Αποτίμηση του οφέλους μιας εθνικής πολιτικής προστασίας των πλανητών μεταξύ Γης και Άρη, υπό το πρίσμα των αναδυόμενων ιδιωτικών πρωτοβουλιών για το διάστημα

Abstract

The emergence of private space initiatives has begun to expand the boundaries of the space industry, because of technological innovations that will soon be able to facilitate the development of novel sectors that have been neglected in the past, such as scientific research in space, space exploration, space resources utilization, and human access to space. Private initiatives are now considered a key enabling factor in expanding the human presence from the Low Earth Orbit to the Moon and Mars. The activities of private companies on the Moon have already commenced and they will be implemented in the near future, while Mars seems to be the desired long-term goal for some of them, especially for those who are interested in expanding the human presence on its orbit and on its surface. These private initiatives in the aforementioned novel sectors of the space industry are expected to bring to light important policy gaps, especially in the case of missions to Mars, in the exploration of which significant public investments have been made these past decades. Mars is a planet in our solar system that has held scientific interest for decades due to its potential for life. However, despite the number of relevant exploration missions and the important findings that have come from them so far, its exploration, particularly the exploration of specific regions in which terrestrial organisms could survive and reproduce and which have a high probability of hosting extant Martian life-forms, requires the strict compliance with certain technical requirements for "Planetary Protection". The term "Planetary Protection" refers to all the measures, policies, practices, and techniques aimed at preventing the contamination of celestial bodies with biological material from Earth and the contamination of the terrestrial biosphere with potential extraterrestrial biological material. The contamination of celestial bodies with biological material from Earth is called "forward contamination", while the contamination of the Earth's biosphere with potential extraterrestrial biological material is called "backward contamination". The body of internationally accepted guidelines for upholding Planetary Protection is reflected in detail in the relevant "Planetary Protection Policy" maintained by the scientific organization COSPAR (Committee On Space Research) of the International Council for Science, the power of which is essentially drawn from international law, namely from the 1967 United Nations Outer Space Treaty. According to this Treaty, its Member States have a national responsibility to comply with its provisions and to establish appropriate procedures for the approval and the constant supervision of the activities of even their non-state actors. The case of missions to Mars, in particular, has received special attention in COSPAR's Planetary Protection Policy, as the scientific interest in its astrobiological exploration is significant. Spacecrafts destined for Mars are strictly treated by this Policy, which is why they fall into special treatment subcategories. However, the missions that pose the greatest challenge to the overall Planetary Protection of Mars are those that involve human crews. At the moment, a comprehensive protocol for manned missions to Mars has not yet been developed to cover all Planetary Protection issues, while the highest Planetary Protection priority is given to the protection of the Earth from potential backward contamination. In the case of private endeavors in space research, in space exploration, in space resources utilization, and in human access to space, there seems to be a convergence of significant knowledge gaps which are related to the inability of enforcing international law without its integration into national law, as well as to the need for the development and implementation of Planetary Protection measures for missions with human crews and for the prevention of backward contamination, which creates great uncertainty at the policy level. In an attempt to address this policy uncertainty, this doctoral dissertation has introduced for the first time in the international literature an Environmental Economics approach to the problems of Planetary Protection, especially between Earth and Mars, which may arise in the future due to the activities of private companies in novel sectors of the space industry. In particular, the proposed approach was based on theoretical framings of the issues of forward contamination and backward contamination as problems of Environmental Economics, but also on best practices for the proper implementation of an original empirical research using the Contingent Valuation Method (CVM). This empirical application focused on the ex-ante valuation of the external benefit -i.e. the Total Economic Value- of a national policy aiming to prevent forward and backward contamination between Earth and Mars that could be caused by future private missions, in the case of Greece. In other words, this empirical research attempted to estimate the value of a hypothetical policy aimed at preventing a decrease in the quality of the good of the "interplanetary biological isolation between Earth and Mars". The results of this empirical research show that only 14.29% of the respondents assign a true zero value to the adoption of such a national policy. 48.26% of the respondents are willing to pay for the adoption of this policy, while 37.45% of them oppose this policy due to protest behavior. Using three statistical approaches, the mean willingness to pay amount for the implementation of such a policy was estimated based on the data at €14.77, €18.21, and €23.84, while the median was estimated at €0 in all three cases. Respectively, the annual Total Economic Value for the general population of interest was estimated at €131,839,398, €162,545,392, and €212,799,678, while the Present Value discounted for a decade was estimated for each case at €1,068,930,329, €1,317,889,051, and €1,725,341,844. In addition, the descriptive statistics and the correlation tests of the survey questions revealed the following. The attitude of the majority of the respondents towards the activities of private companies in novel sectors of the space industry is positive, both in general and in the particular case of private facilities in Greece, for missions both from Earth to Mars and from Mars to the Earth. This finding indicates that there is no perceived significant differentiation of these facilities by the respondents based on, for example, their level of hazard. An important factor in the positive attitude of the respondents towards these private activities is their trust in private companies for the upholding of Planetary Protection. In the case of private facilities in Greece for return missions from Mars to Earth, in particular, respondents’ acceptance of the adequacy of scientists’ knowledge internationally about backward contamination plays an important role. This positive attitude of the respondents towards private activities, provided that Planetary Protection will be upheld and on the condition of the adequacy of scientific knowledge for the protection of the Earth, stems from rational motives: the respondents perceive the existence of potential benefits that can arise from both the protection of Mars and the protection of the Earth. In fact, a significant percentage of them are willing to pay for the adoption of additional measures that will ensure the operation of private companies in a way that will be aligned with Planetary Protection. Both the aforementioned theoretical approach and the empirical application were attempted here for the first time in the published literature. The results of this study and the relevant questionnaire that was built specifically for the needs of this research are expected to be critically useful at the international level and to support the decision-making processes for the development of new Planetary Protection policies through the reproduction of this application in the cases of other states as well.

Η εμφάνιση αναδυόμενων ιδιωτικών πρωτοβουλιών στον τομέα τού διαστήματος έχει αρχίσει να επεκτείνει τα όρια της διαστημικής βιομηχανίας, χάρη σε τεχνολογικές καινοτομίες που σύντομα θα μπορούν να διευκολύνουν σημαντικά την ανάπτυξη πρωτοποριακών τομέων που είχαν παραμεληθεί στο παρελθόν, όπως είναι, για παράδειγμα, η επιστημονική έρευνα στο διάστημα, η εξερεύνηση του διαστήματος, η αξιοποίηση των πόρων τού διαστήματος και η ανθρώπινη παρουσία στο διάστημα. Οι ιδιωτικές πρωτοβουλίες θεωρούνται πλέον καίριος παράγοντας ανάπτυξης για την επέκταση της ανθρώπινης παρουσίας από τη Χαμηλή Περίγεια Τροχιά προς τη Σελήνη και τον Άρη. Η δραστηριοποίηση ιδιωτικών εταιρειών στη Σελήνη έχει ήδη δρομολογηθεί και θα πραγματοποιηθεί στο άμεσο μέλλον, ενώ ο Άρης φαίνεται να αποτελεί τον επιθυμητό μακροπρόθεσμο στόχο ορισμένων εξ αυτών, ιδιαίτερα εκείνων που ενδιαφέρονται να εδραιώσουν την ανθρώπινη παρουσία σε τροχιά γύρω από αυτόν και στην επιφάνειά του. Αυτές οι ιδιωτικές πρωτοβουλίες στους νέους τομείς τής διαστημικής βιομηχανίας αναμένεται να φέρουν στο προσκήνιο σημαντικά ζητήματα πολιτικής, ιδιαίτερα στην περίπτωση των αποστολών στον πλανήτη Άρη, στην εξερεύνηση του οποίου έχουν γίνει πολύ σημαντικές κρατικές επενδύσεις τις τελευταίες δεκαετίες. Ο Άρης είναι ένας πλανήτης τού ηλιακού μας συστήματος ο οποίος έχει κρατήσει για αρκετές δεκαετίες τεταμένο το επιστημονικό ενδιαφέρον για την πιθανότητα ύπαρξης ζωής εκεί. Εντούτοις, παρά το πλήθος των σχετικών ερευνητικών αποστολών και τα σημαντικά πορίσματα που έχουν ως τώρα προέλθει από αυτές, η εξερεύνησή του, και δη η εξερεύνηση συγκεκριμένων περιοχών στις οποίες οι γήινοι οργανισμοί θα μπορούσαν να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν και οι οποίες διαθέτουν μεγάλη πιθανότητα να φιλοξενούν αρειανές μορφές ζωής αυτήν τη στιγμή, προαπαιτεί την αυστηρή τήρηση ορισμένων τεχνικών προδιαγραφών που αφορούν στην «Προστασία των Πλανητών». Με τον όρο «Προστασία των Πλανητών» (Planetary Protection) αναφέρεται το σύνολο των μέτρων, των πολιτικών, των πρακτικών και των τεχνικών που αποσκοπούν στην αποφυγή τής επιμόλυνσης των ουρανίων σωμάτων με βιολογικό υλικό από τη Γη, αλλά και στην αποφυγή τής επιμόλυνσης της βιόσφαιρας της Γης με πιθανό εξωγήινο βιολογικό υλικό. Η επιμόλυνση των ουρανίων σωμάτων με βιολογικό υλικό από τη Γη ονομάζεται «ευθεία επιμόλυνση» (forward contamination), ενώ η επιμόλυνση της γήινης βιόσφαιρας με πιθανό εξωγήινο βιολογικό υλικό ονομάζεται «αντίστροφη επιμόλυνση» (backward contamination). Το σύνολο των διεθνώς αποδεκτών κατευθυντήριων οδηγιών για την τήρηση των μέτρων Προστασίας των Πλανητών αποτυπώνεται αναλυτικά στη σχετική «Πολιτική Προστασίας των Πλανητών» που διατηρεί ο επιστημονικός οργανισμός COSPAR (Committee On Space Research) του International Council for Science, η ισχύς τής οποίας αντλείται κατά βάση από το διεθνές δίκαιο και συγκεκριμένα από τη Συνθήκη των Ηνωμένων Εθνών για το Εξωατμοσφαιρικό Διάστημα του 1967. Σύμφωνα με αυτήν, τα Κράτη Μέλη επωμίζονται σε εθνικό επίπεδο την ευθύνη τής ευθυγράμμισης με τις προτροπές τής διεθνούς Συνθήκης και της εγκαθίδρυσης των κατάλληλων διαδικασιών για την έγκριση και τη διαρκή επίβλεψη των δραστηριοτήτων ακόμη και των μη κρατικών φορέων τους. Οι περιπτώσεις των αποστολών στον Άρη, συγκεκριμένα, έχουν λάβει ειδική αντιμετώπιση στην Πολιτική Προστασίας των Πλανητών τού COSPAR, καθώς το επιστημονικό ενδιαφέρον για την αστροβιολογική του εξερεύνηση είναι σημαντικό. Οι αποστολές διαστημοσυσκευών με προορισμό τους τον Άρη αντιμετωπίζονται από αυτήν την Πολιτική με αυστηρότητα, γι’ αυτό και εντάσσονται σε υποκατηγορίες ειδικής αντιμετώπισης. Ωστόσο, οι αποστολές που αποτελούν τη μεγαλύτερη πρόκληση για το συνολικό εγχείρημα της Προστασίας των Πλανητών στην περίπτωση του Άρη είναι εκείνες που περιλαμβάνουν ανθρώπινο πλήρωμα. Αυτήν τη στιγμή, δεν έχει αναπτυχθεί ακόμη ένα συνολικό πρωτόκολλο για επανδρωμένες αποστολές στον Άρη που να καλύπτει όλα τα ζητήματα Προστασίας των Πλανητών, ενώ δίνεται η υψηλότερη προτεραιότητα Προστασίας των Πλανητών στην προστασία τής Γης από πιθανή αντίστροφη επιμόλυνση. Στην περίπτωση των ιδιωτικών εγχειρημάτων επιστημονικής έρευνας στο διάστημα, εξερεύνησης του διαστήματος, αξιοποίησης των πόρων τού διαστήματος και ανθρώπινης παρουσίας στο διάστημα φαίνεται να εμφανίζεται μία σύγκλιση σημαντικών ερευνητικών κενών που σχετίζονται με την αδυναμία επιβολής τού διεθνούς δικαίου παρά μόνο μέσω ενσωμάτωσης των προτροπών του στο εθνικό δίκαιο κάθε κράτους, με την ανάπτυξη και την εφαρμογή μέτρων Προστασίας των Πλανητών για επανδρωμένες αποστολές και με την αποφυγή τής αντίστροφης επιμόλυνσης, γεγονός που δημιουργεί μεγάλη αβεβαιότητα σε επίπεδο πολιτικής. Προκειμένου να γίνει μια προσπάθεια αντιμετώπισης αυτής της αβεβαιότητας σε επίπεδο πολιτικής, η παρούσα διδακτορική διατριβή εισήγαγε για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία μια προσέγγιση Οικονομικών τού Περιβάλλοντος στα προβλήματα Προστασίας των Πλανητών, ιδιαίτερα μεταξύ Γης και Άρη, που δύνανται να ανακύψουν στο μέλλον εξαιτίας τής δραστηριοποίησης ιδιωτικών εταιρειών σε νέους τομείς τής διαστημικής βιομηχανίας. Συγκεκριμένα, η προτεινόμενη προσέγγιση θεμελιώθηκε σε θεωρητικές οριοθετήσεις τού ζητήματος της ευθείας επιμόλυνσης και του ζητήματος της αντίστροφης επιμόλυνσης ως προβλημάτων Οικονομικών τού Περιβάλλοντος, αλλά και σε βέλτιστες πρακτικές για την ορθή διεξαγωγή μιας πρωτότυπης εμπειρικής έρευνας με τη χρήση μιας παγιωμένης μεθόδου Οικονομικών τού Περιβάλλοντος, της Μεθόδου Υποθετικής Αξιολόγησης (CVM). Αυτή η εμπειρική εφαρμογή επικεντρώθηκε στην εκ των προτέρων αποτίμηση του εξωτερικού οφέλους -δηλαδή της Ολικής Οικονομικής Αξίας- μιας εθνικής πολιτικής για την αποφυγή τής ευθείας και της αντίστροφης επιμόλυνσης μεταξύ Γης και Άρη που θα μπορούσε να προκληθεί εξαιτίας των μελλοντικών ιδιωτικών αποστολών, για την περίπτωση της Ελλάδας. Δηλαδή, η εμπειρική έρευνα επιχείρησε να αποτιμήσει την αξία μιας υποθετικής πολιτικής που θα αποσκοπεί στην αποφυγή τής επιδείνωσης της ποιότητας του αγαθού τής «διαπλανητικής βιολογικής απομόνωσης μεταξύ Γης και Άρη». Τα αποτελέσματα αυτής της εμπειρικής εφαρμογής έδειξαν πως μόνο το 14,29% των ερωτηθέντων προσδίδει πραγματικά μηδενική αξία στην υιοθέτηση μιας τέτοιας εθνικής πολιτικής. Το 48,26% των ερωτηθέντων είναι πρόθυμο να πληρώσει για την υιοθέτηση αυτής της πολιτικής, ενώ το 37,45% αντιστέκεται σε αυτήν την πολιτική εξαιτίας άρνησης διαμαρτυρίας. Με τη χρήση τριών στατιστικών προσεγγίσεων, η μέση τιμή τού ποσού προθυμίας πληρωμής για την υλοποίηση μιας τέτοιας πολιτικής εκτιμήθηκε από τα δεδομένα ως 14,77€, ως 18,21€ και ως 23,84€, ενώ η διάμεσος εκτιμήθηκε ως 0€ και στις τρεις περιπτώσεις. Αντίστοιχα, η ετήσια Ολική Οικονομική Αξία για το σύνολο του ευρύτερου πληθυσμού υπολογίστηκε ως 131.839.398€, ως 162.545.392€ και ως 212.799.678€, ενώ υπολογίστηκε για κάθε περίπτωση και η Παρούσα Αξία προεξοφλημένη για μια δεκαετία ως 1.068.930.329€, ως 1.317.889.051€ και ως 1.725.341.844€. Επιπλέον, η περιγραφική ανάλυση και ο έλεγχος συνάφειας των ερωτήσεων του ερωτηματολογίου τής έρευνας υπέδειξαν τα εξής. Η στάση τής πλειοψηφίας των ερωτηθέντων απέναντι στη δραστηριοποίηση ιδιωτικών εταιρειών σε νέους τομείς τής βιομηχανίας τού διαστήματος είναι θετική, τόσο γενικά όσο και ειδικότερα στην περίπτωση των ιδιωτικών εγκαταστάσεων στην Ελλάδα, είτε για αποστολές από τη Γη προς τον Άρη είτε για επιστροφές από τον Άρη προς τη Γη, γεγονός το οποίο υποδεικνύει πως δεν υπάρχει κάποια αντιληφθείσα σημαντική διαφοροποίηση αυτών των εγκαταστάσεων με βάση, για παράδειγμα, την επικινδυνότητά τους κατά την κρίση των ερωτηθέντων. Σημαντικός παράγοντας στη θετική στάση των ερωτηθέντων απέναντι σε αυτά τα ιδιωτικά εγχειρήματα είναι η εμπιστοσύνη τους προς τις ιδιωτικές εταιρείες για την τήρηση της Προστασίας των Πλανητών, ενώ ειδικά στην περίπτωση των ιδιωτικών εγκαταστάσεων στην Ελλάδα για επιστροφές από τον Άρη στη Γη σημαντικό ρόλο διαδραματίζει η αποδοχή από τους ερωτηθέντες τής επάρκειας των γνώσεων των επιστημόνων διεθνώς για την αντίστροφη επιμόλυνση. Αυτή η θετική στάση των ερωτηθέντων προς τα ιδιωτικά εγχειρήματα υπό τον όρο, όμως, τής τήρησης της Προστασίας των Πλανητών και με την προϋπόθεση της επάρκειας των επιστημονικών γνώσεων ειδικά για την προστασία τής Γης πηγάζει από λογικά κίνητρα: οι ερωτηθέντες αντιλαμβάνονται την ύπαρξη οφελών που δύνανται να προκύψουν τόσο από την προστασία τού Άρη όσο και από την προστασία τής Γης. Μάλιστα, ένα σημαντικό ποσοστό εξ αυτών είναι πρόθυμο να πληρώσει για την υιοθέτηση επιπρόσθετων μέτρων που θα εξασφαλίσουν τη λειτουργία των ιδιωτικών εγχειρημάτων με τρόπο που να τηρείται η Προστασία των Πλανητών. Τόσο η θεωρητική προσέγγιση όσο και η πρακτική εφαρμογή επιχειρήθηκαν για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας και το σχετικό ερωτηματολόγιο που κατασκευάστηκε εκ του μηδενός για τις ανάγκες της αναμένεται να αποτελέσουν καίρια εργαλεία σε διεθνές επίπεδο και να υποστηρίξουν τις διαδικασίες λήψης αποφάσεων για τη χάραξη νέων πολιτικών Προστασίας των Πλανητών μέσω της αναπαραγωγής αυτής της εφαρμογής και για τις περιπτώσεις άλλων κρατών.