Como os Cientistas Planeiam Proteger a Terra de Germes Extraterrestres

À medida que as missões espaciais regressam com mais material cósmico, as agências espaciais estão cautelosamente a construir laboratórios avançados de biossegurança para conter os preciosos materiais.

Publicado 17/12/2020, 15:50 WET
O Dr. Daniel H. Anderson, tecnólogo aeroespacial e diretor de testes do Laboratório de Processamento de ...

O Dr. Daniel H. Anderson, tecnólogo aeroespacial e diretor de testes do Laboratório de Processamento de Nitrogénio Não-Estéril do Laboratório de Receção Lunar do Centro de Naves Tripuladas, examina ao microscópio a tão discutida rocha do tamanho de uma bola de basquetebol trazida pela Apollo 14. Os dois tripulantes de exploração lunar da Apollo 14 trouxeram 40 quilos de material dos seus dois períodos de atividade extraveicular na superfície lunar na área de Fra Mauro.

Fotografia de NASA

Numa manhã límpida de dezembro, uma equipa de cientistas seguiu um dispositivo de localização até ao remoto deserto australiano para recolher material precioso vindo do espaço sideral. A cápsula do tamanho de uma caixa de sapatos, parte da missão japonesa Hayabusa2, continha rochas e poeira de Ryugu, um asteroide rico em carbono que provavelmente abriga os blocos de construção de vida. Para manter a amostra intacta, a cápsula foi levada para o Centro de Curadoria de Amostras Extraterrestres da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA), um laboratório perto de Tóquio que foi projetado para evitar que os materiais cósmicos sejam contaminados com organismos terrestres.

Durante anos, as preocupações em torno da proteção planetária concentraram-se em impedir que a Terra contaminasse o sistema solar – através da esterilização de naves e mantendo os astronautas sob protocolos muitos rígidos de quarentena. Mas, à medida que as agências espaciais do mundo inteiro se preparam para trazer mais amostras de destinos como asteroides, a lua e Marte, os cientistas estão novamente a considerar a perspetiva oposta: O que acontece se trouxermos germes extraterrestres para a Terra?


A determinada altura, os cientistas tratavam todas as amostras extraterrestres como potenciais riscos biológicos. A NASA chegou até a colocar os astronautas da Apollo em quarentena quando regressaram dos seus passeios na superfície lunar. Conforme a agência espacial foi estudando as amostras lunares e descobrindo que não continham vida, muitos destes protocolos de segurança foram eliminados.

Mas, à medida que várias missões de envio de amostras começam a avançar, é novamente necessário ter um cuidado extra. Nos últimos anos, os cientistas encontraram microrganismos que conseguem sobreviver em lugares cada vez mais inóspitos. Os minúsculos tardígrados, também conhecidos por “ursos-d'água”, conseguem sobreviver no vácuo do espaço.

“Por exemplo, aqui na Terra, nas minas de ouro da África do Sul, quando perfuramos uma rocha, por vezes deparamo-nos com um reservatório de água que existe há centenas de milhares de anos e que contém micróbios”, diz J. Andy Spry, cientista do Instituto de Pesquisa de Inteligência Extraterrestre (SETI). “Se lhes fornecermos luz e calor, eles crescem.”

Para além das novas amostras recolhidas no asteroide Ryugu, uma sonda da NASA vai trazer em 2023 pedaços do asteroide carbonado Bennu. E em fevereiro, um rover da NASA chamado Perseverance deve pousar numa região de Marte que pode ter vestígios de vida preservados, se é que alguma vez existiu vida no planeta vermelho. Ainda mais importante, o rover vai recolher e armazenar amostras de rochas marcianas que serão enviadas de regresso para a Terra – podendo trazer consigo companheiros extraterrestres.

“A nossa compreensão de Marte é a de que pode ter contido vida no passado”, diz Andy Spry. “Ainda pode existir vida viável nos reservatórios por baixo da superfície do planeta.”

Portanto, as agências espaciais do mundo inteiro, incluindo a NASA, a JAXA e a Agência Espacial Europeia (ESA), estão a trabalhar em conjunto para criar novos laboratórios altamente seguros que estão a ser projetados para proteger a Terra de quaisquer micróbios ou resíduos orgânicos que as futuras missões possam trazer para casa. Estes laboratórios vão combinar a tecnologia atual de salas esterilizadas com os protocolos e equipamentos de biossegurança de alta segurança usados pelos laboratórios de doenças infecciosas que lidam com vírus como o Ébola e o SARS-CoV-2.

“A campanha de envio de amostras de Marte, que está atualmente a decorrer, foi meticulosamente elaborada para encapsular as amostras que o Perseverance vai recolher”, diz Scott Hubbard, ex-vice-diretor de investigação do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, na Califórnia, onde supervisionou programas de astrobiologia e missões a Marte.

“Em 2031, quando essa cápsula de amostras aterrar no deserto de Utah, será levada para uma instalação com o mais alto nível de proteção de biossegurança.”

Quarentena de astronautas

A NASA pode olhar para o seu passado para procurar inspiração para estes projetos laboratoriais. Quando os astronautas da Apollo regressaram da superfície da lua, os seus fatos espaciais estavam cobertos com poeira lunar. A NASA ainda não tinha estudado a composição das rochas lunares e tratou todas as partículas da superfície da lua como potencialmente perigosas para a vida humana.

A NASA colocou as tripulações das missões Apollo 11, 12 e 14 em quarentena numa autocaravana modificada no convés do porta-aviões que as resgatou da sua cápsula flutuante no oceano. Em terra, um helicóptero levou os astronautas para o Laboratório de Receção Lunar no Centro Espacial Lyndon B. Johnson em Houston, no Texas, as instalações precursoras das que estão atualmente em desenvolvimento pelo mundo inteiro.

No Laboratório de Receção Lunar, as tripulações passaram os seus primeiros 21 dias na Terra na Área de Receção da Tripulação, que os selava dentro de uma barreira biológica para evitar a “contaminação reversa”, o nome dado pela NASA à possível disseminação de microrganismos lunares na Terra. Estas instalações também incluíam a Área de Operação de Amostra, que continha caixas de luvas em vácuo e equipamentos para análises biológicas.

A parte mais importante do protocolo de biossegurança do Laboratório de Receção Lunar era o seu complexo sistema de vácuo, que tinha de bloquear a entrada de contaminantes externos, bem como impedir que os potenciais micróbios lunares circulassem ou saíssem. Este elaborado projeto de bombas e válvulas, com o tamanho de um autocarro de dois andares, ocupava o seu próprio armazém e incluía um sistema secundário de vácuo para o caso de o primeiro falhar.

Este laboratório viria mais tarde a integrar o Diretório Científico de Pesquisa e Exploração de Astro-materiais, também no Centro Espacial Johnson, que armazena espécimes de poeira estelar, meteoritos e partículas de cometas, para além das rochas lunares trazidas pela Apollo. Todo este material é armazenado em salas esterilizadas de pressão positiva que são semelhantes às utilizadas na indústria de semicondutores. A pressão positiva significa que o ar está sempre a fluir para fora da sala, mantendo o interior esterilizado.

Contudo, estes sistemas são menos complexos do que os necessários para acolher amostras vindas de Marte e outros novos espécimes, porque não precisam de conter quaisquer potenciais micróbios.

“Os laboratórios que estão a ser construídos vão basicamente usar uma contenção dentro de outra contenção”, diz Michael Calaway, contratado pela NASA ao Grupo de Engenharia Jacobs e líder de projeto de curadoria de amostras do projeto ARES. Os projetistas estão a procurar lições nos maiores laboratórios de biossegurança do planeta.

Construir o laboratório mais seguro do mundo

Em Boston, os Laboratórios Nacionais de Doenças Infecciosas Emergentes (NEIDL) entraram em confinamento. Um derrame de patógenos colocou as instalações em alerta vermelho. Os investigadores e a equipa seguem as ordens de quarentena enquanto aguardam pelos primeiros socorristas.

Todos estão calmos, é claro, não só porque sabem o que estão a fazer, mas porque o derrame não é real. É um exercício que faz parte do protocolo que mantém o NEIDL seguro e que ajuda a manter a sua distinção enquanto um dos laboratórios mais seguros do mundo.

O trabalho de Ronald Corely é conceber os piores cenários. Enquanto diretor do NEIDL, que Ronald pronuncia afetuosamente como “needle” (agulha), Ronald coordena equipas que estabelecem e executam os diferentes protocolos de segurança. As equipas têm um plano para as quebras de energia, derrames, ataques cibernéticos – basicamente qualquer risco que a maioria das pessoas consideraria impensável – para os seus laboratórios de biossegurança.

No seu empreendimento para criar instalações de proteção da Terra, os projetistas da NASA visitaram o NEIDL para estudar os seus processos e sistemas físicos que mantêm o laboratório limpo e seguro. Apesar de as atuais salas esterilizadas da NASA usarem pressão positiva, a contenção de patógenos requer o oposto: salas com pressão negativa que mantenham o ar a circular dentro da sala.

Embora o Laboratório de Receção Lunar original da NASA já tenha combinado estes sistemas, os protocolos de tecnologia e biossegurança já percorreram um longo caminho desde os anos 1960. Os Centros de Controlo e Prevenção de Doenças (CDC) dos EUA só codificaram os seus requisitos de biossegurança em 1984, embora as agências americanas tenham começado a discutir estas práticas em 1955.

Nos laboratórios de nível um, os investigadores podem manipular uma substância como a E. coli, um tipo comum de bactéria encontrado numa variedade de lugares, desde alimentos contaminados aos intestinos humanos. Nestes laboratórios, os cientistas usam equipamento de proteção individual básico e implementam práticas padrão de limpeza, como a descontaminação diária de todos os equipamentos e a lavagem completa das mãos, para garantir que os micróbios nocivos ficam onde devem estar. Para além de alguns cartazes de risco biológico e sistemas de ventilação especializados que mantêm o ar do laboratório dentro do laboratório, estes espaços podem parecer familiares para qualquer estudante de biologia.

Os laboratórios de nível dois lidam com agentes ligeiramente mais perigosos, como o Staphylococcus aureus, um patógeno oportunista que também é uma parte comum do microbioma do nosso corpo. Neste nível, as práticas de segurança e descontaminação são mais rigorosas, mas estão longe de serem extremas.

“No nível de biossegurança três, vestimos fatos Tyvek completos”, diz Ronald Corely. “E usamos respiradores.” Os investigadores entram neste espaço através de portas duplas seladas a vácuo. No seu interior, o laboratório faz lembrar o laboratório de um curso de biologia da faculdade – com as estações cobertas com protetores de vidro e ventilação superior. “Mas no nível três devemos conseguir limpar e descontaminar tudo”, diz Ronald. O vírus SARS-CoV-2 é mantido no nível três.

O mais elevado, o nível de biossegurança quatro, é reservado para as pragas mais mortais, como o vírus Ébola. Aqui, os cientistas vestem o que Ronald chama de fatos completamente encapsulados, ligados a tubos que bombeiam ar vindo do exterior da sala. Os cientistas e os micróbios perigosos ficam completamente separados por camadas de luvas, óculos de proteção e respiradores. Parecem bonecas matriosca devido às precauções de segurança.

Os futuros centros de curadoria de amostras extraterrestres vão fazer o mesmo que um laboratório de nível quatro. Os cientistas que estudam as rochas marcianas vão entrar nos laboratórios com um kit completo de equipamento de proteção, e vão passar por portas seladas a vácuo para espaços de trabalho especificamente projetados para manter os micróbios no interior.

Os planos para concluir estas instalações já estão a decorrer, contudo, como acontece com outros empreendimentos de exploração espacial, podem demorar anos a terminar e há ajustes que ainda podem ser feitos.

As Instalações de Quarentena de Marte, que inicialmente vão armazenar poeira e rochas do planeta vermelho em Houston, no Texas, podem, em última instância, abrigar astronautas que regressem de Marte até que a NASA considere segura a sua reintrodução na sociedade. As áreas serão compartimentadas e filtradas com filtros HEPA. A ESA, que está cooperar com a NASA na partilha e curadoria de futuras amostras de Marte, está a desenvolver as suas próprias instalações em Viena, Áustria. As futuras instalações da NASA podem até ser móveis e modulares, imitando o seu antigo Laboratório de Receção Lunar, mas com designs menos pesados e mais simplificados.

Nenhum destes preparativos deve ser motivo de preocupação. As agências espaciais estão executar estes trabalhos por excesso de zelo, não por receio de que os germes espaciais possam dominar o planeta.

A Ameaça de Andrómeda é um bom thriller”, diz Scott Hubbard. “Mas há muito poucas bases científicas no seu argumento. As probabilidades de acontecer algo como vimos nesse filme são extremamente baixas.”
 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com.

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