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Para prevenir una plaga marciana, la NASA necesita construir un laboratorio muy especial

Es poco probable que traer rocas a la Tierra desde el planeta rojo nos enferme, pero la agencia espacial no se arriesga.

Cuando Carl Sagan imaginó enviar humanos a Marte en su libro “La conexión cósmica”, publicado en 1973, planteó un problema que iba más allá del costo y la complejidad de una misión de este tipo: la posibilidad de que ya existiera vida en el planeta rojo y que tal vez no jugara bien. .

“Es posible que en Marte haya patógenos”, escribió, “organismos que, si se transportan al entorno terrestre, podrían causar un enorme daño biológico: una plaga marciana”.

Michael Crichton imaginó un escenario relacionado en su novela “The Andromeda Strain”.

Tales situaciones, en las que las muestras extraterrestres contienen organismos peligrosos, son ejemplos de contaminación regresiva o el riesgo de que material de otros mundos dañe la biosfera de la Tierra.

«La probabilidad de que tales patógenos existan es probablemente pequeña», escribió Sagan, «pero no podemos correr ni un pequeño riesgo con mil millones de vidas».

Los científicos han considerado durante mucho tiempo las advertencias de Sagan en su mayoría en términos hipotéticos. Pero a lo largo de la próxima década, comenzarán a actuar de manera concreta sobre los riesgos de contaminación hacia atrás. La NASA y la Agencia Espacial Europea se están preparando para una misión compartida llamada Mars Sample Return. Un rover en el planeta rojo actualmente está recogiendo material que será recolectado por otras naves espaciales y eventualmente devuelto a la Tierra.

Nadie puede decir con seguridad que dicho material no contendrá pequeños marcianos. Si lo hace, nadie puede decir con certeza que no sean dañinos para los terrícolas.

Con tales preocupaciones en mente, la NASA debe actuar como si las muestras de Marte pudieran generar la próxima pandemia. “Debido a que no es una probabilidad del cero por ciento, estamos haciendo nuestra debida diligencia para asegurarnos de que no haya posibilidad de contaminación”, dijo Andrea Harrington, curadora de muestras de Marte para la NASA. Por lo tanto, la agencia planea manejar las muestras devueltas de manera similar a como los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades manejan el ébola: con cuidado.

«Con cuidado», en este caso, significa que una vez que las muestras de Marte caen en la Tierra, deben mantenerse inicialmente en una estructura llamada Instalación de recepción de muestras. Los planificadores de la misión dicen que la estructura debe cumplir con un estándar conocido como «Nivel de bioseguridad 4» o BSL-4, lo que significa que es capaz de contener de manera segura los patógenos más peligrosos conocidos por la ciencia. Pero también tiene que ser impecable: funcionalmente, una sala limpia gigante que evita que las sustancias de la Tierra contaminen las muestras de Marte.

La agencia tiene poco tiempo que perder: si la misión de retorno de la muestra ocurre a tiempo, ciertamente un gran «si», las rocas de Marte podrían aterrizar en la Tierra a mediados de la década de 2030. Podría tomar tanto tiempo construir una instalación que pueda contener de manera segura los materiales marcianos, y eso es si se construye a tiempo, sin interrupciones por desafíos políticos o públicos.

Debido a que ningún laboratorio existente estaba lo suficientemente contenido y limpio para la NASA, cuatro científicos, incluido el Dr. Harrington, realizaron un recorrido por algunas de las instalaciones más peligrosas del planeta. A ella se unieron tres colegas, y se llamaron a sí mismos “NASA Tiger Team RAMA”. Si bien este apodo suena como el nombre de un grupo de exploración militar, es un acrónimo de los primeros nombres de los miembros del equipo: Richard Mattingly del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA; Andrea Harington; Michael Calaway, contratista del Centro Espacial Johnson; y Alvin Smith, también del Laboratorio de Propulsión a Chorro.

El grupo visitó puntos críticos como los Laboratorios Nacionales de Enfermedades Infecciosas Emergentes en Boston, el Instituto de Investigación Médica de Enfermedades Infecciosas del Ejército de los EE. UU. en Fort Detrick en Maryland, y el Edificio 18 de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de nombre ominoso y vago en Atlanta.

En total, el equipo visitó 18 instalaciones que manejan horrores biológicos, mantienen salas ultralimpias o fabrican equipos innovadores para cualquier propósito. Los miembros esperaban descubrir qué ha funcionado en los laboratorios existentes y qué instalaciones de la NASA podrían apropiarse u optimizarse para mantener a la humanidad a salvo.

Para científicos como el Dr. Harrington, las prisas y los obstáculos valen la pena. “Esta será la primera misión de retorno de muestras de otro planeta”, dijo. La primera vez que otro mundo se encuentra con humanos, en otras palabras, porque los humanos los introdujeron.

Los materiales de todo el sistema solar han venido a la Tierra para su estudio antes: rocas lunares y polvo de las misiones estadounidenses , soviéticas y chinas ; muestras de dos asteroides recogidas por sondas japonesas ; y partículas del viento solar y un cometa recolectadas por una nave espacial. Pero Marte presenta lo que la NASA considera un riesgo de contaminación hacia atrás «significativo», por lo que las muestras del planeta rojo caen dentro de una categoría legal llamada «Retorno terrestre restringido».

“Tenemos que tratar esas muestras como si contuvieran materiales biológicos peligrosos”, dijo Nick Benardini, oficial de protección planetaria de la NASA. El Dr. Benardini supervisa las políticas y los programas que intentan evitar que los microbios de la Tierra contaminen los planetas o las lunas de nuestro sistema solar y que el material extraterrestre dañe la Tierra.

John Rummel, que sirvió dos períodos en la oficina entre 1987 y 2008, cree que es correcto que la agencia espacial se tome los riesgos en serio, incluso si son escasos y parecen ciencia ficción. “Hay importantes incógnitas con respecto al potencial biológico”, dijo. “Un lugar como Marte es un planeta. No sabemos cómo funciona”.

Parte del objetivo de Mars Sample Return es, por supuesto, descubrir cómo funciona el planeta , algo que no se puede hacer correctamente en el sitio porque los científicos y su miríada de instrumentos no pueden viajar allí todavía. La misión ya ha comenzado. La nave espacial Perseverance de la NASA , que llegó a Marte en 2021, está recopilando y almacenando muestras para futuras recogidas . Luego, las muestras serán transportadas por el mismo rover o un helicóptero robótico a un módulo de aterrizaje con un cohete. Luego, el cohete los llevará a la órbita de Marte, donde una nave espacial construida en Europa atrapará el material y lo llevará de regreso a la Tierra.

Una vez que la nave espacial se acerque a este punto azul pálido, con optimismo en 2033, las muestras caerán al desierto del extenso campo de pruebas y entrenamiento de Utah, el propio paisaje marciano de la Tierra. Luego, los científicos pueden estudiar las muestras con la instrumentación pesada que permiten los laboratorios terrestres.

El trabajo del Tiger Team RAMA era descubrir cómo hacer que el riesgo de contaminación fuera más una oportunidad que un problema. Su objetivo era investigar qué instalaciones contenidas y limpias existentes ofrecían y qué podría tener que inventar la agencia espacial.

“Queríamos entender cuál era el estado del estado”, dijo el Dr. Harrington.

Para averiguarlo, el equipo visitó siete laboratorios de alta contención en los Estados Unidos, uno en Gran Bretaña y otro en Singapur, así como laboratorios espaciales súper limpios en Japón y Europa. También visitaron los fabricantes de equipos de estas instalaciones, y los de laboratorios modulares.

El mayor desafío tecnológico es que la Instalación Receptora de Muestras debe cumplir con dos propósitos cruzados. “La Tierra no toca la muestra”, dijo el Dr. Meyer. Ese es el objetivo de una instalación limpia y prístina: evitar que las sustancias en la Tierra contaminen los materiales marcianos y den señales falsas a los estudios científicos.

“Y las muestras no tocan la Tierra”, continuó: la contaminación inversa. La función de un laboratorio de alta contención: mantener lo que está dentro, dentro.

Las salas limpias requieren presión de aire positiva, lo que significa que la presión en el interior es más alta que en el exterior. El aire siempre fluye, entonces, desde el interior hacia el exterior, desde la presión más alta hacia la presión más baja. Es justo lo que hace el aire, porque la física. Las partículas son expulsadas, pero no forzadas a entrar.

Sin embargo, los laboratorios de alta contención funcionan de manera opuesta. Mantienen una presión de aire negativa, con una presión más baja dentro de sus paredes que afuera. Las partículas pueden flotar, pero no pueden escabullirse.

La NASA necesita espacio de presión positiva para mantener las muestras limpias y espacio de presión negativa para mantener las muestras contenidas. Es difícil integrar esas condiciones en un mismo espacio físico. Puede requerir estructuras concéntricas creativas y sistemas de ventilación sofisticados. Ningún laboratorio en la Tierra lo ha hecho a la escala que requiere Mars Sample Return porque ningún laboratorio lo ha necesitado nunca. “No nos sorprende que esto no exista”, dijo el Dr. Harrington.

Lo mejor que pudo hacer el Tiger Team RAMA fue ver qué tan limpias y contenidas las instalaciones se habían mantenido así y esperar determinar cómo combinarlas mejor.

Dentro de los laboratorios BSL-4 que visitó el equipo, los filtros de partículas de aire de alta eficiencia, o HEPA, eran omnipresentes. El equipo aprendió sobre prácticas de esterilización, como bañar instrumentos en vapores de peróxido de hidrógeno gaseoso, que eliminaban los contaminantes en una superficie. Todavía se debe trabajar para encontrar la forma correcta de esterilizar el material alienígena. “La investigación para comprender la descontaminación, en el contexto de estas muestras, está actualmente en curso”, dijo el Dr. Harrington.

En términos de estructura, la instalación de recepción de muestras podría tener pisos, techos y paredes recubiertas con epoxi, como lo hacen a veces los laboratorios BSL-4 y las salas limpias. La habitación prístina donde los científicos construyeron un rover europeo en Marte, por el contrario, tenía paredes hechas de acero inoxidable soldado, un material también aprobado para la infraestructura de instalaciones BSL-4. Ambos materiales podrían funcionar para los propósitos duales de la NASA.

Tiger Team RAMA también investigó los instrumentos en salas limpias centradas en la Tierra que los científicos podrían usar para manipular muestras marcianas: microscopios, cajas de guantes y robótica como «micromanipuladores» que permiten a los investigadores manipular materiales con precisión y sin contacto de mano con muestra. Los científicos estudiaron de forma remota sustancias en entornos de nitrógeno puro, para evitar degradarlas, lo que la NASA también deberá hacer.

Pero surgieron problemas en los detalles, mostrando dónde el estado del estado no funcionaría bien para la NASA. Muchos de los laboratorios existentes tenían menos de 1,000 pies cuadrados, demasiado pequeños para la escala que requiere la misión. Los umbrales elevados o las puertas estrechas dificultaban la entrada y salida del equipo. Y los laboratorios BSL-4 existentes son los hoteles California de las bioinstalaciones: lo que se registra normalmente no se va, al menos no sin una descontaminación extensa, y en ocasiones destructiva. Como tal, por lo general tienen menos instrumentación que la que tendría un laboratorio normal. Y parte del objetivo de Mars Sample Return es poder aprovechar los dispositivos científicos sofisticados.

Al final, el equipo presentó algunas posibilidades a la NASA sobre la forma que podría tomar una instalación de muestras de Marte: la agencia podría modificar un laboratorio BSL-4 existente para que sea más prístino. O, probablemente requiriendo más dinero y tiempo, la agencia podría construir una nueva instalación física desde cero, diseñada exclusivamente para sus propósitos. La NASA también está considerando opciones intermedias, como construir una instalación modular de alta contención más barata y colocarla dentro de un edificio de caparazón más duro.

“Todavía hay mucho sobre la mesa que estamos analizando”, dijo el Dr. Harrington.

Independientemente de lo que decida la NASA, la investigación del equipo sugirió que el proceso de diseño y construcción de un sitio de estudio de muestra podría llevar de 8 a 12 años, lo que empuja contra la línea de tiempo para el retorno de la muestra real. Dado eso, los miembros del equipo recomendaron que la NASA ponga en marcha ciertos planes aproximadamente ahora.

Parte de la razón para evitar retrasos es que es casi seguro que habrá contratiempos. Los laboratorios que visitó Tiger Team RAMA enfrentaron problemas burocráticos, generados por los nuevos requisitos regulatorios, los caprichos del dinero del gobierno, las dificultades de construcción y la participación pública imperfecta.

El potencial de retraso presentó un «riesgo programático significativo» para el Retorno de Muestra de Marte, determinó el equipo. Después de todo, es probable que el regreso sea más complicado, en lo que respecta al papeleo, que el de los proyectos puramente terrestres.

La NASA quiere que su proyecto cumpla con las políticas internacionales de protección planetaria, así como con las propias complementarias. La Instalación Receptora de Muestras también tendría que ser aprobada a través del proceso de la Ley Nacional de Política Ambiental, lo que requeriría producir una declaración de impacto ambiental. La nave espacial y su instalación en el hogar pueden, además, tener que lidiar con la Directiva Presidencial de Seguridad Nacional 25, que rige los experimentos científicos y tecnológicos que podrían tener grandes efectos ambientales. Esto no es para ignorar el interés oficial del Departamento de Agricultura, el Departamento de Salud y Servicios Humanos con los Institutos Nacionales de Salud y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, el Departamento de Seguridad Nacional y la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional,

Pero comprometerse con el público, no solo con las agencias gubernamentales, también fue clave para el éxito de un proyecto, descubrió el equipo. Ser transparente con el público, dijo el Dr. Rummel, es clave no solo para obtener el apoyo del público, sino también para mantener el esfuerzo responsable y seguro. “La apertura total es lo único que va a hacer que esto funcione, lo que significa que tienes que hacer lo correcto”, dijo.

“Si pensabas que tenías algo de esto que tenías que mantener en secreto, entonces no deberías estar haciéndolo”, agregó.

Los constructores de la instalación tendrán que considerar el interés público, no solo la investigación, cuando se comuniquen. Cuando Scott Hanton, director editorial de la publicación Lab Manager, piensa en los desafíos de percepción y comunicación que enfrentará la NASA con la instalación de recepción de muestras, se le ocurren dos acrónimos más: NIMBY y WIIFM. Not In My Backyard y What’s in It For Me, que deben equilibrarse.

La respuesta a esto último, piensa el Dr. Hanton, tiene que provenir del punto de vista personal del residente. “No solo desde la perspectiva del científico de aprender algo nuevo”, dijo. “Pero, ¿por qué el barrio, la región, el estado, el país, debe embarcarse en esta inversión y este riesgo?”.

Tener grupos asesores de la comunidad que incluyan deliberadamente críticos vocales, lo que él llama poner “un bandido en el tren”, podría generar buena fe.

Sin embargo, el Dr. Hanton ve, en este riesgo extraterrestre, una bendición terrestre. “Me parece que es un problema nuevo”, dijo. “Va a necesitar una nueva respuesta”. La inversión de la NASA en la construcción de una instalación segura podría resultar en mejores biolaboratorios en general.

“Habrá desafíos técnicos muy interesantes”, dijo, “que podrían brindar, francamente, más beneficios a la humanidad que cualquier cosa que aprendan de la muestra”.

El Dr. Harrington está, por supuesto, entusiasmado con las muestras. Marte es una cápsula del tiempo geológica y ambiental que revela cómo pudo haber sido la Tierra hace eones. “Realmente podremos decir mucho sobre la evolución de la Tierra”, dijo el Dr. Harrington.

Podría acercarnos un poco más a comprender cómo, digamos, un planeta produce seres que producen una nave espacial que va a otro mundo y luego trae ese mundo de regreso a este.

Fuente TheNewYorktimes.com

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