載精密的科學(xué)儀器之外,還經(jīng)常順便捎上一些“不速之客”——地球上的微生物。雖然在前往其他星球的旅途中,宇宙空間嚴(yán)苛的溫度以及強(qiáng)烈的射線足以殺死大部分像細(xì)菌病毒這樣的微生物,但架不住還有另一些已經(jīng)在地球上進(jìn)化得刀槍不入的生命,最著名的例子就是“地表最強(qiáng)生物”水熊蟲(chóng)。這種微生物的絕技就是“隱生”,即在環(huán)境惡化時(shí)脫水讓自己進(jìn)入一種新陳代謝幾乎為零但又隨時(shí)可以“復(fù)活”的狀態(tài)(活脫脫《三體》里三體人的現(xiàn)實(shí)版)。在隱生狀態(tài)下,無(wú)論你是零下二百攝氏度的超低溫還是一百多攝氏度的沸水,不論你用真空環(huán)境還是超高劑量輻射,都不能傷到水熊蟲(chóng)絲毫。而這樣的隱生狀態(tài)最高紀(jì)錄甚至可以達(dá)到120年!因此,即使暴露在太空環(huán)境下,也有一部分水熊蟲(chóng)能夠存活。
為了避免這些地球微生物附著在探測(cè)器上飛出地球進(jìn)而污染其他星球的環(huán)境,從而影響人類對(duì)于外星生命形態(tài)的探索,科學(xué)家們也是下了一番苦心。在地球上,即將發(fā)射的探測(cè)器要經(jīng)歷一次徹底的消毒,并且保存在極度清潔的空間內(nèi)。這些措施究竟嚴(yán)格到什么程度呢?來(lái)看看一年多以前在火星著陸的“洞察號(hào)”火星探測(cè)器?!岸床焯?hào)”火星探測(cè)器在發(fā)射前被保存在一個(gè)近乎無(wú)菌的倉(cāng)庫(kù)里,而進(jìn)入這個(gè)倉(cāng)庫(kù)則需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的清潔程序。首先,所有人都必須在具有粘性的毯子上行走以粘掉腳下的灰塵;然后需要在不接觸被污染地面的情況下從上到下穿戴工作服以及靴子、口罩、帽子等等防護(hù)用品;最后所有人還要通過(guò)強(qiáng)風(fēng)清潔區(qū)來(lái)吹走身上的灰塵和細(xì)菌。
超凈室里的“洞察號(hào)”
Credit:NASA
除了地面上的清潔工作,科學(xué)家們也用一切努力盡量確保航天器不會(huì)觸碰到那些可能存在生命的星球表面。2003年,美國(guó)發(fā)射的“伽利略號(hào)”探測(cè)器結(jié)束了它14年的服役。因?yàn)槿剂弦呀?jīng)消耗殆盡,探測(cè)器無(wú)法逃離木星的引力范圍;而如果任由航天器在脫離控制的情況下飛行,它很有可能撞上木衛(wèi)二歐羅巴。根據(jù)“伽利略號(hào)”的探測(cè)以及哈勃望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù),一個(gè)類似于孕育了地球生命的海洋也存在于歐羅巴厚厚的冰蓋之下,因此木衛(wèi)二被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最有可能找到生命的地方。如果任由探測(cè)器撞上這顆衛(wèi)星,則很有可能污染歐羅巴的環(huán)境。因此,NASA的工程師們控制“伽利略號(hào)”探測(cè)器在生命的最后一刻墜入木星的大氣中,從而保留了人類探索地外生命的希望。同樣的戲碼在3年前再次上演,工程師們控制“卡西尼號(hào)”探測(cè)器墜落并燒毀在土星的大氣中,在避免污染土星的其他衛(wèi)星的同時(shí)也傳回了土星大氣的數(shù)據(jù)。
而這里的反面典型當(dāng)屬以色列的“創(chuàng)世紀(jì)”月球著陸器。2019年4月,“創(chuàng)世紀(jì)”著陸器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)故障墜毀在月球表面。好巧不巧,航天器上剛好攜帶了一批用于實(shí)驗(yàn)的水熊蟲(chóng),就是文章開(kāi)頭提到的那種生命力超強(qiáng)的生物。這群“地表最強(qiáng)”水熊蟲(chóng)就這樣在月球表面安了家,不知道它們是不是能夠“復(fù)活”然后成功“殖民”月球……
然而,需要人們擔(dān)心的還不止地球微生物可能污染外星環(huán)境這么簡(jiǎn)單。在長(zhǎng)期駐守在地球軌道上的國(guó)際空間站里,微重力的條件可能使得細(xì)菌變得與眾不同從而更加具有傳染性和致病性,成為“太空超級(jí)細(xì)菌”,而這對(duì)于在空間站長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行任務(wù)的宇航員來(lái)說(shuō)則是一個(gè)巨大的威脅。為了解決這一問(wèn)題,研究人員們?cè)诘孛嫔夏M微重力環(huán)境下細(xì)菌的特性從而更好地預(yù)防超級(jí)細(xì)菌的出現(xiàn);除此之外,準(zhǔn)備執(zhí)行任務(wù)的宇航員在發(fā)射之前也要進(jìn)行一段時(shí)間的預(yù)先隔離。
國(guó)際空間站
Credit:NASA
太空中的細(xì)菌可能威脅人類這一問(wèn)題最早在阿波羅11號(hào)登月任務(wù)的時(shí)候就被認(rèn)識(shí)到。在此之前,人類發(fā)射的航天器都是有去無(wú)回;而在阿波羅11號(hào)登月任務(wù)時(shí)情況就大為不同了:人們要第一次面對(duì)到達(dá)過(guò)地外星球且返回地球的人和物體。飛行器或者出艙的宇航員帶回的一點(diǎn)月球塵土里會(huì)不會(huì)隱藏著什么地球上完全未知的致病體?會(huì)不會(huì)真的像科幻電影里那樣來(lái)一場(chǎng)席卷全球的“月球瘟疫”?面對(duì)這個(gè)概率很小但會(huì)有巨大影響的問(wèn)題,人們寧可信其有不可信其無(wú)。于是在阿波羅11號(hào)任務(wù)之前NASA的科學(xué)家們就做了縝密的安排。當(dāng)阿波羅11號(hào)的返回艙降落在海面上時(shí),一名潛水員打開(kāi)艙門并迅速扔給宇航員一套生物隔離防護(hù)服。當(dāng)三名宇航員換裝完畢后,他們立即被送到單獨(dú)的隔離室進(jìn)行了三周的觀察,確保他們沒(méi)有在月球感染上任何未知的疾??;而他們從月球帶回來(lái)的土壤樣本也被封存起來(lái);科學(xué)家們還利用暴露在土壤樣本前的小白鼠來(lái)確定月球土壤里不含有任何對(duì)地球生命來(lái)說(shuō)致命的細(xì)菌或病毒。
隔離艙中三位阿波羅11號(hào)的宇航員
Credit:NASA
對(duì)于航天中地球微生物的關(guān)注標(biāo)志著人類航天逐漸走向成熟,也體現(xiàn)了技術(shù)不斷的更新與升級(jí)。當(dāng)與太空中的細(xì)菌病毒做對(duì)抗的同時(shí),地球上的我們也不要忘了做好防護(hù),在這段特殊的時(shí)期保持自己的身體健康。
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