외계 샘플 큐레이션

Extraterrestrial sample curation
NASA 우주물질연구탐사과학총국(ARES)의 처리시설

샘플 리턴 미션으로 얻은 외계 샘플(우주물질)의 큐레이션은 샘플 무결성을 보존하고 지구를 보호하기 위해 특별히 설계된 시설에서 이루어집니다.우주 물질은 태양계 본체의 특성에 따라 제한되지 않거나 제한되지 않은 물질로 분류됩니다.제한되지 않은 샘플에는 달, 소행성, 혜성, 태양 입자, 우주 먼지가 포함된다.제한 물체에는 과거 또는 현재 거주할 수 있는 환경이 있는 것으로 의심되는 행성이나 위성이 포함되므로 극히 생물학적으로 유해한 것으로 취급해야 합니다.

개요

우주선 기구는 민감한 과학 기구에 대한 우주 공간의 극한 환경에 의해 부과되는 제한에 더하여 질량과 힘의 제약을 받기 때문에 광범위한 과학적 분석을 위해 지구로 외계 물질을 가져오는 것이 바람직하다.행성 보호를 위해 샘플 반환 임무에 의해 지구로 가져온 비물질 샘플은 샘플의 과학적 가치를 보존하기 위해 청정실 역할을 겸비한 특수 설계 및 장비된 바이오 격납 시설에서 수신 및 큐레이션되어야 한다.

달, 소행성, 혜성, 태양 입자, 우주 먼지와 같은 제한되지 않은 물체에서 가져온 샘플은 BSL-3 등급의 전문 시설에서 처리된다.과거 또는 현재 거주할 수 있는 환경이 있는 것으로 의심되는 행성이나 달에서 현미경 생명체로 지구로 가져온 샘플은 V등급으로 분류되며, 우주조약 [1][2][3]제9조에 합의된 BSL-4 등급의 시설에서 큐레이팅되어야 한다.그러나 전 세계의 기존 BSL-4 시설은 지구와 시료의 보존과 보호를 [4]동시에 보장하기 위한 복잡한 요건을 가지고 있지 않다.기존 BSL-4 시설은 주로 잘 알려진 유기체를 다루지만, 외계 샘플에 초점을 맞춘 BSL-4 시설은 샘플 평가 및 큐레이션 중에 독립적인 사고와 [5]해결책이 필요한 예기치 않은 문제가 발생할 것을 염두에 두고 시스템을 신중하게 계획해야 한다.문제는 일단 지구로 돌아온 샘플을 저장하는 것이 비교적 쉽지만, 연구자들은 일부를 가져다가 분석을 하고 싶어할 것이라는 점이다.이러한 모든 취급 절차 동안 검체는 지구 오염 및 [6][7][8][9]대기와의 접촉으로부터 보호되어야 합니다.

비제한 재료

지구 귀환 후 스타더스트의 샘플 리턴 캡슐

2019년 현재,[10][11][12] 세계에서 BSL-3 연구소를 운영하는 것은 일본 우주항공국 JAXA와 미국 NASA뿐입니다.JAXA의 큐레이션 시설인 '외계 샘플 큐레이션 센터'의 주요 특징은 대기 [13]및 기타 오염물질에 노출되지 않고 귀중한 샘플의 관찰, 부분 추출 및 보존이 가능하다는 것입니다.

루나 소련의 임무 샘플은 러시아 [14]과학 아카데미의 지구 화학 및 분석 화학 베르나츠키 연구소에 연구 및 보관됩니다.

제한 자료

Biosafety Level 4 실험실 내에서 양기압을 제공하는 공기 호스를 사용하여 작업합니다.

카테고리 V 본체에서 얻은 리턴 샘플은 Biosafety 레벨 4(BSL-4)의 시설에서 큐레이션해야 한다.세계의 기존 BSL-4 시설은 지구와 샘플의 [4]보존과 보호를 동시에 보장하기 위한 복잡한 요건을 가지고 있지 않기 때문에, 현재 제한적인(잠재적인 생물학적 위해성) 외계 물질의 큐레이션 전용 BSL-4 시설을 건설하는 것이 적어도 두 가지 제안이다.

첫 번째는 비엔나에 건설될 예정인 유럽 샘플 큐레이션 시설(ESCF)[15][16]로, 제한되지 않은 샘플뿐만 아니라 화성, 유로파, 엔셀라두스 [15]등의 범주 V 물체에서 얻은 제한 물질의 BSL-4 생물학적 격납물을 큐레이션할 것이다.
또 다른 제안은 NASA에 의한 것으로, 잠정적으로는 Mars Sample-Return Receiving Facility([17][18]MSRF)라고 불립니다.2009년에는 [4]적어도 3개의 다른 디자인이 제출되었다.자금을 조달할 경우, 이 미국 시설은 설계에서 [19][20]완공까지 7년에서 10년이 걸릴 것으로 예상되며, 직원들이 시설에 [19]능숙하고 익숙해지려면 추가로 2년이 권장된다.NASA는 또한 예비 생물학적 유해 분석을 [21]수행하기 위해 착륙 지점에 샘플 리턴 캡슐을 확보하기 위해 이동식 모듈식 BSL-4 시설을 건설하는 2017년 제안을 검토하고 있다.생물학적 위해성 테스트 완료 후 샘플을 멸균하거나 전 세계 [21]모든 곳의 영구 격리 저장 시설로 전체 또는 일부를 이송하는 결정이 내려질 수 있다.

이러한 시설의 시스템은 알려지지 않은 생물학적 위험을 포함할 수 있어야 한다. 왜냐하면 추정 외계 미생물이나 감염제의 크기가 알려져 있지 않기 때문이다.0.01μm 이상의 입자를 여과하는 것이 이상적이며 0.05μm 이상의 입자는 어떠한 경우에도 [22]방출이 허용되지 않는다.이 0.01μm의 극히 작은 크기 제한이 있는 이유는 수평적 유전자 [22]이식이 가능한 DNA의 랜덤 세그먼트를 포장하는 일부 미생물에 의해 생성되는 바이러스 같은 입자인 유전자 이식제(GTAs)를 고려하기 위해서이다.이것들은 무작위로 숙주 게놈의 세그먼트를 짜넣어 진화적으로 멀리 떨어진 다른 숙주로 옮길 수 있고, 새로운 숙주를 죽이지 않고 그렇게 할 수 있습니다.이런 방식으로 많은 고세균과 박테리아가 DNA를 서로 교환할 수 있다.이것은 만약 화성 생명체가 먼 과거의 지구 생명체와 공통의 기원을 가지고 있다면, 같은 방식으로 [22]지구 미생물과 DNA를 교환할 수 있다는 가능성을 제기한다.0.01 μm 한도의 또 다른 이유는 [22]지름 0.2 μm에 불과한 초미크로박테리아가 발견되었기 때문이다.

로봇 옹호자들은 인간이 샘플의 중요한 오염원을 나타내며 로봇 시스템을 갖춘 [4]BSL-4 시설이 최선의 방법이라고 생각한다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 우주생물학 – 우주 생명체에 관한 과학
  • 생물학적 격납 – 미생물학 실험실의 병원성 생물 또는 약물의 물리적 격납
  • 생물학적 위험 – 생물체의 건강에 심각한 위험을 초래하는 생물학적 물질
  • 화성 샘플 반송 미션– 암석 및 먼지 샘플을 수집하는 화성 미션
  • 행성 지질학 – 항성 물체 주위의 궤도에 있는 것으로 보이는 천체 지질학
  • 안전 엔지니어링 – 엔지니어링된 시스템이 허용 가능한 수준의 안전성을 제공하는 엔지니어링 분야
  • Select agent – 미국에서 통제되는 생물학적 약제

레퍼런스

  1. ^ Wikisource:1967년 우주 조약#제9조
  2. ^ 2013-07-08년 웨이백 머신에 보관된 달 및 기타 천체를 포함한 우주 탐사 및 이용에 관한 국가의 활동을 지배하는 원칙에 관한 우주 조약 전문 - 제9조 참조
  3. ^ Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) (2008). "Planetary protection treaties and recommendations". Archived from the original on 2014-08-20. Retrieved 2012-09-11.
  4. ^ a b c d Hsu, Jeremy (3 December 2009). "How to Protect Mars Samples on Earth". Space.com.
  5. ^ 화성에서 돌아온 시료에 대한 생명체 검출 실험을 위한 분석 환경 계획: 관찰 및 문제(2012) D. W. Bass, D. Beaty, C. C. Allwood, L. E. Borg, E. Bux 1휴로위츠와 M.D. 슐트달과 행성 연구소.2012. 접속일: 2018년 8월 19일.
  6. ^ Mars Sample Return Receiving Facility - A Draft Test Protocol for Detecting Possible Biohazards in Martian Samples Returned to Earth (PDF) (Report). 2002. A Sample Return Facility will require combining technologies used for constructing maximum containment laboratories (e.g. Biosafety level 4 labs) with cleanroom technologies which will be needed to protect the Mars samples from Earth contamination.
  7. ^ 2006-02-22 웨이백 머신에 보관된 화성 시료에서 가능한 생물학적 위험을 검출하기 위한 초안 테스트 프로토콜
  8. ^ Cleanroom Robotics - 샘플 수신 설비에 적합한 기술.2005.
  9. ^ 2010년 화성 샘플 귀환 궤도 데카달 조사
  10. ^ Davis, Jason (5 July 2018). "What's the benefit of sample-return?". The Planetary Society.
  11. ^ Allen, Carlton; Allton, Judith; Lofgren, Gary; Righter, Kevin; Zolensky, Michael (2011). "Curating NASA's extraterrestrial samples—Past, present, and future". Geochemistry. 71 (1): 1–20. Bibcode:2011ChEG...71....1A. doi:10.1016/j.chemer.2010.12.003. hdl:2060/20100042395.
  12. ^ NASA의 미래 외계인 Samplke 콜렉션 큐레이션: 어떻게 하면 최대한의 숙달력을 얻을 수 있을까요? (PDF)프란시스 맥커빈 외 2016년 제41회 코스파 사이언티픽 어셈블리
  13. ^ JAXA의 외계 샘플 큐레이션 센터 현황(PDF).M. 아베, T. 야다, M.우에스기, Y.카루지, A.나카토, K.쿠마가이, T.오카다1. 2014년.
  14. ^ 큐레이션 시설로 이송.유로-CARES, 안드레아 롱고바르도, 파브리치오 디리, 에르네스토 팔롬바2016년 10월 31일
  15. ^ a b EURO-CARES 외계 샘플 큐레이션 시설: 과학을 가능하게 하는 건축. (PDF) Aurore Hutzler, Emre Kilic, Allan Bennett, Ludovic Ferrier. 제47회 환경시스템 국제회의, 2017년 7월 16~20일 사우스캐롤라이나 찰스턴.문서 ICES-2017-323.
  16. ^ EURO-CARES.우주 탐사에서 돌아온 유럽 우주 자료 큐레이션.접속일 : 2018년 9월 25일
  17. ^ Ronald Atlas (2002). "Mars Sample Return Receiving Facility" (PDF). NASA.
  18. ^ Ronald Atlas (2008). "Mars Sample Return Receiving Facility" (PDF). NASA.
  19. ^ a b "7: "Sample-Receiving Facility and Program Oversight"". Assessment of Planetary Protection Requirements for Mars Sample Return Missions (Report). National Research Council. 2009. p. 59.
  20. ^ Mars 샘플 반환: 샘플 반환 문제에 대한 문제 및 권장 사항(Planetary Protection Office Summary) 태스크 그룹.내셔널 아카데미 프레스, 워싱턴 DC (1997년)
  21. ^ a b 제한된 어스 리턴 억제 요건을 충족하기 위한 이동식/모듈러 BSL-4 설비M. J. Calaway, F. M. McCubbin, J. H. Allton, R. A. Zeigler 및 L. F. Pace. (PDF) NASA, 2017.
  22. ^ a b c d European Science Foundation - 화성 샘플 역류 오염 - 전략적 조언 및 요구사항 2016-06-02 Wayback Machine에 보관