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为什么阿波罗号宇航员从月球返回时被隔离了?

因为在登上月球之前我们并不知道月球是贫瘠不毛且无菌的环境。我们以前从来没有去过那儿,所以我们怎么会知道这一个事实呢?我们怎能知道,某些形式的生命不会在类似月球这样的天体上产生并且存活呢?我们又怎能知道,月壤中不会蛰伏着一些微生物,它们只等着被人类唤醒然后去感染地球上的每一个活着的人、动物或植物?

为了确保安全问题得到足够的重视,我们必须假定生物有机体可能存在于从月球带来的样品、全体船员以及他们的宇航服和飞船之中,并且采取一些合理的措施以控制这些生命形式。

医疗专家们开发出了一套隔离程序,用以尽可能地降低被月球上微生物感染的危险。他们认为,按照地球上的经验来看,如果一个人被感染了病菌,则会在21天之内显示出症状,所以我们就将从月球返回的全体宇航员隔离了21天。

“阿波罗”11号、12号、14号的全体船员都曾经被隔离。到“阿波罗”15号时,医疗专家研究了宇航员的状况,用显微镜检查了月球土壤和其它一些样品,最终得出了一个在今天看来很显然的结论,即月球是无菌的—或者说至少在我们所到达的区域是无菌的。

       

     

阿波罗11号指令舱哥伦比亚号溅落海中

图源:NASA

       

     

阿波罗12号宇航员艾伦·宾爬下“勇气号”登月舱

图源:NASA

       

     

阿波罗14号宇航员小艾伦·巴特利特·谢泼德在月球上活动

图源:NASA

       

     

阿波罗15号指挥官戴夫·斯科特向美国国旗致敬

图源:NASA

原始回答:执行“阿波罗”登月任务的宇航员们从月球归来后,为什么需要对他们进行隔离?

在当初登月的时候,他们已经知道月球的大气几乎可以忽略,因此,他们知道在月球表面上是没有静止的水或流动的水的。根据对物理学的充分理解来讲,在这样的条件下生命是存活不了几分钟的。

但是他们并不能完全肯定月球上不存在生命。我们目前关于月球的知识其实是非常有限的,但是他们又认为存在这样一种可能,即在早期的月球上进化出了生命,并且这些生命一直在月表以下几十米的地方生存到了今天,他们认为在月表以下几十米的地方可能存在一些水分。

事实上,最早对月球进行探测的月球探测器就进行了无菌化处理,以避免对月表下面任何可能存在的生境的污染。可以参看卡尔·萨根在这方面的一篇很早期的论文:月球的生物污染。这篇文章写于1959年11月16日,其时距由苏联发射的月球2号飞行器成功实现人类历史上第一次对月球的撞击后不久。等到“阿波罗”登月任务的宇航员们去月球时,我认为大多数人都会说月球上存在生命的可能性是很小的,但是,他们还是达成共识,需要采取一些保护措施。

       

     

月球2号是1959年9月12日苏联发射的月球探测器,并在月球表面硬着陆,成为到达月球的第一位使者,但它的无线电通信装置在撞击月球后停止工作。

图源:百度

然而实际上他们所采取的隔离预防措施更多只是一种象征性的手段,是为了表示他们对安全问题的关切,但事实上却完全没有起到保护地球的作用。当时我通过电视看了登月的视频,就像其他每个人一样,对于事情是否出了差错没有一点概念。但是当卡尔·萨根(许多人可能并不知道,他也是一名在天体生物学领域内的专家)在看到他们是如何将宇航员们从登月舱中转移到救生船中时却显得很是悲伤。当登月舱还在海洋中上下浮动时,他们就打开了登月舱的舱门,把灭菌服递了进去,宇航员穿上后跌跌撞撞地进入到救生船中,然后被直升机接走了。他们原本的计划是利用起重机将整个登月舱吊到船上,但是起重机却出了问题,所以他们并没有让宇航员呆在指令舱里面在海洋上上下飘荡,也就避免了在维修起重机时宇航员们可能的晕船,而是采取了在公海上打开指令舱这个方法。

       

     

卡尔·爱德华·萨根(Carl Edward Sagan,1934年11月9日-1996年12月20日),美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家,和非常成功的天文学天体物理学自然科学方面的科普作家

图源:百度

对于极细小的尘埃是如何在飞船里面弄得遍地都是这个问题,宇航员们发表了看法。

在进行了月球行走之后回到登月舱时,尤金·塞尔南就被尘埃包裹了。可以看《月尘的神秘气味》这本书。

       

     

阿波罗17号指挥官尤金.塞尔南站在月球车旁边

图源:NASA

他们可以闻到这些细小尘埃的气味(其气味和味道就像火药一样),这些尘埃飘散在登月舱里面的空气之中(没有人完全了解为什么它闻起来像火药,因为它并不含有任何类似火药成分的物质)。

当然有一些月尘留在了登月舱溅落点的那片海洋中。所以,如果月尘中有任何生命的话,则可能存在于海洋中,而这是最不可能被地外生命污染的地方。从那以后,隔离措施就真的只是一项象征性的措施了。

曾经有一些其它的违背隔离措施的做法,这些始于20世纪60年代的隔离尝试现在被认为就其历史价值、它所教给我们的关于如何不保护地球的教训和会出现什么错误而言更加重要,而不是在怎么做方面。无论如何,我们现在知道有远远小于他们当时所知道的任何物体的微生物,比如超微细菌。从对尺寸大小的极限所做的工作来看,专家们认为地外微生物或许还要更小,可能其直径在几十纳米的数量级,如此小的尺寸使得它们在光学显微镜(其衍射极限光学分辨率为200纳米)之下也观察不到。我们只能用电子显微镜和其它类似的设备观察到它们。我们现在还知道存在有极端微生物,它们具备在真空、热、冷、酸、电离辐射和许多其它条件下存活的能力,而当时的人们是不了解这些的。所以在20世纪60年代,即使隔离措施经过了同行审议,并且他们所有最优秀的的科学家都致力于研究最可能实现隔离的方法,但因为他们当时对微生物学的了解还不是很多,所以并没有设计出充分的预防措施以保护地球。

并且,隔离设施也并没有被密封的很好。在巴兹·奥尔德林写的书《没有遥不可及的梦想》第150页中,他谈及他们当时被隔离的那段时间:

“在隔离设施中是舒适的,但是没有什么事情可做,也不能去什么地方,所以很快我们就厌倦了。

一天,我坐在桌旁,看着地板,注意到了地板中间有一条小小的裂缝,而且还有小蚂蚁出现!嗯,我猜这个隔离房密封性并不是很好。想象一下,如果我们携带了一些外星物质回来的话,那些蚂蚁就可能被感染得病,然后将之带到外面的世界!”

       

     

阿波罗11号宇航员巴兹·奥尔德林在月球上,旁边是登月舱鹰号着陆腿,该照片由尼尔·阿姆斯特朗拍摄

图源:NASA

三周的隔离期也并不是通过同行审议的方式得到确定的。隔离的规章制度是在“阿波罗”11号发射去月球的那天发布的,这使得任何人都不可能去审议和改变这些规定。这在今天是不会被允许的。

如卡尔·萨根所指出的,事实上某些疾病的潜伏期可以达到几十年,就像麻风病。现在即使是狂犬病也有几个月的潜伏期。

如果宇航员在隔离期得了严重的疾病,当然,他们会被马上转移出去,送进一所好医院治疗,我认为你们对这点是有合理的理由自信的。毕竟任务计划人员违反了隔离的规定,将他们迅速地转移到船上,而不是等到起重机被修好。如果他们认为避免宇航员体验晕船的不舒服感是非常重要的话,那么当有任何迹象表 明航天员的生命可能真的处于危险之中,他们当然可以将航天员从隔离房中立即转移进医院中。

事实上,当你不能确定某人是否对其他人有风险以及他们的生命是否处在危险当中的话,就将某人隔离起来,这从伦理上来看也完全不知道是不是合适。即使他们自己愿意被隔离起来,并且签署了某种协议或其它的什么东西,它声明不管发生什么他们都愿意呆在里面。如果他们在隔离期快要死了,而你可以把他们从隔离设施中转移出来送进医院中,从而拯救他们的性命,那么除非你有清楚且确定的证据表明他们离开隔离设施对于其他人是一件危险的事情,否则你怎么可以将他们隔离起来?我不知道你怎么可以。

其实,有许多东西可以隔离,而不仅仅是那些以某种方式影响人类的微生物。任何可以影响海洋中的藻类、植物或动物的东西也都需要被控制起来。如果被隔离的人没有发生症状,这也不能保证微生物对所有其他的地球上的生物都是安全的。

所以,根据现有的技术很难说他们能通过对地球有效保护的方法做什么,只要不把人类送往月球。我们是幸运的,因为就我们目前所知,月球上没有任何种类的生命体,从月球带来的月尘和石头对地球没有危险。我能想象和我们地球有着相似条件的外星球可能会访问临近的卫星或者行星,并且从卫星或行星上带来的生命体使他们灭绝了,或者破坏了他们的生态系统。从生物学上来看,这样的事没有什么难以置信的,诺贝尔奖获得者微生物学家约书亚·莱德伯格或许是第一个阐明这件事的人。

       

     

最大的单块月球岩石,由阿波罗16号带回

图源:NASA

我认为在月球表面下的深处仍然可能存在液态水,虽然其可能性很小,但并不能排除。这是因为有一项新研究表明形成后的月球并不是完全干燥的,以及有间接证据表明有挥发物从月球内部和表面的小区域逸散出来,它们可能是从月球深处释放出来的气体。月球中心仍然很热,如果月表下面确实有来自更低、“更湿”、最先压缩的岩层中的挥发物,那么在月球下的一些深处就可能也有液态水。有些人认为,在月球以下几米深的地方,其大部分区域可能有冰存在。这是个少数派的观点,但我们所了解的知识仍不足以排除这个可能。

       

     

月球正面(左)与背面(右)

图源:百度

然而月球表面被认为是完全无菌的,并且为了行星保护的目的,月球被归在第二类,这意味着你不需要对造访月球的探测器或个人采取任何特殊的预防措施,只需要清楚地记录下你的所作所为以及任何的撞击,以便其他人在分析月球上的样品时能把你引进到月球上的任何污染都考虑进去。

所以,并无必要对采集自月球的样品采取任何特别的防护措施,在将宇航员送上月球时,也无需考虑地球或月球的保护问题,这点是许多专家的科学共识。但是对于采集自更远处星球的样品来说,防护措施还是必须的。月球隔离制度已经被废除,但如今来看,该制度无论如何都不能被视作是充分的,即使该制度当时曾被很好地应用,所以需要采取一些新的措施。

一项关于如何处理采集自火星上的样品的欧洲科学基金会的研究建议,将它们置于一种新型的设施当中,该设施必须把它们控制在GTAs的水平以及他们利用未知的外星生物学所认为的可能最小的微生物。他们的建议是,该设施必须能够控制直径远低于光学分辨率极限200nm的颗粒物(理想情况是,该设施不能使得直径超过10nm的颗粒物逸出,并且任何情况下都不能使得直径为50nm的颗粒物逸出)。

换句话说,该设施必须能够控制仅在电子显微镜下或类型显微镜下可见的颗粒物。这大大超过了旨在控制已知直径和功能的微生物的已知危害的通常的生物危害四级防范设施的能力。问题是该设施必须能够控制任何可能的外星生物。在我们仍完全没有任何外星生物的样本时,这点是很难确保的。所以我们怎能确定该设施会控制这些微生物?只有通过建造一个防范所有可能甚至是最为意外的可能的很昂贵的设施才可以做到。

该设施还必须保护样品免受地球生命的污染,即使是一些氨基酸。

所有的额外法规也需通过,玛格丽特·雷斯……。你可能会惊讶,有许多国内和国际的法规需要被通过,这些法规在“阿波罗”登月时期是不需要的,但因为如今的世界在法律层面上远比那时更为复杂,所以这些法规现在是十分必要的。读完玛格丽特·雷斯的文章后,我想仅为了通过所有这些法规,即使每个人都同意不反对,其所用时间将会轻易远超十年,如果有人反对的话,时间当然还要更长。

我个人认为目前最简单也最安全的解决方案有两种,一是对所有返回到地球的样品进行消毒杀菌处理,……二是不要把这些样品带回地球,而是将他们安置在位于地球同步轨道以上的轨道上,利用从地球上控制的机器设备对轨道进行初步调查。任何设备只能进行从地球到轨道的单向转移,任何从轨道回到地球的物质都要进行消毒杀菌处理,除非我们对这些物质进行了详细充分的研究,有信心确保里面没有生命,或者它们对地球都是安全的。

我们首个来自火星或木卫二(欧罗巴)的样品可能一直要到21世纪20年代后期才能获得,到那时我们肯定可以轻松地把几百吨东西发射到地球同步轨道(GEO)上。实际上,我的建议只是另一项建议的修改版。这项建议旨在解决如何将样品带回地球的问题,它提出发射一艘飞船和携带样品的返回舱会合,然后返回地球。就取回从地球发射前去接应样品的飞船里面的样品这点,我是赞成这个建议的,但之后,我认为仅将飞船保持在地球同步轨道以上的轨道,同时我们能更近距离地检查样品,这一方法要比前面的建议简单得多。飞船可能要高出地球同步轨道几千公里,因为要保持足够的距离以避免其和地球同步轨道上所进行的活动发生交叉污染,然后从地球上发射仪器上去进行研究,几乎任何活动都能以此种方式进行,除了那些用到巨型粒子加速器进行的研究,而巨型粒子加速器会对所有返回至地球的样品起到杀菌消毒的作用。

       

     

火星,中间为水手谷

图源:NASA

       

     

木卫二(欧罗巴)

图源:NASA

然后你就会马上发现样品是无害的,或者成为在轨道研究地外生命的遥控机器人的基础。这样你就不必在地球上建造五亿美元的接收设施,而建造这一设施可能最终会被证明是毫无必要的,并且你也不必用十几年或二十几年去通过新法规(如果样品是无害的,就和月球上的情形一样,不需要防护措施,那么这些新法规就可能又是没有必要的)以准许样品回到地球,因为所有这些都能在现行法律下完成。并且这对于地球也更为安全,你也不用承担任何风险,你可以通过永远不会与地球交叉的轨迹偏移的轨道回到地球同步轨道以上的轨道。地球上的设施即使被很好地设计成能将外星物质控制在纳米级的水平,即使你确信该设施能控制所有可能的外星生命,也可能发生恐怖行为、自然灾害,甚至是运输样品至该设施的直升机或火车发生撞毁,以及操作人员的疏忽及人为错误,等等。

在我看来,将样品保持在同步轨道上面的轨道在各方面来讲都要更加简单。在你知道那里有什么并且那儿是安全的之前不要送宇航员去那里,如果无害,你会首先发现,如果并非无害,而是一例已知的危险,那么你就可以作出明智的决定,到底返回地球是否安全,需要采取什么预防措施,或者你是否需要在轨道上继续研究样品。

如果它是由能自我再生的细胞或某些生命前体物质组成的,你可能会迅速断定,没有地球生命能够对付得了它,然而在另一方面,如果它是某种外来形式的信息高分子,比DNA更加稳健,可能是TNA或PNA,或者是更紧凑的细胞,能进行更好的光合作用或其它的什么反应,你可能会认为,在把它带回地球之前,需要相当谨慎,在位于同步轨道以上的轨道上的机器设备中研究它可能是最为安全的。

在这方面近地轨道是没有优势的,因为近地轨道还是在地球大气层中,该轨道中的任何东西最终会掉回地球。地球同步轨道以上是理想的位置,不管是对于地球还是月球来说,它都足够的远,难以到达,……然而地球同步轨道以及其上几百公里处的坟场轨道中的卫星对地球的相对速度很小,即使发生了凯斯勒现象,卫星互相碰撞损毁,产生失控连锁反应,碎片也不会飞得很远,所以在同步轨道以上几千公里的你的设施将会依然安全。

作者: quora

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