四年前，美国宇航局正以至少十几个任务的速度冲向火星。其中一项主要目标是在 2008 年之前将火星土壤样本带回地球。但到了 1999 年底，"火星气候轨道器"失踪了，71 天后，"火星极地着陆器"也紧随其后。从红色星球带回岩石的计划被推迟到至少 2014 年，这让卡尔顿·艾伦感到既失望又庆幸。
艾伦是美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心的行星物质馆长。一方面，他迫切希望获得一些火星岩石。另一方面，他认为地球还没有准备好接收任何可能携带外星生命体的火星物质。他的担忧部分源于在南极洲和太平洋底部等地方的新发现，这些发现表明，像细菌这样的小型生命体已经找到了在极端环境中生存的方法。他还担心，因为没有人真正知道如何将火星岩石与我们隔离。
与此同时，科学家们还面临着如何防止地球及其上的多种生命体污染我们从火星带回的任何物质的挑战。正如美国宇航局的行星防护官约翰·拉默尔所说，你不想宣称你发现了火星微生物，"而实际上你发现的只是来自佛罗里达或德克萨斯的生命体。"这意味着一个成功的遏制实验室必须结合为细菌战开发的生物安全技术和为计算机芯片开发的洁净室技术。"艾伦直言不讳地说：‘我们还没有证明我们能够整合这些功能来满足行星防护的要求。’"
在休斯顿以西 200 英里处的圣安东尼奥，斯科特·谢勒将他那套巨大的蓝色宇航服放在了灰色的地板上。这套宇航服是为危险的内部空间设计的，而不是为外太空设计的。谢勒是一位友善的德克萨斯人，留着整洁的胡子，热爱烧烤，笑容满面，他检查着衣服上是否有微小的裂缝。最终确认宇航服气密后，他套在腿上，戴上无线电耳机。
"无线电通话测试，杰克。"
"收到，斯科特，声音响亮清晰。"
谢勒穿上宇航服的左臂、头罩，然后以熟练的姿势穿上右臂。他拉上胸前的对角线拉链，并将黄色的空气供应软管连接到臀部的接口上。
杰克·凯利在他的办公室里啜着茶，通过无线电监测谢勒的进展。他是圣安东尼奥西南生物医学研究所环境、健康和安全部门的主管。谢勒是他手下负责维护实验室的得力助手。这是美国仅有的六个四级生物安全实验室中最年轻的一个，也是唯一一个私营实验室。联邦政府运营的实验室包括亚特兰大疾病控制中心的一个实验室和马里兰州美国陆军传染病研究所的一个实验室，后者是一个生物战研究中心。
"我进去了，杰克。"
"收到，请稍候。"
谢勒在一个厚重的钢门前等待，门上有充气橡胶密封条，通往一个淋浴间，淋浴间是实验室的前室。他拉下门上的把手，密封条放气，空气流入淋浴间，淋浴间的压力比穿戴宇航服的房间低。他进入淋浴间，等待外门再次密封。他面对内门，放掉了密封条的气。空气再次无声地流入。然后谢勒进入了“热区”。
如果你忽略穿着蓝色宇航服的这个人，热区只是一个有水槽、台面、冰箱和显微镜的房间。肉眼看来，它就像一间普通的大学生物实验室。但像这样的实验室的特点是它们的危险程度。一级实验室包含相对无害的微生物，如土壤细菌。二级实验室用于研究通常不含在空气中的微生物，例如引起乙肝、小儿麻痹症和麻疹的微生物。三级实验室用于遏制可能致命的空气传播病原体，但这些病原体有治愈方法，例如肺结核。四级实验室则用于可能致命、无法治愈且通过空气或血液传播的恐怖病原体，这些病原体肉眼无法看到。
例如，瓜纳里托病毒，它会导致委内瑞拉出血热。病毒学家丽贝卡·里科-赫塞在这里的西南实验室研究这种病毒。如果瓜纳里托病毒没有得到妥善控制，里科-赫塞和她的同事们很快就会出现头痛、发烧、关节痛、皮疹、恶心和腹泻。不久之后，他们就会出现消化道出血、呕吐和排泄黑便。在 10 天内，他们可能会因器官衰竭而死亡。"里科-赫塞说：‘可以说是‘全身系统崩溃’。’"
在例行的维护检查后，谢勒回到淋浴间。他的宇航服可能沾满了科学家们在这个实验室研究的几种危险细菌，因此他被喷了整整五分钟的消毒液。回到卡其布裤和 polo 衫后，他和杰克·凯利一起去了 Rudy's Barbecue—“地球上最好的烧烤”。
在吃着奶油玉米和牛腩时，凯利讲述了他如何鼓励建造西南实验室的建筑师和工程师们“像微生物一样思考”。他们设计了一个病毒无法逃脱的地方，因为空气总是向内流动。它们无法通过宇航服逃脱，因为宇航服会喷洒消毒液。它们无法通过空气系统逃脱，因为有高效颗粒空气过滤器。它们无法通过排水管逃脱，因为任何东西都会与消毒剂混合，然后以 250 华氏度（约 121 摄氏度）烹饪两个小时。这个实验室是一个独立的混凝土盒子，只有 18 个通风、管道、电缆和人员的入口点。每个开口都进行了密封。检查公司每年都会对混凝土进行裂缝测试，然后进行修复。
卡尔顿·艾伦一直在借鉴凯利在建造和监督西南实验室时获得的专业知识。凯利说，他不知道火星上是否有生命值得担心，但他理解艾伦的担忧。"如果我错了呢？"他一边倒着烧烤酱一边问道。"在这个行业，你不能只考虑你认为可能发生的事情。你必须为最大可信事件做计划。而这里的最大可信事件是我们带回了一种对我们拥有的任何东西都具有抵抗力的细菌。这对生物圈来说是一个重大的危险。"
"所以，"他以罕见的严肃语气总结道，"那个设施必须是我们有史以来建造的最好的。"
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现代遏制技术诞生于二战期间的马里兰州德特里克堡，当时人们担心轴心国可能会使用生化武器。尼克松总统于 1972 年正式关闭了该计划的进攻性部分，但此后，科学家们一直致力于开发疫苗，以保护军队和平民免受致命病原体的侵害。
"我们当时处理的是高传染性病原体，而且数量很多，"该计划的老兵曼努埃尔·巴尔比埃托说，他的工作是测试和改进遏制系统。"每次发生事故（有人被感染），我们都会调查事故是如何发生的，以及我们可以做些什么来纠正问题。"对实验室大楼进行了测试，以确定哪种油漆效果最好（环氧树脂），如何处理废水（煮沸至其中所有物质死亡），以及什么材料最适合净化空气（高效颗粒空气过滤器）。他们研究了密封件、气闸、消毒剂和实验室工具。
也许德特里克堡研究人员最重要的贡献是坚持认为，三级和四级实验室（包含致命物质）的房间必须相对于外部保持负压，这样，如果发生破裂，空气就会流入。地球上的病毒和细菌不能主动地从一个地方移动到另一个地方。它们必须通过空气或液体传播。它们不能逆流而上。如果空气从裂缝进入实验室，微生物就无法逃脱。
二战期间，在制造导弹制导芯片的实验室也应用了同样的低压气流原理，但方向相反。在那些实验室里，空气向外流动，使大气层不受可能污染精密组件的灰尘和微生物的影响。火星遏制设施必须同时具备这两种功能。
几十年来，科学家们一直在试图弄清楚如何保护太空岩石免受我们的侵害，以及保护我们免受它们的侵害。只有一个想法得到了认可：三个同心房间。首先，岩石将被放置在一个充满加压氮气的密封容器内，氮气是一种惰性气体，可以防止化学反应。内部较高的压力可以防止其他任何东西进入。然后，盒子将被放置在一个低压房间内。最后，在其他两个房间周围还将放置另一个房间。这个房间的压力将高于周围的外部空气。任何从最内层盒子中逸出的物质都会进入周围盒子的低压区域，并通过复杂的过滤系统进行处理。从中间盒子飘向最内层盒子的任何污染物都无法穿透它。这个概念是一个高科技版本的城堡护城河。任何肮脏的、会破坏科学的地球细菌都会被阻止进入城堡。而城堡内任何危险的火星细菌如果试图逃跑，都会被彻底阻止。
"这是必胜的！"凯利说。"它只需要被改进和调整。"
艾伦并不那么确定。他担心护城河被门和手套孔（允许科学家检查岩石）所破坏。他希望有第二个解决方案来与这个概念竞争。他正在开发一个带有内置机器人的原型洁净箱，该机器人可以切割和分析岩石，从而使人们无需直接参与。
约翰·拉默尔表示，他打算隔离任何从火星带回的岩石，直到它们被证明是安全的。但 2001 年的一份国家研究委员会报告称，生物学家在检测地球土壤样本中的微生物方面已经遇到困难，因此检测我们从未遇到过的东西超出了想象。"报告指出，对火星样本进行初步检查，‘迄今为止最有可能的结果将是响亮的“不确定”。’再想想：如果火星细菌能吃掉玻璃呢？如果它能逆流而上进入加压空气流呢？
最终，争论和模型变得荒谬。因此，经验丰富的病毒学家 C. J. 彼得斯（理查德·普雷斯顿的《热区》中对抗埃博拉的英雄）建议建造一种能够平衡地致力于保持岩石无菌的遏制系统："你必须进行一个巨大的飞跃才能说火星上有生命，再进行一个巨大的飞跃才能说我们能找到它，再进行一个巨大的飞跃才能假设如果我们发现了它，我们能对它做什么。"当然，如果连我们都检测不到火星生命，我们也不知道如何对其进行消毒。
对于一位负责将致命生命体阻止在地球生物圈之外的行星防护官员来说，什么都不做是完全不可接受的选择。"在任何一项事业中，都不能有百分之百的保证，"拉默尔说，"但我所做的是避免不可接受的风险，而将行星污染的可能性降到最低是简单的谨慎。由于最佳解决方案仍然不明确，拉默尔和艾伦都满足于一个想法：我们还有 12 年的时间来弄清楚这一点。"
阿波罗任务的教训
在 1969 年 7 月至 1972 年 12 月期间，阿波罗任务总共带回了 842 磅月球岩石和土壤。如果任何月球细菌搭乘了这些岩石——或者宇航员——的便车，它们很容易就会逃逸到我们的环境中。根据一份关于样本遏制的国家研究委员会研究，美国宇航局的隔离工作失败了。月球接收实验室仓促建成，资金不足。在 1969 年完成首次登月后，"阿波罗 11 号"溅落在太平洋，溅起了月尘。此外，从 1971 年的"阿波罗 15 号"任务开始，美国宇航局高层出于政治原因缩短了宇航员的隔离期。"当这些所谓的疾病传播者在休斯顿的超市里握手时，很难认真对待岩石隔离，"主持研究委员会研究的行星科学家约翰·伍德说。在伍德看来，月球似乎没有生命，这让我们相当幸运。
盒子里的盒子里的盒子
到目前为止，对于遏制火星土壤样本中的生命体的最佳建议是采用一个具有不同压力的三级遏制区域系统。最外层的区域或盒子将建造成类似电脑芯片的洁净室，其空气压力略高于外部大气压力。该盒子内的区域可能建造成类似四级生物安全实验室。它的空气压力将低于周围房间，并配有过滤器，以捕获任何向内泄漏的物质。最内层的盒子将装有火星土壤样本，并充入压力高于周围盒子的惰性氮气。最内层盒子的泄漏会导致氮气涌入中间盒子。最外层盒子的泄漏也会导致空气向外涌出，阻止地球病原体进入，并将任何污染物引导至中间盒子，在那里会被捕获。
