Para evitar uma praga marciana, a NASA quer construir um laboratório muito especial em Utah

Para evitar uma praga marciana, a NASA quer construir um laboratório muito especial em Utah

Quando Carl Sagan imaginou o envio de humanos a Marte em seu livro “The Cosmic Connection”, publicado em 1973, ele colocou um problema além do custo e da complexidade de tal missão: a possibilidade de que a vida já existisse no planeta vermelho e que poderia não funcionar bem. .

“É possível que em Marte existam patógenos”, escreveu ele, “organismos que, se transportados para o ambiente terrestre, podem causar enormes danos biológicos – uma praga marciana”.

Michael Crichton imaginou um cenário relacionado em seu romance “The Andrômeda Strain”.

Tais situações, nas quais amostras extraterrestres contêm organismos perigosos de tagalong, são exemplos de contaminação reversa, ou o risco de material de outros mundos prejudicar a biosfera da Terra.

“A probabilidade de que esses patógenos existam é provavelmente pequena”, escreveu Sagan, “mas não podemos correr nem um pequeno risco com um bilhão de vidas”.

Os cientistas há muito consideram os avisos de Sagan em termos principalmente hipotéticos. Mas ao longo da próxima década, eles começarão a agir concretamente sobre os riscos de contaminação para trás. A NASA e a Agência Espacial Europeia estão se preparando para uma missão compartilhada chamada Mars Sample Return. Um rover no planeta vermelho está atualmente coletando material que será coletado por outras espaçonaves e, eventualmente, devolvido à Terra.

Ninguém pode dizer com certeza que tal material não conterá pequenos marcianos. Se isso acontecer, ninguém ainda pode dizer com certeza que eles não são prejudiciais aos terráqueos.

Com essas preocupações em mente, a NASA deve agir como se amostras de Marte pudessem gerar a próxima pandemia. “Como não é uma chance de zero por cento, estamos fazendo nossa devida diligência para garantir que não haja possibilidade de contaminação”, disse Andrea Harrington, curadora de amostras de Marte da NASA. Assim, a agência planeja lidar com as amostras devolvidas da mesma forma que os Centros de Controle e Prevenção de Doenças lidam com o Ebola: com cuidado.

“Cuidado”, neste caso, significa que, uma vez que as amostras de Marte caem na Terra, elas devem ser inicialmente mantidas em uma estrutura chamada Instalação de Recepção de Amostras. Os planejadores da missão dizem que a estrutura deve atender a um padrão conhecido como “Nível de Biossegurança 4”, ou BSL-4, o que significa que é capaz de conter com segurança os patógenos mais perigosos conhecidos pela ciência. Mas também precisa ser intocada: funcionalmente, uma sala limpa gigante que impede que substâncias na Terra contaminem as amostras de Marte.

A agência tem pouco tempo a perder: se a missão de retorno da amostra ocorrer a tempo – reconhecidamente um grande “se” – as rochas de Marte podem pousar na Terra em meados da década de 2030. Pode levar o mesmo tempo para construir uma instalação que possa conter com segurança os materiais marcianos, e isso se for construída dentro do cronograma, sem interrupções de desafios políticos ou públicos.

Como nenhum laboratório existente estava contido e limpo o suficiente para a NASA, quatro cientistas, incluindo o Dr. Harrington, fez um tour por algumas das instalações mais perigosas do planeta. Ela foi acompanhada por três colegas, e eles se autodenominavam “NASA Tiger Team RAMA”. Embora este apelido soe como o nome de um grupo de reconhecimento militar, é um acrônimo dos primeiros nomes dos membros da equipe – Richard Mattingly do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA; Andrea Harrington; Michael Calaway, empreiteiro do Centro Espacial Johnson; e Alvin Smith, também do Jet Propulsion Laboratory.

O grupo visitou pontos quentes como os Laboratórios Nacionais de Doenças Infecciosas Emergentes em Boston, o Instituto de Pesquisa Médica de Doenças Infecciosas do Exército dos EUA em Fort Detrick, em Maryland, e o edifício 18 dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças, ameaçador e vagamente, em Atlanta.

No total, a equipe visitou 18 instalações que lidam com horrores biológicos, mantêm salas ultralimpas ou fabricam equipamentos inovadores para qualquer finalidade. Os membros esperavam descobrir o que funcionou nos laboratórios existentes e o que uma instalação da NASA poderia se apropriar ou otimizar para manter a humanidade segura.

Para cientistas como Harrington, a pressa e os obstáculos valem a pena. “Esta será a primeira missão de retorno de amostra de outro planeta”, disse ela. A primeira vez que outro mundo encontrou humanos, em outras palavras, porque os humanos os introduziram.

Materiais de todo o sistema solar já chegaram à Terra para estudo antes: rochas lunares e poeira de missões americanas, soviéticas e chinesas; amostras de dois asteróides coletadas por sondas japonesas; e partículas do vento solar e um cometa recolhidas por naves espaciais. Mas Marte apresenta o que a NASA considera um risco “significativo” de contaminação para trás, então as amostras do planeta vermelho se enquadram em uma categoria legal chamada “Retorno à Terra restrito”.

“Temos que tratar essas amostras como se contivessem materiais biológicos perigosos”, disse Nick Benardini, oficial de proteção planetária da NASA. Benardini supervisiona políticas e programas que tentam impedir que os micróbios da Terra contaminem planetas ou luas em nosso sistema solar e que material extraterrestre danifique a Terra.

John Rummel, que serviu duas passagens no escritório entre 1987 e 2008, acha certo que a agência espacial leve os riscos a sério, mesmo que sejam pequenos e pareçam ficção científica. “Há incógnitas significativas em relação ao potencial biológico”, disse ele. “Um lugar como Marte é um planeta. Não sabemos como funciona.”

Parte do objetivo do Mars Sample Return é, é claro, descobrir como o planeta funciona – algo que não pode ser feito adequadamente no local porque os cientistas e seus inúmeros instrumentos ainda não podem viajar para lá. A missão já começou. A espaçonave Perseverance da NASA, que chegou a Marte em 2021, está coletando e armazenando amostras em cache para futuras coletas. As amostras serão então transportadas pelo mesmo rover ou por um helicóptero robótico para um módulo de pouso com um foguete. O foguete então os lançará na órbita de Marte, onde uma espaçonave construída na Europa pegará o material e o levará de volta à Terra.

Assim que a espaçonave se aproximar desse ponto azul pálido, otimistamente em 2033, as amostras cairão no deserto do extenso Campo de Teste e Treinamento de Utah, a própria paisagem marciana da Terra. Então, os cientistas podem estudar as amostras com a instrumentação pesada que os laboratórios da Terra permitem.

O trabalho da Tiger Team RAMA era descobrir como tornar o risco de contaminação mais uma oportunidade do que um problema. Seu objetivo era pesquisar o que as instalações existentes continham e limpas ofereciam e o que a agência espacial poderia ter que inventar.

“Queríamos entender qual era o estado do estado”, disse Harrington.

Para descobrir, a equipe visitou sete laboratórios de alta contenção nos Estados Unidos, um na Grã-Bretanha e um em Cingapura, além de laboratórios espaciais superlimpos no Japão e na Europa. Eles também visitaram fabricantes de equipamentos dessas instalações e de laboratórios modulares.

O maior desafio tecnológico é que a Unidade de Recebimento de Amostras deve atender a dois propósitos cruzados. “A Terra não toca na amostra”, disse Meyer. Esse é o objetivo de uma instalação imaculada e limpa: evitar que substâncias na Terra contaminem materiais marcianos e dêem falsos sinais a estudos científicos.

“E as amostras não tocam a Terra”, continuou ele – a contaminação reversa. A função de um laboratório de alta contenção: manter o que está dentro, dentro.

As salas limpas exigem pressão de ar positiva, o que significa que a pressão interna é maior do que a externa. O ar sempre flui, então, de dentro para fora – da pressão mais alta para a pressão mais baixa. É apenas o que o ar faz, por causa da física. As partículas são forçadas a sair, mas não forçam a entrada.

Os laboratórios de alta contenção, no entanto, funcionam de maneira oposta. Eles mantêm a pressão do ar negativa, com menor pressão dentro de suas paredes do que fora. As partículas podem entrar, mas não podem sair.

A NASA precisa de espaço de pressão positiva para manter as amostras limpas e espaço de pressão negativa para manter as amostras contidas. É difícil integrar essas condições no mesmo espaço físico. Pode exigir estruturas criativas e concêntricas e sistemas de ventilação sofisticados. Nenhum laboratório na Terra fez isso na escala que o Mars Sample Return exige porque nenhum laboratório jamais precisou. “Não estamos surpresos que isso não exista”, disse Harrington.

O melhor que a Tiger Team RAMA podia fazer era ver como as instalações limpas e contidas se mantinham assim e esperar determinar a melhor forma de combiná-las.

Dentro dos laboratórios BSL-4 que a equipe visitou, os filtros de ar particulado de alta eficiência, ou HEPA, eram onipresentes. A equipe aprendeu sobre práticas de esterilização, como banho de instrumentos em vapores gasosos de peróxido de hidrogênio, que matavam contaminantes em uma superfície. O trabalho ainda deve ser feito para encontrar a maneira correta de esterilizar o material alienígena. “A pesquisa para entender a descontaminação, no contexto dessas amostras, está em andamento”, disse Harrington.

No final, a equipe apresentou algumas possibilidades para a NASA de que forma uma instalação de amostras de Marte poderia ter: A agência poderia alterar um laboratório BSL-4 existente para ser mais puro. Ou, provavelmente exigindo mais dinheiro e tempo, a agência poderia construir uma nova instalação de tijolo e argamassa a partir da Terra, projetada exclusivamente para seus propósitos. A NASA também está considerando opções intermediárias, como construir uma instalação modular de alta contenção mais barata e colocá-la dentro de um prédio de casca mais dura.

“Há muita coisa que ainda está na mesa que estamos analisando”, disse Harrington.

O que quer que a NASA decida, a investigação da equipe sugeriu que o processo de projetar e construir um local de estudo de amostra pode levar de 8 a 12 anos – indo contra o cronograma para o retorno real da amostra. Dado isso, os membros da equipe recomendaram que a NASA preparasse certos planos aproximadamente agora.

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