Advertisement

Sterilization of Lunar and Planetary Space Vehicles (A Review)

  • Carl-Johan Clemedson
Chapter

Abstract

The first man-made objects have already impacted the Moon, and in the following decades a large number of both hard- and soft-landing payloads will in all probability be deposited on the Moon as well as on our neighbour planets. In order to avoid contamination of these celestial bodies by terrestrial microorganisms and organic matter, it is imperative that all objects which are to be landed deliberately or accidentally on the Moon or planets have been thoroughly sterilized and cleaned from any organic materia. It is by now generally agreed that such contamination would represent an irreparable scientific disaster that would frustrate the future possibilities of elucidating such questions of paramount scientific importance as the chemical composition of primeval and prebiotic matter and the occurrence of extraterrestrial life.

The problem of sterilization of space probes has already attracted great interest from various national and international bodies, and in 1958 the International Council of Scientific Unions established a Committee on Contamination by Extraterrestrial Exploration, CETEX, to study this problem. CETEX has made a number of recommendations and drafted a code on proper procedures, but it has no regulatory authority. Therefore, an international authoritative body is strongly needed, which can dictate the use of proper methods to insure against biological contamination of target celestial bodies.

The chief purpose of this paper is to give a state of the art review of the problem of such biological contamination based on recently published astronomical and biological research results. Particular stress is laid on the conditions for contamination of the Moon. Even if the adverse physical conditions on the Moon seem to make serious contamination less likely than on the neighbour planets, sterilization of lunar probes is imperative and will also give valuable experience for the future treatment of planetary probes and vehicles.

The need for sterilization of lunar and planetary probes is generally stated to be only a temporary inconvenience that may be dispensed with as soon as the first instrumented probes have taken samples of and analyzed the composition of these virgin environments. In can certainly be anticipated, however, that a close study of a possible lunar and planetary biology will be a time-consuming enterprise, and that, in order not to miss any scientific chances, the practice of sterilizing payloads for surface impact has to be maintained for a considerable length of time. Further problems will arise when manned missions to the Moon and planets will be realized and if experimental animals are used for one reason or another in such space vehicles.

Résumé

Stérilisation des véhicules lunaires et planétaires. Les premiers objets, faits par l’homme, ont déjà touché la Lune; et dans les décades suivantes une grande quantité de charges — atterissant à choc dur ou doux — seront déposées probablement sur la Lune et nos planètes voisins. Pour éviter la contamination de ces corps célestes par des microorganismes et substances organiques terrestres, il est important que ces corps, qui seront déposés sur la Lune soient stérilisés et purifiés de matière organique quelconque. On est d’accord, que de telles contaminations représenteraient un malheur scientifique irréparable, épuisant les possibilités futures d’élucider de telles question d’importance scientifique comme la composition chimique de matière originaire et prébiotique, et l’existence de vie extraterrestre.

Plusieurs associations nationales et internationales ont déjà manifesté de l’intérêt à la question de stérilisation des corps dans l’espace céleste, et le Conseil International des Unions Scientifiques a établi un comité “CETEX”, pour étudier ce problème. CETEX a donné des recommendations et des propositions pour un code de procédure, mais n’a pas d’autorité regulatrice. C’est pourquoi une association internationale autoritaire est indispensable, pour dicter l’usage de méthodes appropriées, pour prévenir la contamination biologique des corps célestes.

L’intention principale de cette conférence article est de donner un compte-rendu des problèmes de contamination biologique, appuyé sur les résultats de recherches astronomiques et biologiques publiées dernièrement, surtout concernant les conditions de contamination sur la Lune. Même supposé que les conditions physiques sur la Lune paraissent être moins favorables pour une contamination de la Lune, une stérilisation de corps pour déposition sur la lune est impérative et donnera aussi des expériences précieuses pour le traitement futur de corps et véhicules planétaires.

La stérilisation n’est pas seulement une inconvénience temporaire qu’on peut abandonner, quand les premièrs épreuves ont été prises et la composition de ces milieux virginaux a été analysée. L’étude exacte d’une biologie possible lunaire et planétaire sera probablement une entreprise, que fait perdre de temps, et pour être sûr de ne pas manquer des chances scientifiques, la pratique de stériliser, les corps à déposer sur la surface lunaire ou planétaire, doit être prolongée pour une période de temps assez longue. D’autres problèmes seront actuels plus tard, quand des hommes ou des animaux seront envoyés à la Lune avec véhicules lunaires.

Aбстрактный

Обеззараживание космических кораблей. На Луну уже доставлены первые созданные человеком предметы и можноожидать, что в течение ближайших десятилетий будет еще выгружено на нее, так же как и на другие соседние с Зем-лей планеты, большое количество полезных грузов, посадка которых будет производиться или с амортизацией, или бе з та-ковой. Во избежание заноса микроорганизмов на небесные тел а и засорения их органическими веществами с Земли вс е предметы, предназначенные для доставки на Луну и другие планеты, или же могущие случайно на них попасть, обяза-тельно должны быть тщательно обеззаражены и очищены от органических веществ. В настоящее время уже достигнут о полное единогласие по вопросу, что тако е засорение планет причинило бы неисправимый ущерб науке, т.к. оно в корне пресекл о бы все возможности осветит ь в будущем такие су -щественные для науки вопросы, как определение химическог о состава первобытных веществ, находившихся там до появле -ния жизни, так же как и вопрос о существовании жизни вне Земли.

Проблема обеззараживания космических зондов уже при-влекла внимание многих национальна и международных орга-низаций, и в 1958 г. Международный совет научных обществ образовал Комитет по изучению вопроса о засорении ко-смоса при его исследовании (“СЕТЕКС”) Комитет разработал ряд рекомендаций и наметил предварительные нормативы о приме-нении целесообразных в этой области методов, но он не уполномочен проводить их в жизнь. Ввиду этого, теперь ощу-щается острая необходимость в создании авторитетного меж-дународного органа, уполномоченного предписывать проведе-ние необходимых мероприятий для предотвращения биологичес-кого засорения небесных тел, являющихся объектом научно-исследовательской работы.

Главная задача этой статьи — эт о осветит ь на основанииопубликованных за последне е время результато в астрономичес-ких и биологических исследований, в каком состоянии в на-стоящее время находится проблема указанног о биологическог о заражения. Особое внимание уделяетс я возможностям засоренияЛуны. Несмотря на то, что серьезно е заражение Луны — ввиду ее неблагоприятной физической характеристики — менее веро-ятно чем заражение других планет, обеззараживание направ-ляемых на Луну зондов следуе т считат ь обязательным: эт о мероприятие даст нам ценный опыт дл я будущей подготовки зондов и космических кораблей.

Необходимость обеззараживания направляемых на Луну и другие планеты зондов рассматривается, однако, тольк о как временное неудобство, от которог о мы, вероятно, сможем из -бавиться, как только оборудованные приборами зонды отберу т необходимые пробы и проанализируют соста в девственных не-бесных тел. С другой стороны, следуе т иметь в виду,“ что тщательное изучение возможной биологии Луны и других плане т окажется весьма трудоемкой научно-исследовательско й задачей и что еще в течение долгог о времени придется придерживаться практики обеззараживания направляемых в космос грузов,чтобы не упустит ь ни одной из возможностей, предоставляемых наукой для этог о исследования. Когда же полеты на Луну и другие планеты будут совершаться с высадкой людей, и на космичес-ких кораблях будут находиться взятые с какой-либ о целью подопытные животные, возникнут еще и новые проблемы.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1).
    Davies, R. W. and Comuntzis, M. G., Proc. Tenth International As - tronautical Congress, London 1959, Jet Propulsion Lab., Pasadena, Calif., External Publ. No. 698.Google Scholar
  2. 2).
    Sagan, C., Proc. Nat. Acad. Sci., U. S. A., 46, 396 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3).
    Committee on Contamination by Extraterrestrial Exploration, Science 128, 887 (1958).CrossRefGoogle Scholar
  4. 4).
    Committee on Contamination by Extraterrestrial Exploration, Nature 183, 925 (1959).CrossRefGoogle Scholar
  5. 5).
    Richter, H., Schmidts Jahrbuch ges. Med. 126 (1865).Google Scholar
  6. 6).
    Helmholtz, H. von, Über die Entstehung des Planetensystems. Vorträge und Reden (Braundschweig, 1884).Google Scholar
  7. 7).
    Arrhenius, S., Worlds in the Making ( Harpers, New York, 1908 ).zbMATHGoogle Scholar
  8. 8).
    Lederberg, J., Science 132, 393 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9).
    Sky and Telescope 23, 183 (1962).Google Scholar
  10. 10).
    Anders, E., Science 133, 1115 (1961).ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11).
    Borchert, H., Geochim. et Cosmochim. Acta 2, 62 (1951).Google Scholar
  12. 12).
    Huber, W., Naturwissenschaften 38, 21 (1951).ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. 13).
    Hutchinson, F., Medical and Biological Aspects of the Energies of Space P. A. Campbell, ed. ( Columbia University Press, New York, 1961 ), p. 349.Google Scholar
  14. 14).
    Scarsi, L., Am. J. Phys. 28, 213 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15).
    Holmes, J., Missiles and Rockets 20, 28 (Feb. 1961).Google Scholar
  16. 16).
    Rosen, A., Medical and Biological Aspects of the Energies of Space P. A. Campbell, ed. ( Columbia University Press, New York, 1961 ), p. 90.Google Scholar
  17. 16a).
    Spector, W. S.., ed., Handbook of Biological Data (W. B. Saunders Co., Philadelphia and London, 1956 ), p. 474.Google Scholar
  18. 17).
    Kok, B. and Bongers, L. H., Medical and Biological Aspects of the Energies of Space P. A. Campbell, ed. ( Columbia University Press, New York, 1961 ), p. 299.Google Scholar
  19. 18).
    Aviation Week and Space Technology (Oct. 23, 1961).Google Scholar
  20. 19).
    Quoted from Discovery 23, 8, 6, (1962).Google Scholar
  21. 20).
    Zamenhoff, S., Proc. Nat. Acad. Sci., U. S. A., 46, 101 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 21).
    Becquerel, P., Compt. rend. Acad. Sci., Paris, 231, 261 (1950).Google Scholar
  23. 22).
    Becquerel, P., Compt. rend. Acad. Sci., Paris, 231, 1392 (1950).Google Scholar
  24. 23).
    Becquerel, P. Proc. 8th Internat. Congr. Refrig. p. 326 (1951).Google Scholar
  25. 24).
    Phillips, C. R. and Hoffman, R. K., Science 132, 991 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 25).
    Rudaux, L. and Vaucouleurs, G. de, Astronomie ( Larousse, Paris, 1948 ).Google Scholar
  27. 26).
    Lipski, V. N., 1949. Quoted from Ref. 23.Google Scholar
  28. 27).
    Dollfus, A., Compt. rend. Acad. Sci., Paris, 234 (1952).Google Scholar
  29. 28).
    Firsoff, V. A., Strange World of the Moon ( Basic Books, New York, 1959 ).Google Scholar
  30. 29).
    Elsmore, B. and Whitfield, G. R., Nature 176, 457 (1955).ADSCrossRefGoogle Scholar
  31. 30).
    Costain, C. J., Elsmore, B. and Whitfield, G. R., Monthly Notices Roy. Astron. Soc. 116, 380 (1956).ADSCrossRefGoogle Scholar
  32. 31).
    Elsmore, B., Phil. Mag. 2, 1040 (1957).ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. 32).
    Edwards, W. F. and Borst, L. B., Science 127, 325 (1958).ADSCrossRefGoogle Scholar
  34. 33).
    Jeans, J. E., The Dynamical Theory of Gases (Cambridge University Press, 1925 ).Google Scholar
  35. 34).
    Kuiper, G. P., ed., The Atmospheres of the Earth and Planets (University of Chicago Press, 1952), 2nd ed.Google Scholar
  36. 35).
    Kopal, Z., Discovery 23, 143 (1962).Google Scholar
  37. 36).
    Gold, T., Quoted from Ref. 30.Google Scholar
  38. 37).
    Sagan, C. Proc. Nat. Acad. Sci., U. S. A., 46, 393 (1960).Google Scholar
  39. 38).
    Sagan, C., Proc. Lunar and Planetary Exploration Colloquium 11, 3, 46 (1961).Google Scholar
  40. 39).
    Wesselink, A. J., Bull. Astron. Inst. Netherlands 10, 351 (1948).ADSGoogle Scholar
  41. 40).
    Abelson, P. H., Carnegie Int. Wash. Yearbook 53, 97 (1954).Google Scholar
  42. 41).
    Abelson, P. H., Sci. Amer. 83 (1956).Google Scholar
  43. 42).
    Dieminger, W., Medical and Biological Aspects of the Energies of Space P. A. Campbell, ed. ( Columbia University Press, New York, 1961 ), p. 71.Google Scholar
  44. 43).
    Stewart, P. A. E., Spaceflight 3, 34 (1961).Google Scholar
  45. 44).
    Sagan, C., Science 133, 849 (1961).ADSCrossRefGoogle Scholar
  46. 45).
    Adams, W. S. and Dunham, T., Jr., Publ. Astronom. Soc. Pacifi 44, 243 (1932).ADSCrossRefGoogle Scholar
  47. 46).
    Barrett, A. H., J. Geophys. Res. 65, 1835 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  48. 47).
    Urey, H. C., “The planets;’ Science in Space, Nat. Academy of Sciences - Nat. Res. Council, Washington, D. C. (1960–1961).Google Scholar
  49. 48).
    Vaucouleurs, G. de and Menzel, D. H., Nature 188, 28 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  50. 49).
    Allen, C. W., Astrophysical Quantities (University of London, Athlone Press, 1955 ).Google Scholar
  51. 50).
    Mayer, C. H., McCullough, T. P. and Sloanaker, R. M., Astrophys. J. 124, 399 (1956).CrossRefGoogle Scholar
  52. 51).
    Urey, H. C., Encylopedia of Physics S. Flügge, ed., Vol. LII, Astrophysics III: The Solar System ( Springer-Verlag, Berlin-GöttingenHeidelberg, 1959 ), p. 363.Google Scholar
  53. 52).
    Calvin, M., Proc. Lunar Planet. Explorat. Coll. 1 (6), 8 (1959).Google Scholar
  54. 53).
    Heuer, K., Men of Other Planets ( Pellegrini and Cudalig, New York 1951 ).Google Scholar
  55. 54).
    Pfeifer, J., The Changing Universe (Random House, New York, 1956Google Scholar
  56. 55).
    Shapley, H., Astronautics 5, 32 (1960).Google Scholar
  57. 56).
    Abelson, P. H., Proc. Nat. Acad. Sci., U. S. A., 47, 575 (1961).ADSCrossRefGoogle Scholar
  58. 57).
    Jones, H. S., Life of Other Worlds ( English University Press, Lon don, 1955 ).Google Scholar
  59. 58).
    Lyttleton, R. A., The Modern Universe ( Harper and Brothers, New York, 1956 ).Google Scholar
  60. 59).
    Moore, P., The Planet Venus ( Faber and Faber, London, 1956 ).Google Scholar
  61. 60).
    Kozyrev, N. A., Akad. Nauk U. S. S. R. Astron. Circ. 175, 26 (1956)Google Scholar
  62. 61).
    Slipher, E. C., Proc. Am. Phil. Soc. 79, 441 (1938).Google Scholar
  63. 62).
    Slipher, E. C., Publ. Astron. Soc. Pacific 36, 261 (1924).ADSGoogle Scholar
  64. 63).
    Millman, P. M., Sky 3, No. 10, 10 (1939).Google Scholar
  65. 64).
    Tikhov, G. A., Bull. Astron. and Geodet. Soc. U. S. S. R. No. 1, 8 (1947).Google Scholar
  66. 65).
    Sinton, W. M., Astrophys. J. 126, 231 (1957).ADSCrossRefGoogle Scholar
  67. 66).
    Sinton, W. M., Science 130, 1235 (1959).ADSCrossRefGoogle Scholar
  68. 67).
    Salisbury, F.B., Science 136, 17 (1962).ADSCrossRefGoogle Scholar
  69. 68).
    Strughold, H., Space Sci. 11, No. 7, 2 (1962).Google Scholar
  70. 69).
    Tikhov, G. A., Astrobotany (Academy of Sciences of the Kasakh S. S. Alma-Ata, 1949 ).Google Scholar
  71. 70).
    Tikhov, G. A., J. Brit. Astron. Ass. 65, 193 (1955).Google Scholar
  72. 71).
    Strughold, H., The Green and Red Planet ( The University of New Mexico Press, Albuquerque, 1953 ).Google Scholar
  73. 72).
    Kooistra, J. A., Jr., Mitchell, R. B. and Strughold, H., Publ. Astro: Soc. Pacific 70, 64 (1958).Google Scholar
  74. 73).
    Fulton, J. D Physics and Medicine of the Atmosphere and Space O. O. Benson, Jr. and H. Strughold, eds. ( John Wiley and Sons, New Yoi 1959 ).Google Scholar
  75. 74).
    Davis, I., Craft, C. E. and Fulton, J. D., Texas Rep. Biol. Med. 17, 198 (1959).Google Scholar
  76. 75).
    Davis, I. and Fulton, J. D., Aeromed. Rev., Review 2–60 (1959).Google Scholar
  77. 76).
    Hawrylewicz, E., Gowdy, B. and Ehrlich, R., Nature 193, 497 (1962).ADSCrossRefGoogle Scholar
  78. 77).
    Forward, R. L., Missiles and Rockets 9 (Dec. 4, 22, 1961 ).Google Scholar
  79. 78).
    Firsoff, V. A., Discovery 23, No. 1, 36 (1962).Google Scholar
  80. 79).
    Landsman, D. A., Discovery 23, 57 (1962).Google Scholar
  81. 80).
    Forward, R. L., Missiles and Rockets 10 (Jan. 22, 34, 1962 ).Google Scholar
  82. 81).
    Haenni, E. O. Affens, W. A., Lento, H. G., Yeomans, A. H. and Fulton, R. A., Ind. Eng. Chem. 51, 685 (1959).Google Scholar
  83. 82).
    Phillips, C. R. and Kaye, S., Am. J. Hyg. 50, 270 (1949).Google Scholar
  84. 83).
    Phillips, C. R., Am. J. Hyg. 50, 280 (1949).Google Scholar
  85. 84).
    Barrett, P., Electronics 35, 51 (1962).Google Scholar
  86. 85).
    DeBiasi, V., Aviation Age 30, No. 2, 72 (1958).Google Scholar
  87. 86).
    Reed, W. S., Aviation Week and Space Technol., May 21, 34 (1962).Google Scholar
  88. 87).
    Mattoni, R. H. T. and Sullivan, G. H., Paper 2141–61 presented at the American Rocket Society’s Space Flight Report to the Nation. New York Coliseum (Oct. 9–15, 1961 ).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Wien 1964

Authors and Affiliations

  • Carl-Johan Clemedson
    • 1
  1. 1.Department of HygieneUniversity of GothenburgGothenburgSweden

Personalised recommendations