2014 年 E-MIST 任务中平流层的视图,该任务测试了其实验容器的功能。(图片来源:NASA)太空中没有免费的搭便车,NASA 正在采取一切预防措施来确保这一点。NASA 瓦勒普斯飞行基地即将发射一个巨大的气象气球,将耐寒细菌送入平流层,以研究可能试图搭便车进入太空的微生物“不速之客”。虽然由于天气恶劣,发射在过去两周内被推迟,但团队预计下周将在新墨西哥州萨姆纳堡成功发射。如果事实证明地球微生物能够在平流层的极端条件下生存,那么如果我们在其他星球上发现生命,它们就有可能“搅局”。
不速之客
NASA 希望有朝一日能将人类送上火星,作为其任务的一部分,火星先驱们将寻找生命的迹象。问题是:如果团队在火星上发现生命,那么他们发现的生物有可能源自地球。我们的微观“行李”不仅会影响一项非常昂贵的实验的完整性,而且还会面临用地球生命形式污染火星的风险。

E-MIST 项目将把微生物送入平流层,以了解更多关于能在极端条件下生存的耐寒细菌。(图片来源:NASA/David J. Smith)在第一次登月前两年,NASA 和联合国达成了 1967 年《外层空间条约》,该条约规定了人类探索月球和其他天体的方式。该条约随后促使 NASA 成立了 行星保护办公室,其唯一目的是 确保我们不会 意外干扰太阳系中其他物体的完整性——比如引入来自地球的微生物。但有些事情说起来容易做起来难。
进入平流层
几年前,NASA 科学家 David J. Smith 在高层大气中发现了被称为气浮生物的微生物——一个不与生物相关的地方。在 125,000 英尺的高度,高层大气具有与火星表面相似的特征;它极度寒冷,温度范围从 -212 华氏度到 32 华氏度;它不断受到紫外线和宇宙辐射的轰击;气压非常低,几乎模拟了太空真空。气浮生物可以通过雷暴和强上升气流等不同方式升到很高的高度。它们甚至可以通过客机表面抵达。

芽孢杆菌 SAFR-032 孢子。(图片来源:NASA)NASA 所谓的 E-MIST 实验(即在平流层暴露微生物实验),正在将耐极端细菌通过一个体育场大小的科学气球护送到 125,000 英尺的高度。该气球将在平流层停留约 24 小时,并暴露一种名为
的生物,使其暴露于自然环境中。短小芽孢杆菌存在于我们的土壤中,但这种特殊菌株也被发现在不应该出现的地方:NASA 喷气推进实验室的洁净室。洁净室设计成尽可能无菌,以避免污染实验,但短小芽孢杆菌找到了生存的方法,这使其成为理想的研究对象。气球将携带一个装有四个机械门的容器,这些机械门将分别打开 6、12、18 和 24 小时。这些时间间隔将使科学家能够了解细菌被杀死的时间点,或者如果它们存活下来,它们是如何存活的?“我们正在向上发送一种可以形成孢子的特定类型的细菌,”史密斯说。“孢子有一种巧妙的生存策略;它们已经进化出关闭、缩小并在细胞内建立多层结构以包围 DNA 等重要部分的能力。它实际上建立了一个生物堡垒,直到找到一个更好的位置。”

9月17日E-MIST的首次发射尝试。(图片来源:NASA)当样本返回地球后,史密斯在NASA肯尼迪航天中心的合作者将统计有多少(如果有的话)样本在旅程中存活下来,以及有多少仍然具有活力。目前,科学家们不了解这些细菌如何工作的分子机制。因此,他们还将研究在从休眠到激活的转变过程中哪些基因被表达,希望能够深入了解它们的生存策略。一旦分析完成(预计在2016年某个时候),结果可能会正式将短小芽孢杆菌列入流浪者(如好奇号和火星2020)在采样火星土壤寻找生命证据时需要提防的“不速之客”目录。
重塑我们的探索
E-MIST 的结果还可能迫使科学家们扩大他们对太阳系生命的探索。传统上,对生命的追求一直集中在行星表面。然而,如果像短小芽孢杆菌这样的极端微生物能够在地球平流层这样的恶劣环境中生存,那么对生命的探索可能也会开始包括所有行星体的大气层——而不仅仅是它们的表面。在未来的任务中,配备适当科学设备的飞越可能与在土壤中挖掘的漫游车一样重要。在我们星球之外发现生命将是人类历史上最大的突破,但如果我们最伟大的发现最终是来自家里的一个虫子,那将是相当令人失望的。














