האם זיהמנו את מאדים?

דמיינו את היום שבו אסטרונאוטים יגיעו לכוכב הלכת מאדים. הם יקחו דגימות מהקרקע והאוויר ויחפש בהן את הדבר שמסקרן את האנושות יותר מכול – חיים. אלא שגם אם הם אכן ימצאו שם סימני חיים, כמו שאריות של חומר גנטי, יש סיכוי גבוה למדי שמקורם לא יהיה במאדים אלא בחלליות ובנחתות ששלחנו לשם מכדור הארץ עצמו.

בשנת 1971 נחת לראשונה עצם מעשה ידי אדם על אדמת מאדים – הנחתת הרוסית מרס-3. בהמשך נחתו שם בהצלחה עוד כמה וכמה נחתות ורכבי חלל רובוטיים ולאחרונה אפילו רחפן זעיר, כולם תוצרת ארצות הברית. קרוב לוודאי שהם נשאו איתם חיידקים מכדור הארץ, ואולי אחדים מהם שרדו את המסע הארוך בתנאים העוינים של החלל.

מחקרים רבים של של סוכנות החלל האמריקאית נאס"א מתמקדים בבעיה הזאת בדיוק, שכן יש לה השלכות רבות ומסוכנות. כל כלי חלל שנאס"א משגרת עובר תהליך טיהור קפדני בחדרים מחוטאים ומטוהרים עד כמה שאפשר. אך זה לא מספיק, וגם לסביבה הנקייה הזאת מצליחים לחדור חיידקים ויצורונים (מיקרואורגניזמים) זעירים אחרים.

כל כלי חלל שנאס"א משגרת עובר תהליך טיהור קפדני. טכנאים מנקים את התאים הסולריים של הלווין MAVEN, שנמצא כעת במסלול סביב מאדים | NASA/Jim Grossmann

שני כיוונים לזיהום

לתופעה הזאת, של הבאת יצורים חיים וצורות זיהום אחרות מכדור הארץ לכוכבי לכת אחרים קוראים זיהום קדימה (Forward contamination). למעשה, התופעה מוכרת גם בכדור הארץ עצמו, ממשלחות שהגיעו לאנטארקטיקה ולמקומות נידחים אחרים. זיהום כזה עלול לפגוע בצורה קשה באוכלוסייה המקומית, אם קיימת כזו. כמו כן, זיהום במאדים עלול להטות את ממצאיהם של מחקרים שיתקיימו שם בעתיד.

הבעיה אינה מסתכמת בזיהום קדימה: תיאורטית לפחות, יכול להתרחש גם זיהום לאחור (Backward contamination). במקרה כזה, אסטרונאוטים עלולים להביא איתם בשובם לכדור הארץ זיהום שאינו מוכר בעולמנו. כפי שראינו במגפת הקורונה, חיידק או נגיף חדשים שצצים במפתיע עלולים לגרום בעיות קשות, במיוחד אם יצליחו להסתגל לגוף האנושי, או למערכות ביולוגיות אחרות באקולוגיה של כדור הארץ.

האם זה כל מה שהשארנו במאדים? עקבות של רכב השטח Curiosity על כוכב הלכת האדום | NASA/JPL-Caltech/MSSS

יכולת שרידה קיצונית

שיטה חדשה שיושמה בנאס"א בניסיון לחקור את אפשרות הזיהום קדימה מתמקדת באפיון החיידקים שמצליחים לשרוד בחדרים הנקיים. באמצעותה אפשר לזהות כמעט את כל החומר הגנטי שקיים בחללים המטוהרים שבהם בונים את רכבי החלל והשטח, גם כשמדובר בחיידקים מעטים שמתרבים באיטיות רבה. רכבי החלל נבנים שם שכבה אחרי שכבה, תוך שימוש רב בחומרי חיטוי ושמירה של תנאי סביבה קיצוניים שאינם ידידותיים לחיים. בסוכנות החלל מעריכים שאותם חיידקים שמצליחים לשרוד בסביבה המאוד לא מזמינה של החדרים המטוהרים, שהתנאים בהם דומים לאלה ששוררים בחלל, הם כנראה גם אלה בעלי הסיכוי הגבוה ביותר לשרוד את המסע למאדים.

החיידקים השורדים משתייכים לקבוצת יצורים שנקראים אקסטרימופילים (קיצונאים), ומתאפיינים ביכולת לשרוד בתנאים קיצוניים, כגון קרינה חזקה או טמפרטורות גבוהות או נמוכות במיוחד. ליצורים כאלה יש מנגנונים ייחודיים שמסוגלים להתמודד עם התנאים הקשים הללו, ולעיתים גם להסתגל במהירות לסביבה המשתנה בזכות מוטציות חדשות שייווצרו בחומר הגנטי שלהם.

חיידקים כאלה שיגיעו למאדים עלולים לצבור בדרך לשם שינויים רבים שיקלו עליהם להסתגל היטב לקרינה חזקה השוררת בחלל, לקור או לסביבה דלת חמצן. השינויים הללו עלולים להקשות על חוקרים לקבוע את מקור החומר הגנטי שאולי ימצאו במאדים. בזכות מאגר המידע שבנו על החיידקים מחדרי הפיתוח של החלליות, החוקרים מנאס"א מקווים שיהיה קל יותר לזהות אם מקורם של סימני החיים הללו הוא בכדור הארץ או אכן במאדים עצמו.

יש חיידקים שמצליחים לשרוד אפילו בחדרים מטוהרים. התקנה של מגש הדגימות על רכב השטח Perseverance, בחדר נקי | NASA/JPL-Caltech/KSC

זיהום בחלל - במצפה רמון

לא רק נאס"א מנסים למצוא פתרונות לזיהום אפשרי של מאדים - הנושא הזה מעסיק חוקרים גם כאן בישראל. במסגרת פרויקט D-MARS שהתה קבוצת חוקרים במשך 11 ימים במקום מבודד במכתש רמון, במטרה לדמות משימה אמיתית על מאדים. אחת המטרות של המיזם היא לעקוב אחרי תהליכי זיהום ופיתוח שיטות שימנעו אותם במשימות עתידיות.

החוקרים מצאו שזיהום קדימה ולאחור מתרחש מהר מאוד: בתוך ימים ספורים כבר נמצאו חיידקים בכמה מקומות שאותם בדקו. בנוסף, הם הצליחו לבודד את הגורמים לזיהום, שהתרחש דרך כפפות, נעליים ואמצעים אחרים שיהיו צמודים לגופם של האסטרונאוטים במאדים. בניסוי לא נעשה שימוש בחללית או ברובוט, שעלולים לתרום לזיהום, אך במיזם הישראלי מקווים לשלב כלי כזה בניסויים נוספים בעתיד. החוקרים מקווים שמחקרים כאלה יוכלו לבסס שיטות מעשיות למניעת זיהום, שישמשו את בני האדם הראשונים שכף רגלם תדרוך על אדמת מאדים.

מקובל על רוב החוקרים שכמעט אי אפשר למנוע לחלוטין זיהום, שכן חיידקים נמצאים בכל מקום בכדור הארץ – באדמה, באוויר וכמובן בתוך גופנו. למרות כל המאמצים לסכל את זה, חיידקים חדשים מתגלים אפילו בתחנת החלל הבינלאומית. ולא רק חיידקים יכולים לשרוד את המסע לכוכבי לכת אחרים: אלא גם סוגים מסוימים של פטריות ואצות הוכיחו את יכולתם לשרוד בתנאים הקיצוניים השוררים בחלל החיצון.

היום שבו האדם ינחת על מאדים כבר לא כל כך רחוק, וגם מספר המשימות הלא מאוישות גדל והולך. דרושים עוד הרבה הכנה ומחקר, גם ברמה הביולוגית, כדי להצליח לשמור על מאדים מפגיעתם של היצורים שבני האדם יביאו איתם, ואולי גם על כדור הארץ עצמו מזיהום חוזר.