NASA sẽ bảo vệ Trái Đất khỏi dịch bệnh “ngoài hành tinh” như thế nào?

Vào mùa hè năm 1957, nhân loại chứng kiến một vụ va chạm khủng khiếp giữa một thiên thạch và Trái Đất, để lại một hậu quả tai hại đối với người dân làng quê vùng Pennsylvania: sự xâm lăng của trùng a míp ăn thịt người. Hiện nay NASA và các tổ chức quốc tế đang nỗ lực để phòng ngừa và ngăn chặn bất cứ hiểm họa nào tương tự có thể xảy ra trong tương lai.

Ô nhiễm sinh học luôn phải phòng ngừa cả 2 chiều.

Ô nhiễm sinh học luôn phải phòng ngừa cả 2 chiều. Không chỉ ngăn ngừa các vi sinh vật ngoại lai xâm nhập vào bề mặt Trái Đất (được gọi là "ô nhiễm ngược"), mà nhiệm vụ còn phải kiểm soát không để những tế bào từ Trái Đất lọt vào trong không gian thông qua tàu thám hiểm vũ trụ (được gọi là "ô nhiễm thuận"). Chính vì lý do này, năm 1958 Học viện Khoa học Quốc gia Mỹ đã ra một nghị định yêu cầu "các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu về mặt trăng cũng như các hành tinh khác với thái độ thận trọng và cảnh giác cao để những chuyến đi khám phá vũ trụ khởi đầu sẽ không để lại hậu quả nghiêm trọng gây cản trở các chuyến du hành vũ trụ sau này".

Trong năm tiếp theo, Hội đồng Nghiên cứu Vũ trụ (COSPAR) được thành lập và thống nhất quan điểm rằng "mọi hoạt động nghiên cứu và khám phá không gian phải được thực hiện cẩn thận nhằm đảm bảo rằng Sao Hỏa không bị ô nhiễm sinh học" trước khi có bất cứ động thái tìm kiếm sự sống nào trên hành tinh này. Những đề xuất này sau đó đã được dự thảo thành luật vào năm 1967, với việc các nước lớn như Mỹ, Liên Xô và Vương quốc Anh cùng ký vào Hiệp định Khám phá Không gian vũ trụ của Liên Hợp Quốc.

Những đề xuất này sau đó đã được dự thảo thành luật vào năm 1967, với việc các nước lớn như Mỹ, Liên Xô và Vương quốc Anh cùng ký vào Hiệp định Khám phá Không gian vũ trụ của Liên Hợp Quốc.

Tiến sĩ Lucianne Walkowicz, phi hành gia đang làm việc tại Đài Quan sát Adler đồng thời là Chủ tịch mảng Sinh học vũ trụ của Thư viện Quốc gia Hoa Kỳ, đã chia sẻ: "Khi nhắc đến việc bảo vệ sự sống ở các hành tinh, ít nhiều chúng ta cần phải nghĩ đến việc bảo toàn không để ảnh hưởng đến những chuyến du hành vũ trụ sau này". "Khi mang du thuyền đến khám phá một hành tinh khác (hoặc thậm chí là một giống loài khác), ta cần phải chắc chắn rằng mình có đủ vốn hiểu biết về môi trường sống nơi đó. Việc cần thiết ở đây là phải luôn cẩn trọng nhằm tránh gây ô nhiễm cho khu vực đó".

Tuy vậy, không phải bất cứ đối tượng ngoài hành tinh nào được khám phá cũng đều yêu cầu phải có mức độ thận trọng tương tự nhau. Chẳng hạn những thực thể như Sao Thủy và Mặt Trời, những nơi hoàn toàn không thể tồn tại sự phát triển của các tế bào sinh học, không cần phải được đề phòng giống với sao Hỏa hay Mặt Trăng, những nơi thường xuyên chịu bức xạ lớn và có mức nhiệt cực kỳ thấp. Trên thực tế, COSPAR đã quy định hệ thống đánh giá 5 nấc thang để các cơ quan nghiên cứu vũ trụ các nước có thể dựa vào và thiết kế tàu vũ trụ sao cho phù hợp:

1. Cấp 1: Những hành tinh gần như không tồn tại sự sống, ví dụ như Sao Thủy
2. Cấp 2: Những hành tình có thể đã từng tồn tại sự sống từ rất lâu rồi, tuy nhiên khả năng bị ô nhiễm sinh học do vi khuẩn Trái Đất là cực kỳ thấp, ví dụ như Sao Kim và Mặt Trăng
3. Cấp 3: Những nhiệm vụ khám phá bao gồm việc theo dõi và quay xung quanh quỹ đạo, với khả năng gây ô nhiễm sinh học ở mức trung bình, chẳng hạn như Sao Hỏa và Vệ tinh Europa của Sao Mộc.
4. Cấp 4: Những nhiệm vụ khám phá vũ trụ bao gồm hạ cánh xuống bề mặt hoặc dò tìm, địa điểm nghiên cứu tương tự như Cấp 3, tuy nhiên được phân chia thành những mục nhỏ hơn tùy theo từng bề mặt hành tinh cụ thể cũng như mục đích chính xác khi hạ cánh du thuyền xuống là gì.
5. Cấp 5: Là cấp nguy hiểm, báo động nguy cơ cao xảy ra tình trạng ô nhiễm sinh học. Yêu cầu phải có "sự phòng tránh khẩn cấp các tác động có thể có trong quá trình tàu vũ trụ quay trở về, tiêu hủy tất cả những thiết bị tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiễm và ngăn chặn bất cứ vật mẫu chưa tiệt trùng nào được phép quay trở về bề mặt Trái Đất".

Hệ thống báo động cấp độ bảo vệ hành tinh này được thiết kế nhằm giảm thiểu tác động xấu của cả tình trạng "ô nhiễm thuận" lẫn "ô nhiễm ngược". "Chúng ta rất cần phải bảo vệ sinh quyển Trái Đất vì sự sống của hàng loạt sinh vật hiện tại", dẫn lời Walkowicz. "Ta chỉ nên cho phép sử dụng những vật mẫu không gây nguy hiểm đến hành tinh của mình và có lợi ích nghiên cứu trong phòng thí nghiệm".

Tuy vậy, Tiến sĩ Rummel lại không hoàn toàn tỏ ra quá quan tâm đến điều này: "Theo ý kiến của tôi, có khả năng lớn rằng nếu robot khám phá vũ trụ mang về một vật mẫu gì đó tồn tại sự sống thì chúng cũng không có khả năng gây hại được". Theo ông, thường thì chúng không được trang bị khả năng chống chọi lại với áp lực của những chuyến bay xuyên hành tinh. "Ta hoàn toàn không hề biết những thực thể này cần gì để tồn tại nên khả năng mang chúng về hoàn toàn trong trạng thái sống là gần như không có".

Nhằm đảm bảo rằng các tàu vũ trụ trước khi được phóng lên quỹ đạo được tiệt trùng một cách cẩn thận, OPP đã dựa vào một quy trình khử trùng truyền thống có tên "Giảm thiểu vi khuẩn ở nhiệt độ khô" (DHMR). Phương pháp này được diễn giải là đun nóng toàn bộ các thành phần cấu tạo nên tàu vũ trụ đến nhiệt độ 110 độ C trong vòng 47 tiếng liên tục, hoặc 125 độ C trong 5 tiếng liên tục, với độ ẩm tương đối bằng 0. Lần đầu được áp dụng đối với nhiệm vụ du hành của tàu thám hiểm Viking, phương pháp này tỏ ra vô cùng hiệu quả. Chúng không chỉ có tác dụng diệt vi khuẩn bám trên bề mặt thân tàu mà còn cả khoảng không giữa các bề mặt với nhau, thậm chí can thiệp đến cả chất liệu bên trong. "Đó là lý do vì sao đây vẫn là phương pháp khử trùng được phổ biến rộng rãi nhất", Walkowicz lý giải.

NASA đang nỗ lực nghiên cứu các phương pháp khác nhằm nâng cao hiệu quả của DHMR.

Tuy vậy, phương pháp này không phải là không có hạn chế. Nó không thể khử trùng toàn bộ con tàu được, vì đơn giản có một số bộ phận đặc biệt như các mạch điện tử, các chất kết dính hay dù bung khi hạ cánh sẽ dễ dàng bị phá hủy dưới tác động của nhiệt. Chính vì vậy NASA đang nỗ lực nghiên cứu các phương pháp khác nhằm nâng cao hiệu quả của DHMR, phần lớn dựa trên những công nghệ y học hiện đại.

Phòng thí nghiệm Lực đẩy tên lửa của NASA mới đây đang phát triển một phương pháp khử trùng mới có tên "Khử trùng bằng cách dùng ôxi già để làm bốc hơi theo từng giai đoạn". Khi cô đặc 140 ppm dung dịch ôxi già lỏng với 1400 ppm nước, ta thu được một chất kháng khuẩn cực mạnh. Tuy vậy hạn chế lớn nhất của phương pháp này là nó chưa từng được thử nghiệm ở quy mô lớn, như sử dụng cho tàu vũ trụ chẳng hạn. "Trước mắt vẫn có thể thử nghiệm với từng bộ phận nhỏ trên thân tàu thay vì toàn bộ con tàu như dự kiến", Walkowicz nói. Nhưng cũng cần cẩn thận với mức độ đậm đặc của dung dịch này. Nếu mức độ đậm đặc vượt 75 ppm, nó sẽ trở nên độc hại với sức khỏe con người.

Phương pháp ion hóa phóng xạ cũng là một khả năng hoàn toàn có thể xảy ra.

Việc tiệt trùng bằng khí ethylene oxide cũng đã được tính đến, tuy rằng Walkowicz cảnh báo đây là một chất khá dễ cháy nổ. Phương pháp ion hóa phóng xạ cũng là một khả năng hoàn toàn có thể xảy ra. Điều này đã được NASA áp dụng khi mà dù bung của chiếc thuyền Beagle 2 không thể được tiệt trùng bằng phương pháp DHMR thông thường. Trong khi đó, Chương trình khám phá Sao Hỏa của NASA đang nghiên cứu ý tưởng sử dụng tia electron, hiện đang ứng dụng để tiệt trùng thức ăn, nhằm áp dụng vào khử trùng cho tàu vũ trụ.

"Chúng tôi thường gửi các máy dò robot và tôi nghĩ rằng đó là điều mà ta có thể thấy trong một vài chuyến thám hiểm Sao Hỏa đầu tiên có sự tham gia của con người". Về cơ bản, các phi hành gia sẽ ở lại quỹ đạo hoặc bị cô lập trong một khối kim loại khổng lồ và điều khiển robot bay từ xa nhằm làm những công việc tay chân khác thay con người. "Nói cách khác, thay vì lo lắng về việc làm sạch tàu vũ trụ sau đó như thế nào, hãy thiết kế để nó càng sạch sẽ càng tốt, tốt nhất là làm ngay từ đầu".

Walkowicz nói rằng những yêu cầu liên quan đến bảo vệ môi trường sinh thái của từng hành tinh không nên bị coi là điều gây cản trở đam mê của các du hành gia, mà thay vào đó hãy coi chúng như những tài sản vô giá của ngành du hành vũ trụ. "Nếu muốn thực sự khám phá nguồn gốc của sự sống, muốn tận dụng giá trị nghiên cứu của Sao Hỏa, vệ tinh Europa hay bất cứ thiên thể nào khác, bạn cần tập cho mình thói quen có ý thức bảo vệ môi trường vũ trụ trước khi làm các bước tiếp theo. Điều đó sẽ giúp khoa học được phát triển theo ý muốn".

Franklin Roosevelt đã từng nói: "Thứ duy nhất bạn nên cảm thấy sợ hãi chính là bản thân nỗi sợ mông lung đó". Đối với trường hợp này, nỗi sợ ấy không gì khác chính là những dịch bệnh có nguồn gốc ngoại lai ngoài vũ trụ.