Planetarer Schutz! Muss unser Planet geschützt werden? Wenn ja von wem und vor was? Warum hat die NASA ein “Planetary Protection Office” und was macht man dort? Die Antwort ist überraschend: Es geht um den Schutz von und vor Aliens. Aber nicht so, wie man sich das jetzt vielleicht denkt…

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Transkription

Sternengeschichten Folge 197: Planetarer Schutz

“Planetarer Schutz”. Das klingt nach Science-Fiction-Film; nach einer Einheit von Superhelden oder Über-Wissenschaftlern, die von einer geheimen Basis aus die Erde vor den Angriffen Außerirdischer verteidigen. Tatsächlich hat die amerikanische Raumfahrtagentur NASA sogar ein eigenes Büro für planetaren Schutz, ein “Office of Planetary Protection”. Und dort arbeitet tatsächlich eine Wissenschaftlerin, die den Titel “Planetary Protection Officer” trägt. Aber mit Science-Fiction und Superhelden hat das alles nichts zu tun. Mit Wissenschaft und Aliens allerdings schon ein bisschen…

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“Planetarer Schutz” ist eigentlich der falsche Begriff für die Tätigkeit um die es geht. In den allermeisten Fällen soll nicht die Erde geschützt werden, sondern andere Himmelskörper. Weltraumagenturen aller Länder schicken ja seit Jahrzehnten Raumsonden quer durchs Sonnensystem. Menschen sind auf dem Mond gelandet und Rover beziehungsweise Landeeinheiten auch auf dem Mars, der Venus, dem Merkur und einigen Asteroiden und Kometen. Wir haben Raumsonden auf Jupiter stürzen lassen und auf dem Saturnmond Titan gelandet. Und in Zukunft wird sich diese Aktivität nur noch verstärken. Wir werden noch mehr Asteroiden, Planeten und Monde besuchen. Missionen zum Jupitermond Europa oder zum Saturnmond Enceladus sind geplant. Wir wollen den Mars viel genauer erforschen als bisher und vielleicht auch zum Mond zurückkehren und wieder Menschen auf die Oberfläche anderer Himmelskörper schicken.

All das tun wir aus verschiedensten wissenschaftlichen Gründen. Aber bei vielen Missionen steht ein Punkt ganz oben auf der Liste: Die Suche nach außerirdischem Leben. Man vermutet natürlich keine intelligenten Aliens irgendwo anders im Sonnensystem. Die hätten wir schon längst bemerkt. Aber es ist durchaus möglich, dass sich irgendwo im Marsboden noch ein paar Mikroben befinden. Oder einfaches Leben in den unterirdischen Wasserozeanen von Monden wie Europa oder Enceledaus. Wir wollen die Oberfläche und das Gestein von Asteroiden und Kometen untersuchen und hoffen dort Spuren der Moleküle zu finden, aus denen sich das Leben auf der Erde entwickelt hat.

Um das alles tun zu können, müssen wir aber aufpassen, das wir das Leben das wir suchen nicht selbst von der Erde mitbringen. Dieses Problem nennt sich “Vorwärts-Kontamination”: Die Raumsonden müssen so steril und keimfrei wie möglich sein. Es bringt nichts, einen Rover auf dem Mars herumfahren und nach Leben suchen zu lassen, wenn er voll mit Bakterien und Mikroben von der Erde ist. Wenn er dann tatsächlich irgendwo Leben findet sollte, weiß man ja erst Recht nicht, ob es sich dabei um echtes außerirdisches Leben vom Mars handelt oder nur mitgeschlepptes irdisches Leben.

Früher hat man sich darum noch nicht so viele Gedanken gemacht; da ging es vor allem darum, überhaupt erstmal irgendwas ins All und auf die Oberfläche anderer Himmelskörper zu bekommen. Im Jahr 1967 schickte die NASA beispielsweise die Raumsonde Surveyor 3 auf den Mond. Sie landete dort und machte jede Menge Bilder. Die Kamera der Raumsonde war aber nicht vernünftig sterilisiert worden; so wie zu der Zeit eigentlich gar nichts vernünftig sterilisiert wurde, was ins Weltall flog. Als dann 1969 die Astronauten von Apollo 12, der zweiten bemannten Mission zum Mond, ganz in der Nähe von Surveyor 3 landeten, haben sie auch Teile davon auseinandergenommen und Proben mit zur Erde gebracht. Unter anderem die Kamera und als man die dann nach der Rückkehr im Labor untersuchte, fand man dort Streptokokken. Diese Mikroben findet man regelmäßig im Rachenraum von Menschen; sie sind enorm wiederstandsfähig und können auch im Vakuum überlebe.

Hat man also Mikroben von der Erde auf den Mond gebracht? Vielleicht. Das lässt sich heute nicht mehr so genau sagen. Ebenso wie die Kamera von Surveyor 3 vor dem Start nicht vernünftig sterilisiert wurde, wurde sie nach ihrer Rückkehrt zur Erde nicht unter absolut reinen Bedingungen im Labor untersucht. Es kann genau so gut sein, dass die Streptokokken erst dort bei der Analyse ihren Weg in die Probe gefunden haben.

Auf dem Mond ist zwar sowieso nicht mit Leben zu rechnen; eine entsprechende Verunreinigung wäre also nicht so tragisch. Es ist auch nicht damit zu rechnen, dass man irgendwelche gefährlichen “Alien-Bakterien” von dort auf der Erde einschleppt. Aber zumindest theoretisch wäre auch das eine Möglichkeit, mit der man rechnen muss. Denn neben den Apollo-Astronauten und dem Material das sie vom Mond zurück gebracht haben, haben wir mittlerweile auch schon ein paar Proben anderer Himmelskörper zur Erde gebracht. Bis jetzt sind es nur ein paar Staubkörnchen von Asteroiden aber in Zukunft sind mehrere solcher “Sample Return Missionen” geplanet, bei denen größere Mengen von Material zum Beispiel vom Mars zur Erde gebracht werden sollen. Würde man so etwaige außerirdischen Mikroben unbeabsichtigt zur Erde bringen, wäre das ein Fall von “Rückwärts-Kontamination”. Und das will man natürlich ebenfalls vermeiden.

Im “Weltraumvertrag”, der mit vollem Titel übrigens “Vertrag über die Grundsätze zur Regelung der Tätigkeiten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraums einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper” heißt, haben die unterzeichnenden Länder viele Dinge festgehalten. Unter anderem auch dass man sich darum kümmern soll, bei der Erforschung anderer Himmelskörper diese nicht durch irdische Lebensformen zu verunreinigen. Und auch das internationale Committee on Space Research (COSPAR), auf deutsch der “Ausschuss für Weltraumforschung”, ein weltweiter Dachverband für die Weltraumforschung hat sich dem Thema angenommen. Auf Basis des Weltraumvertrages hat COSPAR fünf Kategorien von Missionen geschaffen auf die man sich in Sachen planetarer Schutz abstimmen muss.

Bei der Kategorie I muss man nicht aufpassen. Hier geht es um Missionen zu Himmelskörpern, bei denen man die Entstehung von Leben mehr oder weniger ausschließen kann; Missionen beispielsweise zur Sonne oder zum Merkur. Kategorie II umfasst Missionen zu Himmelskörpern, wo man aufgrund der Bedingungen eigentlich auch nicht mit der Entstehung von Leben rechnet es aber nicht absolut ausschließen kann. Zum Beispiel Flüge zum Mond, zur Venus oder zu Kometen. Hier sollte man zumindest genau dokumentieren was man wann und wie gemacht hat und vor allem ob und wo man seine Raumsonden landen oder abstürzen hat lassen.

Dann gibt es aber Himmelskörper, bei denen ein großes Interesse an der Suche nach außerirdischen Leben besteht. Der Mars zum Beispiel oder die schon erwähnten Monde Europa oder Enceladus. Hier kann man durchaus optimistisch auf die Suche nach Mikroben gehen und sollte sich daher Gedanken machen, wie man die Missionen entsprechend dekontaminiert. Landet man nicht, sondern fliegt nur vorbei um die Lage aus einer Umlaufbahn zu betrachten, dann handelt es sich um Kategorie III im System von COSPAR und alles muss noch viel sorgfältiger dokumentiert werden. Wenn die Chance besteht, dass die Raumsonde abstürzt, sollte man zum Beispiel sehr genau wissen, ob und welche und wie viele organische Substanzen an Bord der Sonde sind. Will man landen, dann handelt es sich um die Kategorie IV und nun muss sicher gestellt werden, dass die Landeeinheit oder gar das gesamte Raumschiff ordentlich sterilisiert ist. Kategorie V behandelt die Anforderungen an Missionen die vorhaben, Proben von anderswo im Sonnensystem zurück zur Erde zu bringen. Stammen sie von einem Ort, bei dem man sich nicht sicher ist ob dort Leben entstehen kann oder nicht, dann muss alles was mit dem Zielobjekt und später wieder mit der Erde Kontakt hat, sterilisiert werden.

Ein Beispiel für eine derzeit aktive Mission der Kategorie IV wäre der Marsrover Curiosity; ein Beispiel für eine geplanete Mission der Kategorie ist die Mars 2020 Rover Mission bei der nicht nur explizit nach Leben auf dem Mars gesucht sondern auch vielleicht Gestein zurück zur Erde gebracht werden soll.

Hoffentlich schön sauber: Curiosity Bild:  NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems

Hoffentlich schön sauber: Curiosity Bild: NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems

Nicht alle Wissenschaftler sind übrigens der Meinung, dass man sich beim planetaren Schutz solch große Mühe geben muss. Denn auch ganz ohne Menschen landen Steine vom Mars oder Mond auf der Erde, wie ich in Folge 116 der Sternengeschichten erklärt habe. Aber es gibt nicht nur Meteoriten die vom Mars zu uns gekommen sind. Auch Meteoriten von der Erde sind im Laufe der Zeit auf anderen Himmelskörpern gelandet. Es kann also gut sein, dass die irdischen Mikroben schon längst auf anderen Himmelskörpern Fuß gefasst haben. Oder sogar dass das irdische Leben selbst von anderen Himmelskörpern gekommen ist. Es ist also vielleicht schon alles “kontaminiert”, auch ohne unser zutun.

Aber erstens ist es sehr unwahrscheinlich, das große Mengen an Mikroben zwischen den Planeten hin und her gereist sind. Und zweitens ist es immer noch wissenschaftlich sinnvoll und notwendig, die Instrumente und Raumsonden zu sterilisieren, wenn man entsprechende chemische und biologische Untersuchungen durchführen und vernünftige Ergebnisse erhalten möchte. Es kann ja durchaus sein, dass auf dem Mars schon seit Jahrmillionen irdische Bakterien auf uns warten. Wenn wir dort aber mit einem Rover landen der selbst voll damit ist, werden wir nie herausfinden ob wir das entdecken, was schon lange am Mars war oder das, was wir gerade erst mitgebracht haben.

Und am Ende ist es auch eine Frage der Höflichkeit: Wenn man einen fremden Ort besucht, dann sollte man dort nicht gleich als erstes alles schmutzig machen!

Kommentare (14)

  1. #1 Pilot Pirx
    2. September 2016

    Wenn man was zurückbringt, wie sterilisiert man das, was man nicht sicher von unserer Biosphäre trennen kann?
    Woher will man wissen wie man was nachhaltig tot bzw unschädlich bekommt, was man nicht kennt?

  2. #2 Alderamin
    2. September 2016

    @Pilot Pirx

    Sterilisieren ist doch einfach mit Hitze. Oberhalb von ein paar hundert Grad gehen komplexe Moleküle kaputt. Ohne komplexe Moleküle ist Leben undenkbar.

    Irgendwie wäre es aber auch widersinnig, sie zu sterilisieren, wenn man darin nach Leben suchen möchte. Man muss halt mit ihnen so umgehen, als wenn sie mit einem gefährlichen Erreger kontaminiert wären. Wird auf der Erde in Biolabors ja auch so gemacht.

    Ich hab’ mal irgendwo gelesen, dass die Proben, die der Marsrover 2020 sammeln soll und die eine spätere Mission zur Erde bringen soll, zunächst auf der ISS verbleiben sollen. Dann wären sie in Reichweite von Analysegeräten, aber nicht in der irdischen Biosphäre.

  3. #3 Pilot Pirx
    2. September 2016

    @Alderamin: Schon klar. Nur sind Biolabore nicht absolut sicher und Maßnahmen gegen unbekanntes sind schwierig. Und was, wenn der Rückkehrkörper unkontrolliert auf die Erde stürzt?
    Versteh mich nicht falsch, ich mach mir da keine Sorgen. Aber heute ist es ja modern, sich vor dem eigenen Schatten zu fürchten. Da hätten sie im Falle so eines Projektes was neues zum gruseln und Krawall schlagen. um die Akzeptanz solcher Projekte sicherzustellen, sollte man da gute Antworten haben, die solchen Einfaltspinseln die Angst nehmen.

  4. #4 tomtoo
    2. September 2016

    Mal umgekert gedacht:
    Warum nicht so eine Art mini Hapitat für extremophiele auf dem Mars einrichten und schauen wie sich verhalten ?

  5. #5 Guido Meyer
    Miami
    2. September 2016

    Zu dieser Thematik lief in dieser Woche ein Beitrag im ORF (von mir, *hüstel*):

    http://science.orf.at/stories/2793847/

  6. #6 Alderamin
    2. September 2016

    @Guido Meyer

    Schöner Artikel, danke für den Link!

  7. #7 Alderamin
    2. September 2016

    @Pilot Pirx

    Nur sind Biolabore nicht absolut sicher und Maßnahmen gegen unbekanntes sind schwierig. Und was, wenn der Rückkehrkörper unkontrolliert auf die Erde stürzt?

    Biolabore sind schon ziemlich sicher und da wird mit den gefährlichsten Keimen hantiert, die es gibt. Z.B. wird ein Unterdruck aufrecht erhalten, so dass nichts herauskommt und die Luft läuft über Aktivekohlefilter. Man arbeitet in noch einmal abgeschlossenen Boxen mit Handschuhen, die in der Behälterwand eingelassen sind usw.

    Absolute Sicherheit gibt es natürlich nicht, es kann immer mal etwas in Brand geraten oder dergleichen.

    Ich denke, man wird verhindern, dass der Rückkehrkörper unkontrolliert abstürzt, indem man ihn auf einen Kurs knapp an der Erde vorbei bringt und ihn erst beim letzten Manöver auf die Wiedereintrittsbahn bringt, und er wird so stabil gebaut sein, dass er einen Absturz ohne Fallschirm übersteht.

    Außerdem ist es sehr unwahrscheinlich, dass ein außerirdischer Organismus für irdisches Leben infektiös wäre, er kommt ja aus einer ganz anderen Biosphäre. Unsere Keime haben sich mit uns entwickelt und an uns angepasst, schon Artengrenzen können die meisten nicht überwinden. Solche Organismen wären so inkompatibel mit irdischem Leben wie ein Computervirus für Windows mit einem iPhone.

    Versteh mich nicht falsch, ich mach mir da keine Sorgen. Aber heute ist es ja modern, sich vor dem eigenen Schatten zu fürchten. Da hätten sie im Falle so eines Projektes was neues zum gruseln und Krawall schlagen. um die Akzeptanz solcher Projekte sicherzustellen, sollte man da gute Antworten haben, die solchen Einfaltspinseln die Angst nehmen.

    Ob das mit Argumenten möglich ist? Habe da meine Zweifel.

  8. #8 Florian Freistetter
    3. September 2016

    @Guido Meyer: Danke für den Link! Das ist tatsächlich Zufall, dass sich das überschneidet (Ich hab das Thema zur Vorbereitung einer Science-Busters-Show recherchiert die im Dezember stattfinden wird…)

  9. #9 Asteroidenbergbauer
    (1943)Anteros
    3. September 2016

    @Alderamin
    Ein Adenovirus schafft den Artensprung ohne Mutation oder einige Arenaviridae sind zu einer Art Highspeed-Evolution und extremen Mutationsraten fähig.
    Vielleicht könnten das möglicherweise existierende extraterrestrische Pathogene auch und sich so anpassen?
    https://arxiv.org/abs/1104.4462
    S.22 ff.

    Die Nasa hat übrigens neuerdings auch einen Planetary Defense Officer & PD-Coordination Office. auch sehr spannend!

  10. #10 tomtoo
    4. September 2016

    Oh da gabs diesen Film (inbound) https://de.m.wikipedia.org/wiki/Andromeda_%E2%80%93_T%C3%B6dlicher_Staub_aus_dem_All_(1971)

    Abet wie gesagt mich würde wirklich interresieren so als Langzeitexperiment. Was mit ausgesuchten Extremophylen auf dem Mars passieren würde. Also so eine Art dauerhaftes mini Hapitat einrichten ? Und schauen . So teuer sollte dass nicht werden. Vieleicht bekommt man den den Elon sogar als Sponsor ? Also outbound.

  11. #11 Artur57
    4. September 2016

    Bin im Zusammanhang mit Biogasanlagen auf die Archaeen aufmerksam geworden. So etwa muss man sich Mars- oder Titanbewohner vorstellen, denn es gibt dort keinen Sauerstoff und überleben können somit nur “anaerobe” Lebewesen. Das sind Archaeen fast durchweg und obwohl sie auf die energiereichste chemische Reaktion, die Oxidation, verzichten müssen, erreichen sie beachtliche Geschwindigkeiten. Wohl weil sie stammesgeschichtlich so alt sind und folglich mit unserem Organismus kaum kompatibel, gibt es unter ihnen keine Krankheitserreger. Beruhigend.

    Beachtlich allerdings ihre Fähigkeit, unter sonst lebensfeindlichen Bedingungen zu überleben.

  12. #12 Daniel Rehbein
    Dortmund
    7. September 2016

    Wird denn davon ausgegangen, daß Leben, was auf anderen Himmelskörpern entstanden ist, den gleichen genetischen Code verwendet wie das Leben auf der Erde?

    Es ist ja auffällig, daß auf der Erde alles Leben einen nahezu identischen genetischen Code verwendet. Abweichungen gibt es nur in einzelnen Basen-Tripeln (Codons), aber im wesentlichen ist der genetische Code bei allem Leben auf diesem Planeten hier (der Erde) gleich.

    Gibt es irgendwelche Gründe, daß Leben grundsätzlich diesen genetischen Code verwenden muß? Oder müsste sich nicht ganz im Gegenteil Leben, das ohne Beziehung zum Planeten Erde entstanden ist, dadurch auszeichen, daß es einen komplett anderen genetischen Code verwendet – oder daß es für seine biologischen Prozesse ohnehin einen ganz anderen Mechanismus hat?

  13. #13 Asteroidenbergbauer
    (755) Quintilla
    10. September 2016

    Wer kann schon sagen was mit exotischer Biochemie alles geht?
    https://en.wikipedia.org/wiki/Hypothetical_types_of_biochemistry

    … und dna/rna braucht es auch nicht immer wie bei Prionen zu sehen ist.

  14. #14 Basilios
    Kokoro Connect
    10. September 2016

    @Asteroidenbergbauer
    Natürlich “brauchen” Prionen keine DNS. Aber zum Ausgleich gibt es in den Prionen auch nichts, was man einen Stoffwechsel nennen könnte. Prionen zählt man ja auch nicht zu den Lebewesen. Das sind einfach nur etwas komplexer aufgebaute Moleküle.