Johnson Space Center Campus 31 nu are măreția și istoria niciunui turn al Londrei. Afară nu există gardă regală. Cu toate acestea, aici, într-o clădire din epoca anilor 60, NASA păstrează bijuteriile programului său spațial. În interiorul diferitelor camere curate, curatorii urmăresc meteoriții de pe Marte și centura de asteroizi, praf cosmic, probe de vânt solar, particule de comete și, bineînțeles, sute de kilograme de roci lunare. Ars Technica a făcut un tur al acestui depozit secret al NASA și a scos la iveală o mulțime de lucruri interesante, despre care vom vorbi.
La sfârșitul lunii decembrie, reprezentanții acestei resurse au petrecut ziua vizitând colecțiile Obiectului 31, inclusiv laboratorul Genesis rar vizitat. Și, deși nu li s-a oferit o pietricică lunară ca suvenir, au făcut un tur fără precedent al tuturor astromaterialelor pe care NASA le-a colectat de la alte corpuri din sistemul solar și nu numai. Acum avem ocazia să studiem modul în care NASA își protejează cele mai rare și valoroase exemple de alte lumi. Mai departe, la prima persoană, povestea lui Ars.
Meteoriți antarctici
Mai întâi am vrut să aruncăm o privire asupra celebrului rock marțian.
Înainte de a ajunge la laboratorul de meteoriti al NASA, ne-am scos verighetele, apoi ne-am îmbrăcat învelitori pentru pantofi, șepci chirurgicale și veșminte albe. După vestiar, am fost transferați într-o celulă mică, în care un duș cu aer a luat particule libere de la noi - un fel de simulator de uragane. În cele din urmă, ne găsim într-o cameră sterilă puternic luminată în care NASA stochează asteroizi pe care oamenii de știință le-au adunat în Antarctica.
Video promotional:
Această colecție conține aproximativ 20.000 de pietre, dar cea mai faimoasă dintre ele este ALH84001. Cu aproximativ 16 milioane de ani în urmă, un meteorit mare sau un asteroid de 0,5 până la 1 kilometru în lat a căzut pe suprafața lui Marte și a ridicat un șir de roci în spațiu cu o viteză care depășea viteza de evacuare planetară. Unul dintre ei a zburat prin spațiu și acum 13.000 de ani a căzut în Antarctica. O echipă de oameni de știință, finanțată de Fundația Națională pentru Științe, a descoperit-o în iarna anului 1984, dar nu știa la momentul respectiv că asteroidul găzduia Marte.
Americanii au fost departe de primii care au realizat că Antarctica este cel mai bun loc din lume pentru a căuta meteoriți. Exploratorii japonezi au mers și i-au adunat acolo încă din anii '60. Când geologul Universității din Pittsburgh, William Cassidy, a aflat de descoperirile lor cu succes de tot felul de meteoriți în 1973, el a convins Fundația Națională pentru Științe să finanțeze expedițiile americane. Până în 1976, americanii au ajuns din urmă cu oamenii de știință japonezi din această zonă; iar doi ani mai târziu, a fost creat un laborator NASA pentru a stoca aceste probe.
Deși fluxul de meteoriți din Antarctica nu este diferit de fluxurile de oriunde altundeva în lume, clima de pe acest continent este aridă și rece, aproape fără oameni, ceea ce ajută meteoriții să rămână intacti. Geografia ajută și ea. Pe măsură ce plăcile masive de gheață plutesc din Polul Sud, ele se ciocnesc cu Munții Transantarctici, o creastă înaltă de 3500 de kilometri care se întinde pe continent. Meteoriții cad în regiunea polară largă și plată și sunt absorbiți de acest curs, care se oprește după ce a ajuns la munte.
„Când apare această gheață, combinația corectă de altitudine și temperatură creează o zonă de ablație pentru gheață, iar meteoriții rămân sub ea”, explică Kevin Reiter, om de știință planetar și curator al meteoritului din Antarctica. "Există zone pe creastă cu o concentrație incredibilă de meteoriți."
Pietrele rămân înghețate până ajung în laboratorul din Houston. Acest lucru previne ruginirea și alterarea mineralelor care pot apărea la temperaturi mai ridicate. Odată ajuns în laborator, pietrele se topesc într-un mediu cald și uscat, din care umezeala este îndepărtată rapid. Pietrele sunt apoi depozitate în dulapuri cu azot pentru a preveni oxidarea ulterioară.
La zece ani după ce oamenii de știință au descoperit ALH84001, și-au dat seama că acesta și alți duzini de meteoriți similari provin aproape sigur de pe Marte, deoarece conțin urme de gaz inerente atmosferei lui Marte.
Acest lucru a dus la o creștere neașteptată a interesului din laboratoare. Când Dave McKay și alți oameni de știință de la Johnson Space Center au examinat roca, au descoperit trăsături minuscule, ciudate, care semănau cu fosile asemănătoare cu viermii. Pe baza acestei descoperiri, un articol a fost publicat în Science în 1996, în care oamenii de știință au anunțat descoperirea dovezilor existenței vieții antice pe Marte. Peste noapte, laboratorul pentru studiul meteoriților din Antarctica a devenit unul dintre cele mai fierbinți locuri din lume. Oamenii de știință și jurnaliștii s-au luptat între ei pentru a intra înăuntru.
Astăzi, cu roverii NASA care zgâriau întreaga suprafață a lui Marte, ar putea părea căutarea de noi roci marțiene în Antarctica, unde au fost expuse atmosferei Pământului de mii de ani, ar fi inutilă pentru știință. Dar asta nu este adevărat, spune Reiter.
„Meteoriții marțieni sunt de mare interes”, explică el. - Am primit o mulțime de informații utile despre Marte de la rovers și se acordă multă atenție găsirii dovezilor existenței apei lichide, a substanțelor volatile și a tot ceea ce poate fi asociat cu viața. Cu toate acestea, atunci când colectăm roci marțiene aici pe Pământ, nu există prea multe dovezi în aceste meteoriți care să indice astfel de procese. Prin urmare, credem că ne lipsește o parte semnificativă din diversitatea rocilor de pe Marte din colecția noastră. Dacă am găsi de fapt o bucată de sediment de pe Marte, ar putea exista mai multe măsurători pe Pământ în laborator decât ar permite misiunile robotizate”.
În plus față de stâncile marțiene, NASA are sute de meteoriți din marele asteroid din Vest și se crede că unii provin din alte corpuri din centura asteroidului. Există, de asemenea, meteoriți din Lună, iar Reiter spune că oferă o varietate valoroasă peste eșantionul nostru de șase locuri de aterizare lunară. Există, de asemenea, câteva zeci de meteoriți „vagabonzi”, locul de origine pe care oamenii de știință nu îl pot urmări. Este posibil ca unul dintre ei să se fi născut pe Venus sau Mercur. Căutarea unor noi meteoriți interesanți este motivul pentru care oamenii de știință se întorc în Antarctica în fiecare noiembrie.
În ceea ce privește ALH84001, Reiter a primit meteoritul ambalat în cel mai scurt timp. „Acesta este”, spune el, astfel încât să înțelegem amploarea livrării. - O bucată mare de stâncă. Și era o bucată mare de stâncă. La scurt timp după ce a fost publicat în Science, majoritatea comunității științifice a venit cu o explicație diferită, mai acceptabilă, pentru micile tuneluri fosile. Această piatră este astăzi lipsită de viață și probabil că a fost întotdeauna.
Dar căutarea continuă. Dacă universul va aduce pe Pământ bucăți din alte lumi, cel mai puțin putem face este să mergem să le luăm.
Comete și stardust
Stătea pe masă, chiar în fața noastră. În urmă cu unsprezece ani, această serie de 132 de plăci umplute cu aerogel în formă de rachetă de tenis a zburat prin 2. Cometa Wilde. Venind la 400 de kilometri de nucleul cometei, matricea a capturat mai întâi mici piese ale cometei. Sonda spațială Stardust s-a întors apoi cu succes pe Pământ în 2006. Acum, aproape zece ani mai târziu, oamenii de știință continuă să cerceteze fiecare țiglă pentru a găsi particule de praf care au fost prinse în aerogel.
Aerogelul în sine este aproape o substanță magică. Arată ca un fum înghețat. Cu o densitate de 1000 de ori mai mică decât cea a sticlei, este aproape aer. Dar este perfect pentru oprirea particulelor mai mici decât un bob de nisip care călătoresc de șase ori mai repede decât un glonț de pușcă. Particulele creează trasee pe măsură ce trec prin aerogel până când se opresc, dar sunt complet distruse.
Ron Bastien, managerul laboratorului Stardust, a pregătit una dintre piese pentru a demonstra în timpul vizitei noastre. „Dacă îl priviți cu atenție, puteți vedea această linie care o parcurge, aici este o particulă mică care lovește aerogelul și se îndreaptă spre el”, spune el. "Dacă te uiți la partea de jos a acestei trasee, va exista o particulă." O particulă de cometă acum la sute de milioane de kilometri distanță.
Materialul cometei a fost studiat de zeci de grupuri de cercetare. Spre surprinderea lor, au descoperit că cometele se formează simultan în condiții de gheață și căldură. Oamenii de știință știau de mult că gheața cometei se formează la marginea rece a sistemului solar dincolo de orbita Neptunului, dar acum și-au dat seama că un miez stâncos se formează mult mai aproape de soare.
Sunt conștienți de acest lucru, deoarece unele particule colectate de Stardust erau albe și neregulate. Se crede că aceste incluziuni de calciu-aluminiu s-au format foarte aproape de suprafața soarelui în focul creației sistemului solar. Acestea se numără printre cele mai vechi materiale din sistemul solar, care au o vechime de aproape 4,56 miliarde de ani. Și acum oamenii de știință le-au găsit în comete care au călătorit la Pluto și nu numai. Acest lucru oferă oamenilor de știință încredere suplimentară că studiul cometelor este studiul capsulelor timpului, care vor spune multe despre timpurile de formare a sistemului solar.
Întrucât tava pentru aerogel a fost furnizată cometei pentru o perioadă relativ scurtă de timp, misiunea Stardust avea și o a doua tavă de țiglă doar în caz de incendiu.
În timpul zborului extins către și de la cometa Wilde 2, nava a folosit această a doua tavă pentru a colecta praful interstelar. Spre deosebire de fluxul puternic de particule cometare, oamenii de știință se așteptau să colecteze doar câteva particule interstelare minuscule, cu dimensiuni de microni, care se grăbeau spre sistemul solar sub diferite unghiuri. Așadar, când nava s-a întors pe Pământ, oamenii de știință au fost rugați să găsească aceste particule.
Laboratorul Stardust a instalat microscopuri de scanare automată care au făcut poze cu colectorul interstelar, iar oamenii de știință au invitat publicul - „duster” - să contribuie la găsirea urmelor de particule în plăci individuale ca parte a proiectului Stardust @ Home.
În august 2014, au fost anunțate șapte particule de praf interstelar, primele mostre de praf de la stele din afara sistemului solar. Dusters a găsit două particule. Chiar și acum, oamenii de știință abia încep să înțeleagă natura acestor particule, dintre care unele sunt „pufoase” precum fulgii de zăpadă și ar fi putut proveni dintr-o explozie de supernovă cu milioane de ani în urmă.
Geneză
Ne pregăteam pentru cea mai delicioasă parte a plimbării timp de o oră și jumătate, când Judine Alton a întrebat dacă trebuie să mergem la toaletă (am uitat să întreb mai devreme). Din fericire, nu este necesar.
NASA stochează cele mai sensibile probe în laboratorul Genesis, care este păstrat curat conform celor mai stricte protocoale ale centrului spațial. Laboratorul Genesis stochează particule din vântul solar, mici bucăți de Soare care conțin indicii despre compoziția nebuloasei solare atunci când planetele tocmai se formau.
Am fost instruiți în dimineața aceea să nu purtăm verighete sau să folosim deodorant. Pe hol ne-am îmbrăcat cu mănuși, huse pentru pantofi și plase de păr. În „dressing” am fost puși pe măști, costume de corp, pălării, cizme speciale și a doua pereche de mănuși. Mi-au luat și caietul și mi-au dat hârtie „curată” - iar în interior am primit și un stilou Sharpie „curat”. Echipamentul nostru de fotografie a trecut și el printr-o curățare: a trebuit să petrecem câteva minute ștergând lentilele și trepiedele cu șervețele alcoolice până când oamenii de știință au fost siguri că dispozitivele sunt suficient de libere de praf.
După toate acestea, am întrebat câți vizitatori au primit laboratorul. „Nu accept oamenii”, a spus Alton, curatorul laboratorului. - Sunteți speciali. Acest lucru se datorează în principal faptului că oamenii sunt murdari.
În 2001, nava spațială Genesis a NASA a intrat în spațiu până în punctul L1 Lagrange, unde gravitația dintre Pământ și Soare este echilibrată. De mai bine de doi ani, matricile aparatului colectează ioni care curg din stratul exterior al Soarelui. Filtrele au fost dezvoltate dintr-o varietate de purități materiale, inclusiv aluminiu, safir, germaniu, siliciu, aur și carbon amorf asemănător diamantului, pentru a colecta diferite tipuri de vânt solar.
Se credea că nava spațială va fi capabilă să colecteze miliarde de particule solare, egale în greutate cu doar câteva boabe de sare, și apoi să meargă pe Pământ. Dar în ultima fază a returului, sistemul de parașută al aeronavei a eșuat și a căzut în deșertul Utah cu o viteză catastrofală de 300 km / h.
Acesta trebuia să fie sfârșitul. Pentru majoritatea experimentelor, acest lucru ar însemna sfârșitul jocului. Dar particulele de vânt solar capturate se aflau la 40-100 nanometri sub suprafață. Oamenii de știință, inclusiv Alton, au descoperit că pot salva unele particule dacă curăță bine filtrele care au supraviețuit impactului cu Pământul.
Pe scurt, oamenii de știință s-au adaptat. Într-o cameră curată, luminată puternic, Carla Gonzalez ne-a arătat exact cum așezând un flux de apă ultrapură peste un filtru de probă care se rotește cu câteva mii de rotații pe minut. După 15 minute, apa a îndepărtat murdăria și resturile spațiale din filtru. De asemenea, acest proces nu a lăsat solvenți. În cei zece ani de la revenirea Genezei pe Pământ, Alton, Gonzalez și alții au curățat și clasificat peste 2.000 de probe, dintre care multe sunt disponibile pentru studiu de către oamenii de știință.
Oamenii de știință au atins majoritatea obiectivelor de cercetare ale misiunii, inclusiv descoperirea surprinzătoare că Soarele are mai mult oxigen-16, cel mai abundent izotop, decât Pământul. Această divergență i-a determinat pe oamenii de știință să investigheze modul în care acest oxigen a părăsit Soarele în primele câteva milioane de ani de existență, ducând la noi descoperiri despre natura și dezvoltarea sistemului solar timpuriu.
Când am ajuns la sfârșitul turneului nostru într-un laborator fără pată, Gonzalez a scos un filtru cu probe de apă ultrapură. Am întrebat dacă este posibil să-l mănânc acum dacă este atât de curat. - Cred că poți, răspunse Alton. - Dar mi-ai frânge inima dacă ai face asta.
Pietre lunare
Ryan Ziegler zâmbi larg, cu fața rotundă perfect subliniată de capacul curat care îi acoperea capul în timp ce ne găseam în fața ușii strălucitoare, de mai multe tone a bolții bancare. „Ei bine băieți, am salvat cel mai bun pentru ultimul timp”, a spus el. Ziegler studiază rocile lunare la Johnson Space Center pentru a înțelege mai bine modul în care s-a format luna. De asemenea, el supraveghează probele Apollo și ne-a organizat turul Laboratorului de astromateriale al NASA.
Acum stăteam în fața bolții care deținea două treimi din toate pietrele lunii din lume.
Și apoi am intrat. Construită în 1979, această clădire găzduiește colecțiile Apollo 11 până la Apollo 17, care sunt adăpostite în dulapuri separate din oțel inoxidabil. Astronauții au adus înapoi aproximativ 2.200 de mostre în timpul a șase misiuni Apollo. Deși 85% din colecție rămâne în stare curată, în prezent sunt urmărite peste 100.000 de pietre lunare. „Supravegherea generală a NASA permite solicitarea unui eșantion specific în orice moment și poate fi găsit”, a explicat Ziegler.
În cameră era ceva extraterestru. Pietrele în sine nu erau vizibile; erau ambalate cu grijă în recipiente metalice în pungi de teflon, sigilate de trei ori în dulapuri care erau ele însele umplute cu azot pur. „Există o mulțime de eforturi pentru păstrarea în siguranță a acestor exemplare lunare pentru generațiile viitoare”, spune Ziegler. Și, deși nu le puteți vedea, puteți simți prezența a tone de pietre. Odată ce s-au întins pe suprafața lunii timp de miliarde de ani, apoi au fost adunați de o duzină de mâini umane, ridicați de pe suprafața lunară și au căzut în Oceanul Pacific. Și acum zac din nou în liniște, deja în această cameră.
În ciuda măsurilor de precauție luate, eșantioanele „deschise” nu pot fi păstrate pe termen nelimitat. Chiar și în interiorul recipientelor etanșe triplu, azotul ultrapur conține 10 până la 100 ppb de apă. Rocile lunare nu prezintă semne de coroziune, dar încă nanometrul superior sau doi au fost deja contaminate. Ziegler ne conduce la unul dintre dulapuri. „Acestea nu au fost deschise niciodată”, spune el. "Acestea sunt trei dintre cele șapte mostre nedescoperite ale noastre." Au fost colectate în vidul suprafeței lunare, adăpostite în tuburi sigilate sub vid și rămân așa până în prezent. NASA îi salvează pentru un viitor teoretic incert în care oamenii de știință vor găsi noi modalități extraordinare de analiză.
70% din toate rocile lunare sunt stocate în această cameră. Aproximativ cinci la sută au fost distruse în timpul diferitelor procese de cercetare, iar alte 15% sunt stocate într-o unitate de depozitare de rezervă din White Sands, New Mexico. Johnson Space Center este sigur, iar această facilitate se află la etajul al doilea. Dar centrul spațial este vizavi de Clear Lake, care se varsă în Golful Galveston, care se varsă în Golful Mexic. Un uragan de categoria 5 ar putea distruge această facilitate.
Ziegler ne conduce afară din seif și într-o cameră de lucru de dimensiuni similare, unde se păstrează restul rocilor lunare. Bucăți mari de Lună sunt afișate în dulapuri mai mari din oțel inoxidabil. Probele sunt returnate aici după studiu - laboratorul distribuie de la 500 la 1000 de probe lunare pe an oamenilor de știință pentru cercetare. VIP-uri sunt, de asemenea, aduse aici pentru a arăta pietrele lunii.
Printre exemplarele expuse se numără așa-numita rocă Genesis, care pare a fi acoperită cu zahăr pudră. Echipajul Apollo 15 a fost însărcinat să găsească doar una în stânca anortozită și a găsit-o lângă Apenini. La o vechime de 4,1 miliarde de ani, născută la doar câteva sute de milioane de ani de la formarea sistemului solar, piatra Genesis a ajutat la confirmarea teoriei formării lunii după ce Pământul s-a ciocnit cu un obiect de mărimea lui Marte chiar la începutul sistemului solar.
Pe baza materialelor de la Ars Technica
