Johnson Space Center Campus 31 har ikke storheten og historien til noe Tower of London. Det er ingen kongevakt utenfor. Imidlertid er det her, i en bygning fra 60-tallet, at NASA beholder juvelene til sitt romprogram. Inne i forskjellige rene rom sporer kuratorer meteoritter fra Mars og asteroidebeltet, kosmisk støv, solvindprøver, kometpartikler, og selvfølgelig hundrevis av kilo månestein. Ars Technica tok en tur i dette hemmelige NASA-depotet og tok frem mange interessante ting, som vi vil snakke om.
I slutten av desember tilbrakte representanter for denne ressursen dagen på å besøke samlingene til Object 31, inkludert Genesis Lab som sjelden er besøkt. Og selv om de ikke fikk en månestein som et minnesmerke, tok de en enestående tur til hvert eneste astromateriale som NASA samlet fra andre kropper i solsystemet og utover. Vi har nå muligheten til å studere hvordan NASA beskytter sine sjeldneste og mest verdifulle eksempler fra andre verdener. Videre i første person, historien om Ars.
Antarktiske meteoritter
Først ønsket vi å ta en titt på den berømte Mars-rocken.
Før vi kom til NASAs meteorittlaboratorium, tok vi av oss gifteringene, og tok på oss skodrekk, kirurgiske luer og hvite klær. Etter garderoben ble vi overført til en liten celle der en luftdusj tok frie partikler fra oss - en slags orkansimulator. Endelig befinner vi oss i et sterkt sterilt rom der NASA lagrer asteroider som forskere har samlet i Antarktis.
Kampanjevideo:
Denne samlingen inneholder omtrent 20 000 steiner, men den mest kjente av dem er ALH84001. For omtrent 16 millioner år siden falt en stor meteoritt eller asteroide på 0,5 til 1 kilometer over overflaten av Mars og løftet en rad med bergarter i verdensrommet med en hastighet som oversteg planetens rømningshastighet. En av dem fløy gjennom verdensrommet og falt for 13 000 år siden i Antarktis. Et team av forskere, finansiert av National Science Foundation, oppdaget det vinteren 1984, men visste ikke på det tidspunktet at asteroiden var hjemmet til Mars.
Amerikanerne var ikke de første til å innse at Antarktis er det beste stedet i verden å lete etter meteoritter. Japanske oppdagelsesreisende har gått og samlet dem der siden 60-tallet. Da geologen William Cassidy fra University of Pittsburgh fikk vite om deres vellykkede funn av alle slags meteoritter i 1973, overbeviste han National Science Foundation om å finansiere amerikanske ekspedisjoner. I 1976 hadde amerikanerne innhentet japanske forskere i dette området; og to år senere ble et NASA-laboratorium opprettet for å lagre disse prøvene.
Selv om strømmen av meteoritter i Antarktis ikke er forskjellig fra strømmer andre steder i verden, er klimaet på dette kontinentet tørt og kaldt, nesten uten mennesker, noe som hjelper meteorittene å holde seg intakte. Geografi hjelper også. Mens massive islag flyter fra sørpolen, kolliderer de med Transantarctic Mountains, en 3500 kilometer høy rygg som strekker seg over hele kontinentet. Meteoritter faller inn i det brede og flate polarområdet og absorberes av denne strømmen, som stopper etter å ha nådd fjellene.
"Når denne isen dukker opp, skaper den rette kombinasjonen av høyde og temperatur en ablasjonssone for isen og meteorittene forblir under den," forklarer Kevin Reiter, planetforsker og kurator for den antarktiske meteoritten. "Det er områder på åsen med en utrolig konsentrasjon av meteoritter."
Steinene forblir frosne til de når laboratoriet i Houston. Dette forhindrer rusting og mineralforandringer som kan oppstå ved høyere temperaturer. En gang i laboratoriet smelter steiner i et varmt, tørt miljø hvor fuktighet raskt fjernes. Steinene lagres deretter i nitrogenskap for å forhindre ytterligere oksidasjon.
Ti år etter at forskere oppdaget ALH84001, skjønte de at dette og et dusin andre lignende meteoritter nesten helt sikkert kom fra Mars, siden de inneholder spor av gass som ligger i Mars-atmosfæren.
Dette førte til en uventet interesse fra laboratorier. Da Dave McKay og andre forskere ved Johnson Space Center undersøkte fjellet, oppdaget de små, rare trekk som lignet ormlignende fossiler. Basert på dette funnet ble en artikkel publisert i Science i 1996 der forskere kunngjorde oppdagelsen av bevis for eksistensen av gammelt liv på Mars. Over natten ble Antarctic Meteorite Research Laboratory et av de hotteste stedene i verden. Forskere og journalister konkurrerte med hverandre for å komme inn.
I dag, med NASAs rovere som skraper hele Mars-overflaten, kan det virke som om søket etter nye bergarter i Antarktis, der de ble utsatt for jordens atmosfære i tusenvis av år, ville være ubrukelig for vitenskapen. Men det stemmer ikke, sier Reiter.
"Marsmeteoritter er av stor interesse," forklarer han. - Vi har mottatt mye nyttig informasjon om Mars fra rovere, og det blir lagt stor vekt på å finne bevis på at det finnes flytende vann, flyktige stoffer og alt som kan være forbundet med livet. Men når vi samler inn bergarter her på jorden, er det ikke mye bevis i disse meteorittene som indikerer slike prosesser. Derfor tror vi at vi mangler en betydelig del av mangfoldet av bergarter fra Mars i samlingen vår. Hvis vi faktisk fant et stykke sediment fra Mars, kunne det være mange flere målinger på jorden i laboratoriet enn robotoppdrag ville tillate.”
I tillegg til marsbergartene, har NASA hundrevis av meteoritter fra det store asteroiden Vesten, og noen antas å ha kommet fra andre kropper i asteroidebeltet. Det er også meteoritter fra månen, og Reiter sier at de tilbyr verdifull variasjon over vårt utvalg av seks månelandingssteder. Det er også flere titalls "bortkomne" meteoritter, som forskerne ikke kan spore fra. Det er mulig at en av dem ble født på Venus eller Merkur. Søket etter interessante nye meteoritter er grunnen til at forskere kommer tilbake til Antarktis hver november.
Når det gjelder ALH84001, mottok Reiter den pakkede meteoritten på kort tid. "Dette er det," sier han slik at vi forstår omfanget av leveransen. "Et stort stykke stein." Og det var et stort stykke stein. Kort tid etter at de ble publisert i Science, kom flertallet av det vitenskapelige samfunnet med en annen, mer akseptabel forklaring på de små fossile tunnelene. Denne steinen er livløs i dag og har sannsynligvis alltid vært.
Men søket fortsetter. Hvis universet skal bringe deler av andre verdener til jorden, er det minste vi kan gjøre å hente dem.
Kometer og stjernestøv
Han sto på bordet, rett foran oss. For elleve år siden fløy denne matrisen med 132 airgelfylte fliser formet som en tennisracket gjennom Comet Wildes koma 2. Etter å ha passert 400 kilometer fra kometens kjerne fanget matrisen først bittelite stykker av kometen. Stardust-romfartøyet returnerte deretter vellykket til jorden i 2006. Nå, nesten ti år senere, fortsetter forskere å undersøke hver flis for støvpartikler som har fanget seg i aerogelen.
Selve aerogelen er nesten et magisk stoff. Det ser ut som frossen røyk. Med en tetthet 1000 ganger mindre enn glass, er den nesten luft. Men det er perfekt for å stoppe partikler som er mindre enn et sandkorn som beveger seg seks ganger raskere enn en riflekule. Partiklene lager stier når de passerer gjennom aerogelen til de stopper, men blir fullstendig ødelagt.
Ron Bastien, Stardust Lab Manager, forberedte en av flisene for å demonstrere under vårt besøk. "Hvis du ser nøye på den, kan du se denne linjen gå gjennom den, det er her en liten partikkel treffer aerogelen og går gjennom den," sier han. "Hvis du ser på bunnen av denne stien, vil det være en partikkel." En kometpartikkel nå hundrevis av millioner kilometer unna.
Kometmaterialet er studert av dusinvis av forskningsgrupper. Til sin overraskelse fant de ut at kometer dannes samtidig under isete og varme forhold. Forskere har lenge visst at kometis dannes ved den kalde kanten av solsystemet utenfor banen til Neptun, men nå innså de at en steinete kjerne dannes mye nærmere solen.
De er klar over dette fordi noen av partiklene som ble samlet inn av Stardust var hvite og uregelmessige. Disse kalsium-aluminium-inneslutningene antas å ha dannet seg veldig nær solens overflate i brannen til solsystemets skapelse. De er blant de eldste materialene i solsystemet, som er nær 4,56 milliarder år gamle. Og nå har forskere funnet dem i kometer som har reist til Pluto og utover. Dette gir forskere ekstra tillit til at studiet av kometer er studiet av tidskapsler, som vil fortelle mye om tidene for dannelsen av solsystemet.
Siden airgelbrettet ble levert til kometen i relativt kort tid, hadde Stardust-oppdraget et andre brett med fliser, bare i tilfelle brann.
I løpet av den utvidede flyvningen til og fra Comet Wilde 2 brukte romfartøyet dette andre brettet til å samle interstellært støv. I motsetning til den kraftige strømmen av kometiske partikler, forventet forskerne å samle bare noen få små interstellare partikler, mikroner i størrelse, som styrter mot solsystemet i forskjellige vinkler. Så da romfartøyet kom tilbake til jorden, ble forskere bedt om å finne disse partiklene.
Stardust-laboratoriet installerte automatiske skannemikroskoper som tok bilder av den interstellare samleren, og forskere inviterte publikum - "duster" - for å finne spor av partikler i individuelle fliser som en del av Stardust @ Home-prosjektet.
I august 2014 ble syv interstellare støvpartikler kunngjort, de første prøvene av støv fra stjerner utenfor solsystemet. Dasters fant to partikler. Selv nå har forskere bare begynt å forstå naturen til disse partiklene, hvorav noen er "luftige" som snøfnugg og kunne ha kommet fra en supernovaeksplosjon for millioner av år siden.
Genesis
Vi forberedte oss på den deiligste delen av turen i halvannen time da Judine Alton spurte om vi måtte gå på toalettet (jeg glemte å spørre tidligere). Heldigvis ikke nødvendig.
NASA lagrer de mest følsomme prøvene i Genesis-laboratoriet, som holdes rene i henhold til romsenterets strengeste protokoller. Genesis-laboratoriet lagrer partikler av solvinden, små biter av solen som inneholder ledetråder om sammensetningen av soltåken da planetene nettopp dannet seg.
Vi ble bedt om den morgenen om ikke å bruke gifteringer eller bruke deodorant. I gangen tar vi på hansker, skodekker og hårnett. I "garderoben" ble vi satt på masker, heldrakter, hatter, spesielle støvler og et par andre hansker. De tok også notatboken min og ga meg "rent" papir - og inne fikk jeg også en "ren" Sharpie-penn. Fotograferingsutstyret vårt gikk også gjennom en opprydding: vi måtte bruke flere minutter på å tørke linser og stativer med spritservietter til forskerne var sikre på at enhetene var tilstrekkelig fri for støv.
Etter alt dette spurte vi hvor mange besøkende laboratoriet fikk. "Jeg godtar ikke folk," sa Alton, laboratoriets kurator. - Dere er spesielle. Dette er hovedsakelig fordi folk er skitne."
I 2001 gikk NASAs romfartøy Genesis ut i rommet til L1 Lagrange-punktet, hvor tyngdekraften mellom jorden og solen er balansert. I mer enn to år har apparatets matriser samlet ioner som strømmer fra det ytre laget av solen. Filtre er utviklet i forskjellige renheter av materialer, inkludert aluminium, safir, germanium, silisium, gull og diamantlignende amorf karbon, for å samle forskjellige typer solvind.
Det ble antatt at romfartøyet ville være i stand til å samle milliarder av solpartikler, like i vekt som noen få saltkorn, og deretter gå til jorden. Men i løpet av den siste fasen av returen mislyktes flyets fallskjermsystem, og det falt i Utah-ørkenen med en katastrofal hastighet på 300 km / t.
Dette skulle være slutten. For de fleste eksperimentering vil dette bety slutten på spillet. Men de fangede solvindpartiklene var 40-100 nanometer under overflaten. Forskere, inkludert Alton, har funnet ut at de kan redde noen av partiklene hvis de grundig rengjør filtrene som overlevde støtet med jorden.
Kort fortalt har forskere tilpasset seg. I et sterkt opplyst, rent rom viste Carla Gonzalez oss nøyaktig hvordan ved å plassere en strøm av ultrarent vann over et prøvefilter som roterer med flere tusen omdreininger per minutt. Etter 15 minutter fjernet vannet jordens smuss og rusk fra filteret. Denne prosessen etterlot heller ingen løsemidler. I løpet av de ti årene siden Genesis kom tilbake til jorden, har Alton, Gonzalez og andre renset og klassifisert mer enn 2000 prøver, hvorav mange er tilgjengelige for studier av forskere.
Forskere oppnådde de fleste av oppdragets forskningsmål, inkludert den overraskende oppdagelsen at solen har mer oksygen-16, den rikeste isotopen, enn Jorden. Denne avviket har fått forskere til å undersøke hvordan dette oksygenet forlot solen i løpet av de første million årene av dets eksistens, og førte til nye funn om naturen og utviklingen av det tidlige solsystemet.
Da vi kom til slutten av turen i et plettfritt laboratorium, trakk Gonzalez ut et filter med ultrarent vannprøve. Jeg spurte om det var mulig å spise den nå hvis den var så ren. "Jeg tror du kan," svarte Alton. "Men du ville knuse hjertet mitt hvis du gjorde det."
Månesteiner
Ryan Ziegler smilte bredt, det runde ansiktet hans ble understreket perfekt av den rene hetten som dekket hodet hans da vi befant oss foran den blanke, multi-tonns døren til bankhvelvet. "Vel folkens, jeg har spart det beste til sist," sa han. Ziegler studerer månestein ved Johnson Space Center for bedre å forstå hvordan månen dannet seg. Han overvåker også Apollo-prøver og organiserte vår tur til NASAs Astromaterials Laboratory.
Vi sto nå foran hvelvet som holdt to tredjedeler av alle månesteinene i verden.
Og så gikk vi inn. Bygget i 1979, huser denne bygningen Apollo 11 gjennom Apollo 17-samlingene, som ligger i separate skap i rustfritt stål. Astronauter brakte tilbake 2200 prøver under seks Apollo-oppdrag. Selv om 85% av samlingen forblir i uberørt tilstand, spores for øyeblikket mer enn 100.000 månesteiner. "NASAs generelle overvåking gjør det mulig å be om et bestemt utvalg når som helst og kan bli funnet," forklarte Ziegler.
Det var noe utenomjordisk i selve rommet. Steinene i seg selv var ikke synlige; de ble nøye pakket i metallbeholdere i teflonposer, forseglet tre ganger i skap som selv var fylt med rent nitrogen. "Det er mye innsats for å holde disse måneprøvene trygge for fremtidige generasjoner," sier Ziegler. Og selv om du ikke kan se dem, kan du føle tilstedeværelsen av tonnevis av steiner. En gang lå de på overflaten av månen i milliarder av år, og ble deretter samlet av et dusin menneskehender, løftet fra måneoverflaten og falt i Stillehavet. Og nå ligger de stille igjen, allerede i dette rommet.
Til tross for forholdsregler som er tatt, kan ikke "åpne" prøver lagres på ubestemt tid. Selv inne i tredobbelt forseglede lufttette beholdere inneholder ultrarent nitrogen 10 til 100 ppb vann. Månesteinene viser ingen tegn på korrosjon, men fremdeles er det øverste nanometeret eller to allerede forurenset. Ziegler fører oss til et av skapene. "Disse har aldri blitt åpnet," sier han. "Dette er tre av de syv uoppdagede prøvene våre." De ble samlet i vakuumet på månens overflate, plassert i vakuumforseglede rør og er det frem til i dag. NASA sparer dem for en usikker teoretisk fremtid der forskere vil finne flotte nye måter å analysere på.
70% av alle månesteinene er lagret i dette ene rommet. Rundt fem prosent har blitt ødelagt under forskjellige forskningsprosesser, og ytterligere 15% lagres i et reservelagringsanlegg i White Sands, New Mexico. Johnson Space Center er trygt, og dette anlegget ligger i andre etasje. Men romsenteret ligger tvers over gaten fra Clear Lake, som renner ut i Galveston Bay, som renner ut i Mexicogolfen. En orkan i kategori 5 kan ødelegge dette anlegget.
Ziegler fører oss ut av hvelvet inn i et lignende arbeidsrom hvor resten av månestenen oppbevares. Store månestykker vises i større skap i rustfritt stål. Prøver returneres hit etter studier - laboratoriet distribuerer fra 500 til 1000 måneprøver i året til forskere for forskning. VIP-er blir også hentet hit for å vise månesteinene.
Blant prøvene som vises, er den såkalte Genesis-steinen, som ser ut til å være dekket med melis. Apollo 15-mannskapet fikk i oppgave å finne bare en i anortositt stein, og de fant den i nærheten av Apenninene. 4,1 milliarder år gammel, født bare et par hundre millioner år etter dannelsen av solsystemet, bidro Genesis-steinen til å bekrefte teorien om dannelsen av månen etter at jorden kolliderte med et objekt på størrelse med Mars helt i begynnelsen av solsystemet.
Basert på materialer fra Ars Technica
