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サンプルリターンミッションによって得られた地球外サンプル（宇宙物質）の保管は、サンプルの完全性を保ち、地球を保護するために特別に設計された施設で行われます。宇宙物質は、太陽系の天体の性質に応じて、非制限または制限に分類されます。非制限サンプルには、月、小惑星、彗星、太陽粒子、宇宙塵が含まれます。制限天体には、過去または現在に微生物が生息できる環境があったと疑われる惑星または衛星が含まれ、したがって、極めて生物学的に危険であるものとして取り扱わなければなりません。
概要
宇宙船の機器は質量と電力の制約を受けるほか、宇宙空間の極限環境によって繊細な科学機器に課せられる制限も受けるため、広範な科学的分析を行うには地球外物質を地球に持ち込むことが望ましい。惑星保護のため、サンプルリターンミッションで地球に持ち込まれた宇宙物質のサンプルは、特別に設計され装備されたバイオコンテインメント施設で受け取って管理する必要があり、サンプルの科学的価値を保つためにクリーンルームとしても機能する必要がある。
月、小惑星、彗星、太陽粒子、宇宙塵などの非制限天体から持ち込まれたサンプルは、バイオセーフティレベル-3（BSL-3 ）の専門施設で処理されます。過去または現在に微生物の居住可能な環境があったと疑われる惑星や月から地球に持ち込まれたサンプルはカテゴリーVの天体となり、宇宙条約第IX条で合意されているように、バイオセーフティレベル4（ BSL-4 ）の施設で保管されなければなりません。[1] [2] [3] しかし、世界の既存のBSL-4施設には、地球とサンプルの保存と保護を同時に確保するための複雑な要件がありません。[4]既存のBSL-4施設は主にかなりよく知られている生物を扱っていますが、地球外サンプルに焦点を当てたBSL-4施設では、サンプルの評価と保管中に予期しない問題が発生し、独立した思考と解決策が必要になることを念頭に置きながら、システムを慎重に計画する必要があります。[5]課題は、地球に持ち帰ったサンプルを単に封じ込めるのは比較的簡単であるが、研究者はサンプルの一部を採取して分析を行いたいと考えるだろうということである。これらの取り扱い手順の間、サンプルは地球の汚染や大気との接触から保護される必要がある。[6] [7] [8] [9]
制限のない素材
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2019年現在、非制限天体からのサンプルの保管専用のBSL-3実験室を世界で運用しているのは、日本の宇宙機関JAXAと米国の宇宙機関NASAのみである。 [12] [13] [14] JAXAの保管施設である地球外サンプル保管センターの主な特徴は、大気やその他の汚染物質にさらされることなく、貴重なリターンサンプルを観察し、一部を取り出して保存できることである。[15]
ソ連のルナ計画のサンプルはロシア科学アカデミーのヴェルナツキー地球化学・分析化学研究所で研究され、保管されている。[16]
制限対象物
カテゴリーVの物体から得られたリターンサンプルは、バイオセーフティレベル4（BSL-4）に格付けされた施設で管理されなければなりません。世界中の既存のBSL-4施設は、地球とサンプルの保存と保護を同時に保証するための複雑な要件を満たしていないため、[4]現在、制限された（潜在的にバイオハザードの）地球外物質の管理専用のBSL-4施設を建設する提案が少なくとも2つあります。
1つ目は、ウィーンに建設が提案されている欧州サンプル管理施設（ESCF）[17] [18]で、制限のないサンプルを管理するとともに、火星、エウロパ、エンケラドゥスなどのカテゴリーVの天体から得られた制限物質をBSL-4で生物学的封じ込めする。 [17]
もう1つの提案はNASAによるもので、暫定的に火星サンプルリターン受入施設（MSRRF）と呼ばれている。[19] [20] 2009年には少なくとも3つの異なる設計が提出された。[4]資金が調達されれば、このアメリカの施設は設計から完成まで7年から10年かかると予想され、[21] [22]スタッフが施設に習熟し慣れるまでさらに2年かかることが推奨されている。[21] NASAはまた、着陸地点でサンプルリターンカプセルを固定して予備的な生物学的危害分析を行うための移動式でモジュール式のBSL-4施設を建設するという2017年の提案も評価している。[23]バイオハザード検査が完了したら、サンプルを滅菌するか、全部または一部を世界中の恒久的な検疫保管施設に移送するかを決定することができます。[23]
このような施設のシステムは、未知のバイオハザードを封じ込めることができなければならない。なぜなら、推定されるエイリアンの微生物や感染性因子の大きさは不明だからである。理想的には、0.01 μm以上の粒子を濾過する必要があり、0.05 μm以上の粒子の放出はいかなる状況でも許容されない。[24]この0.01 μmという極めて小さいサイズ制限の理由は、遺伝子転移因子（GTA）を考慮するためである。GTAは、水平遺伝子転移が可能なDNAのランダムな断片をパッケージ化する、一部の微生物によって生成されるウイルスのような粒子である。[24]これらは、宿主ゲノムの断片をランダムに組み込み、進化的に遠い他の宿主に転移することができ、新しい宿主を殺すことなくそれを行う。このようにして、多くの古細菌や細菌は互いにDNAを交換できる。これは、火星生命が遠い過去に地球生命と共通の起源を持っている場合、同じように地球の微生物とDNAを交換できる可能性を提起する。[24] 0.01μmの制限を設けたもう一つの理由は、直径0.2μmほどの超微小細菌が発見されたためです。 [24]
ロボット推進派は、人間がサンプルの重大な汚染源であり、ロボットシステムを備えたBSL-4施設が最善の方法であると考えている。[4]
参照
- 宇宙生物学 – 宇宙の生命に関する科学
- バイオコンテインメント – 微生物学研究室における病原体または病原体の物理的封じ込め
- 生物学的危険 - 生物の健康に重大なリスクをもたらす生物学的物質
- 火星サンプルリターンミッション – 岩石と塵のサンプルを収集する火星ミッション
- 惑星地質学 – 恒星の周りを周回していると思われる天体の地質学
- 安全工学 – 設計されたシステムが許容できるレベルの安全性を提供することを保証する工学分野
- 選択的生物剤 – 米国で規制されている生物剤
参考文献
- ^ s:1967年の宇宙条約#第9条
- ^ 宇宙条約の全文 月その他の天体を含む宇宙空間の探査及び利用における国家活動を律する原則に関する条約 2013-07-08ウェイバックマシンにアーカイブ- 第 IX 条を参照
- ^ Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) (2008). 「惑星保護条約と勧告」。2014年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年9月11日閲覧。
- ^ abcd Hsu, Jeremy (2009年12月3日). 「地球上で火星のサンプルを保護する方法」. Space.com .
- ^ 火星から帰還したサンプルに対する生命検出実験を実施するための分析環境の計画：観察と課題（2012年）DS Bass、DW Beaty、CC Allen、AC Allwood、LE Borg、KE Buxbaum1、JA Hurowitz、MD Schulte。月惑星研究所。2012年。アクセス日：2018年8月19日。
- ^ 火星サンプルリターン受入施設 - 地球に持ち帰られた火星サンプルのバイオハザードの可能性を検出するためのドラフトテストプロトコル(PDF) (レポート)。2002 年。
サンプルリターン施設では、最大封じ込め実験室 (バイオセーフティレベル 4 実験室など) の構築に使用される技術と、火星サンプルを地球の汚染から保護するために必要なクリーンルーム技術を組み合わせる必要があります。
- ^ 地球に持ち帰られた火星のサンプルに含まれる可能性のあるバイオハザードを検出するためのドラフトテストプロトコル 2006-02-22 にWayback Machineでアーカイブ
- ^ クリーンルームロボット - サンプル受領施設に適した技術。2005 年。
- ^ 「2010年火星サンプルリターン探査機10年調査」(PDF) 。 2017年5月8日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。2018年9月26日閲覧。
- ^ Kuthunur, Sharmila (2023年12月13日). 「『その物質は何？』：潜在的に危険な小惑星ベンヌ、その奇妙な構成で科学者を困惑させる - 科学者は潜在的に危険な小惑星ベンヌの最初のサンプルに有機分子の兆候を発見したほか、まだ特定されていない『頭を悩ませる』物質も発見した」LiveScience。2023年12月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年12月13日閲覧。
- ^ Rabie, Passant (2023年12月15日). 「2か月が経過した。NASAはなぜ小惑星サンプルコンテナを開けられないのか？ - 宇宙機関は、小惑星ベンヌの破片が入った容器を開けるための新しいツールを開発する必要がある」Gizmodo。2023年12月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年12月16日閲覧。
- ^ デイビス、ジェイソン（2018年7月5日）。「サンプルリターンの利点は何ですか？」惑星協会。
- ^ Allen, Carlton; Allton, Judith; Lofgren, Gary; Righter, Kevin; Zolensky, Michael (2011). 「NASAの地球外サンプルのキュレーション - 過去、現在、そして未来」.地球化学. 71 (1): 1–20. Bibcode :2011ChEG...71....1A. doi :10.1016/j.chemer.2010.12.003. hdl : 2060/20100042395 .
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- ^ JAXAの地球外サンプルキュレーションセンターの現状。 (PDF)。安部 正人、矢田 哲也、上杉 正人、加勒治 良治、中藤 明、熊谷 和人、岡田 哲也1． 2014年。
- ^ キュレーション施設への輸送。ユーロケア。アンドレア・ロンゴバルド、ファブリツィオ・ディリ、エルネスト・パロンバ。 2016 年 10 月 31 日。
- ^ ab EURO EURO-CARES 地球外サンプルキュレーション施設：科学を可能にする建築 Archived 2018-09-25 at the Wayback Machine . (PDF) Aurore Hutzler、Emre Kilic、Allan Bennett、Ludovic Ferrière。第47回国際環境システム会議、2017年7月16～20日、サウスカロライナ州チャールストン。文書 ICES-2017-323。
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- ^ ロナルド・アトラス (2008). 「火星サンプルリターン受入施設」(PDF) . NASA.
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- ^ 火星サンプルリターン：問題と勧告（惑星保護局要約）サンプルリターンの問題に関するタスクグループ。全米科学アカデミー出版、ワシントン DC（1997 年）
- ^ ab 制限付き地球帰還格納容器要件を満たすモバイル/モジュール式 BSL-4 施設。MJ Calaway、FM McCubbin、JH Allton、RA Zeigler、LF Pace。(PDF) NASA。2017 年。
- ^ abcd 欧州科学財団 - 火星サンプルリターンの後方汚染 - 戦略的アドバイスと要件 2016-06-02 にWayback Machineでアーカイブ