月球和“天体生物学”这两个词并不经常在同一句话中出现——即使有少数政府航天机构和私营公司正计划自 1972 年 NASA 的阿波罗 17 号任务以来首次进行载人月球表面探测。
最后一次阿波罗登月发生在明确月球没有生命之后——这与最初的几次着陆不同，最初的着陆任务要求宇航员在返回地球后进行隔离。这些早期的预防措施，现在被称为“行星保护”，旨在防止反向污染——将潜在的灾难性地外生物引入地球生物圈。但在阿波罗计划结束时，登月宇航员仅在离开地球前接受隔离，仅仅是为了确保他们没有潜伏可能在高风险任务期间显现的传染病。
然而，阻止地球上的细菌前往月球被证明是一项艰巨的任务。至少有一种细菌，Streptococcus mitis，在阿波罗 12 号宇航员取回并带回地球之前，进入了在月球上停留了约 2.5 年的勘测者 3 号相机的内部。专家们现在认为，勘测者 3 号的S. mitis 来自人类调查人员返回后的污染，而不是在月球条件下存活下来的。即便如此，随后的研究已明确表明，某些地球生物——Deinococcus radiodurans 和 Bacillus subtilis 细菌以及被称为缓步动物的微小无脊椎动物——确实可以在太空的恶劣条件下长期存活。无论过去还是现在，正向污染——将地球生命形式转移到其他世界——都是行星保护最棘手的挑战。
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对于任务规划者来说，正向污染是一个熟悉的担忧，他们试图保护火星和外太阳系含海洋的冰冷卫星（如土星的恩克拉多斯和木星的欧罗巴）的环境，以便天体生物学家能够在那里识别本地生命——如果它们存在的话。但是，行星保护的禁令和限制应该如何应用于月球？当我们计划重返月球时，阿波罗时代的哪些经验教训可能在未来几年适用？
“阿波罗计划期间的生物预防措施仅关注于防止来自假定的月球生物的反向污染，”SETI 研究所高级科学家、NASA 行星保护顾问安迪·斯普里说。即使在首次阿波罗登月之前，月球存在生命的可能性仍然被认为是微乎其微的。但是，考虑到这种不太可能发生的情况可能造成的灾难性后果，仍然采取了预防反向污染的措施。在阿波罗11、12 和 14 号任务之后，宇航员和月球样本——以及迎接返回机组人员的回收工程师和飞行外科医生——都被隔离了 21 天。（阿波罗 13 号未能登月，因此没有必要隔离。）然而，从 阿波罗 15 号开始，不再进行任务后隔离，因为对 阿波罗 11 和 12 号带回的月球样本的分析表明月球没有生命。
从 20 世纪 80 年代开始，空间研究委员会 (COSPAR) 开始加强旨在防止正向污染的协议，以更好地保护地球以外的环境。随着科学知识的增加，这些指南随着时间的推移而不断发展——既有好的方面，也有不好的方面。尽管今天我们比以往任何时候都更了解其他世界存在生命的潜力，但由于缺乏实际的外星生物可供研究，这意味着我们新兴的知识往往会提出更多问题而不是答案。与阿波罗时代不同，今天，天体是否需要任何保护已不再是一个简单的“是”或“否”的问题。
“有五个 COSPAR 行星保护类别，”斯普里说。“第一类是指不需要采取任何预防措施来保护目标天体。“要求”仅仅是证明您的任务不需要任何特定的保护预防措施。”自 2008 年以来，月球一直被认为是第二类，这意味着虽然它不是寻找生命的目标，但在那里的探索值得适度谨慎。这是因为这颗卫星基本上未受破坏的表面为了解我们太阳系的历史——或许还有地球上生命的起源和演化提供了独特的线索。
阿波罗11、12 和 14 号的隔离和其他行星保护措施与今天的第五类有一些共同之处，第五类适用于从潜在可居住（甚至可能已居住！）的世界（如火星、欧罗巴或恩克拉多斯）将设备或样本返回地球的任务。在这些情况下，一个目标是防止反向污染；另一个目标是保持返回的样本原始状态，就像阿波罗登月任务期间一样。当然，第五类任务还必须防止正向污染——这是阿波罗计划期间未被优先考虑的目标。
处理现代第五类情况的一种拟议解决方案是将设备和样本返回到月球或轨道上的专用实验室，而不是返回地球。理由是，在那里，可以分析转移的材料，而不会有污染地球的风险。但是，这种方法将非常昂贵，而且地球外的设施将缺乏目前最大化样本返回任务科学回报所需的大型、重型仪器。而且，这还不是唯一的问题。
斯普里说，在地球-月球系统中自由移动人员、设备和材料，而无需高级别的行星保护要求应该是一个优先事项。“我们不想完全恢复阿波罗时代的旧隔离协议，但将样本和宇航员返回到位于地球上的隔离设施是一个合理的方法。”这种基于地球的接收计划的后勤细节仍有待制定，但斯普里设想了一个具有所谓“生物安全 4 级能力”（地球上处理危险的、致病生物体的最高安全级别，如天花或埃博拉病毒）的隔离设施。这样的设施还需要采取额外的措施来保持任何样本的原始状态，就像大多数阿波罗样本一样。
看待保护月球问题的另一种方式是，我们可以将我们这个没有生命的月球邻居最好地视为前往对天体生物学更敏感的地区（即火星）的任务的某种试验场。“随着我们继续制定和完善火星探测的行星保护要求，月球探测提供了一个机会，可以在将这些要求应用于微生物敏感环境之前对其进行评估，”NASA 约翰逊航天中心 (JSC) 天体材料研究和探索科学部门的冰和有机物馆长朱莉·米切尔说。例如，她补充说，月球上的前哨站可以为了解太空栖息地的微生物群如何随时间变化提供新的见解，并可能导致更好的方法来防止灰尘和其他污染物从外部的异世界侵入设施。
在“合成生物学”实验可以在太阳系其他地方开展之前，没有生命且无菌的月球也可以为这些实验提供理想的试验场。该术语指的是对地球生物进行复杂的基因改造，例如，为了净化栖息地的空气甚至生产火箭燃料而有意改造被称为蓝藻的光合藻类。“如果没有蓝藻的应用，人类的太空探索是不可能的，”微生物学家伊戈尔·布朗说，他曾在 JSC 与已故的天体生物学先驱大卫·麦凯一起研究合成生物学在月球上的应用。
这种具有远见的、合成生物学增强的、在整个太阳系进行人类星际探索的计划，是否有可能与行星保护的严格原则相协调？答案，如果能够找到的话，可能会在我们何时、如何以及是否重返月球时出现。