Johnson Space Center Campus 31 tidak dibezakan oleh kehebatan dan sejarah mana-mana Menara London. Tidak ada penjaga kerajaan di luar. Namun, di sini, di bangunan era 60-an, NASA menyimpan permata program ruang angkasa. Di dalam pelbagai bilik bersih, kurator mengesan meteorit dari Marikh dan tali pinggang asteroid, debu kosmik, sampel angin suria, zarah komet dan, tentu saja, beratus-ratus kilogram batu bulan. Ars Technica melakukan lawatan ke repositori NASA rahsia ini dan membawa banyak perkara menarik, yang akan kita bincangkan.
Pada akhir bulan Disember, perwakilan sumber ini menghabiskan hari untuk melawat koleksi Objek 31, termasuk Genesis Lab yang jarang dikunjungi. Dan walaupun mereka tidak diberi batu lunar untuk diingat, mereka melakukan lawatan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk setiap astromaterial yang dikumpulkan oleh NASA dari badan lain di sistem suria dan seterusnya. Kami kini berpeluang untuk mengkaji bagaimana NASA melindungi contohnya yang paling jarang dan paling berharga dari dunia lain. Lebih jauh pada orang pertama, kisah Ars.
Meteorit Antartika
Mula-mula kami ingin melihat batu Martian yang terkenal.
Sebelum sampai ke makmal meteorit NASA, kami menanggalkan cincin perkahwinan kami dan kemudian memakai penutup kasut, topi pembedahan dan jubah putih. Selepas bilik persalinan, kami dipindahkan ke sel kecil, di mana pancuran udara mengambil zarah bebas dari kami - sejenis simulator taufan. Akhirnya, kita berada di bilik steril yang terang di mana NASA menyimpan asteroid yang dikumpulkan oleh saintis di Antartika.
Video promosi:
Koleksi ini mengandungi sekitar 20,000 batu, tetapi yang paling terkenal adalah ALH84001. Kira-kira 16 juta tahun yang lalu, sebuah meteorit atau asteroid 0,5 hingga 1 kilometer yang besar jatuh ke permukaan Marikh dan mengangkat deretan batu ke angkasa dengan kelajuan yang melebihi kecepatan pelarian planet. Salah seorang dari mereka terbang melalui angkasa dan 13,000 tahun yang lalu jatuh ke Antartika. Sekumpulan saintis, yang dibiayai oleh Yayasan Sains Nasional, menemuinya pada musim sejuk tahun 1984, tetapi ketika itu tidak mengetahui bahawa asteroid itu adalah rumah bagi Marikh.
Orang Amerika bukanlah orang pertama yang menyedari bahawa Antartika adalah tempat terbaik di dunia untuk mencari meteorit. Penjelajah Jepun telah berjalan dan mengumpulkannya di sana sejak tahun 60-an. Ketika ahli geologi Universiti Pittsburgh William Cassidy mengetahui kejayaan mereka menemui semua jenis meteorit pada tahun 1973, dia meyakinkan National Science Foundation untuk membiayai ekspedisi Amerika. Menjelang tahun 1976, Amerika telah bertemu dengan saintis Jepun di kawasan ini; dan dua tahun kemudian, sebuah makmal NASA telah dibuat untuk menyimpan sampel ini.
Walaupun aliran meteorit di Antartika tidak berbeza dengan aliran di tempat lain di dunia, iklim di benua ini kering dan sejuk, dengan hampir tidak ada orang, yang membantu meteorit tetap utuh. Geografi juga membantu. Sebagai lapisan es besar dari Kutub Selatan, mereka bertembung dengan Pergunungan Transantarctic, sebuah rabung setinggi 3500 kilometer yang membentang di seluruh benua. Meteorit jatuh ke kawasan kutub yang luas dan rata dan terserap oleh aliran ini, yang berhenti setelah sampai ke pergunungan.
"Apabila ais ini muncul, kombinasi ketinggian dan suhu yang tepat membuat zon ablasi untuk es, dan meteorit tetap berada di bawahnya," jelas Kevin Reiter, saintis planet dan kurator meteorit Antartika. "Terdapat kawasan di jurang dengan kepekatan meteorit yang luar biasa."
Batu-batu itu tetap beku sehingga sampai di makmal di Houston. Ini mencegah pengaratan karat dan mineral yang boleh berlaku pada suhu yang lebih tinggi. Sekali di makmal, batu mencair di persekitaran yang kering dan kering, dari mana kelembapan cepat dikeluarkan. Batu-batu itu kemudian disimpan di kabinet nitrogen untuk mengelakkan pengoksidaan selanjutnya.
Sepuluh tahun selepas saintis menemui ALH84001, mereka menyedari bahawa ini dan selusin meteorit serupa hampir pasti berasal dari Marikh, kerana mereka mengandungi jejak gas yang terdapat di atmosfer Mars.
Ini menyebabkan peningkatan minat yang tidak dijangka dari makmal. Ketika Dave McKay dan saintis lain di Johnson Space Center memeriksa batu itu, mereka menemui ciri-ciri aneh kecil yang menyerupai fosil seperti cacing. Berdasarkan penemuan ini, sebuah artikel diterbitkan dalam Science pada tahun 1996 di mana para saintis mengumumkan penemuan bukti keberadaan kehidupan kuno di Marikh. Semalaman, makmal kajian meteorit Antartika menjadi salah satu tempat terpanas di dunia. Para saintis dan wartawan saling bersaing untuk masuk ke dalam.
Hari ini, dengan penelusur NASA menggaru seluruh permukaan Marikh, nampaknya pencarian batu-batu Martian baru di Antartika, di mana mereka terdedah kepada atmosfer Bumi selama ribuan tahun, tidak akan berguna bagi sains. Tetapi itu tidak benar, kata Reiter.
"Meteorit Mars sangat menarik," jelasnya. - Kami telah menerima banyak maklumat berguna mengenai Marikh dari penelusur, dan banyak perhatian diberikan untuk mencari bukti tentang adanya air cair, mudah menguap dan segala yang mungkin berkaitan dengan kehidupan. Tetapi, ketika kita mengumpulkan batu-batu Mars di Bumi, tidak banyak bukti dalam meteorit ini untuk menunjukkan proses tersebut. Oleh itu, kami percaya bahawa kami kehilangan sebahagian besar kepelbagaian batuan dari Marikh dalam koleksi kami. Sekiranya kita benar-benar menjumpai sedimen dari Marikh, mungkin ada lebih banyak ukuran di Bumi dalam keadaan makmal daripada yang dibenarkan oleh misi robotik."
Selain batu Martian, NASA memiliki ratusan meteorit dari asteroid Barat yang besar, dan ada yang dipercayai berasal dari badan lain di tali pinggang asteroid. Terdapat juga meteorit dari Bulan, dan Reiter mengatakan bahawa mereka menawarkan pelbagai berharga di atas enam lokasi pendaratan lunar kami. Terdapat juga belasan meteorit "sesat", tempat asal yang tidak dapat dikesan oleh para saintis. Ada kemungkinan salah seorang dari mereka dilahirkan di Venus atau Mercury. Pencarian meteorit baru yang menarik adalah sebab para saintis kembali ke Antartika setiap November.
Bagi ALH84001, Reiter menerima meteorit yang dibungkus dalam masa yang singkat. "Ini dia," katanya sehingga kita memahami skala penyampaian. "Sebiji batu besar." Dan ada batu besar. Segera setelah diterbitkan dalam Sains, sebahagian besar komuniti saintifik memberikan penjelasan yang berbeza dan lebih dapat diterima untuk terowong fosil kecil. Batu ini tidak bernyawa hari ini dan mungkin selalu ada.
Tetapi pencarian tetap diteruskan. Sekiranya Alam Semesta akan membawa kepingan dunia lain ke Bumi, yang paling tidak dapat kita lakukan ialah pergi dan dapatkannya.
Komet dan stardust
Dia berdiri di atas meja, betul-betul di hadapan kami. Sebelas tahun yang lalu, susunan 132 jubin berisi gelang udara yang berbentuk seperti raket tenis terbang melalui koma Comet Wilde 2. Setelah melewati 400 kilometer dari inti komet, kumpulan ini pertama kali menangkap potongan kecil komet. Kapal angkasa Stardust kemudian berjaya kembali ke Bumi pada tahun 2006. Sekarang, hampir sepuluh tahun kemudian, para saintis terus meneliti setiap jubin untuk zarah-zarah debu yang terperangkap dalam gel udara.
Airgel itu sendiri hampir merupakan bahan ajaib. Ia kelihatan seperti asap beku. Dengan ketumpatan 1000 kali lebih sedikit daripada kaca, hampir udara. Tetapi sangat sesuai untuk menghentikan zarah yang lebih kecil daripada sebutir pasir yang bergerak enam kali lebih cepat daripada peluru senapang. Zarah-zarah itu membuat jejak ketika mereka melalui gelang udara sehingga berhenti tetapi hancur sepenuhnya.
Ron Bastien, Pengurus Makmal Stardust, menyediakan salah satu jubin untuk ditunjukkan semasa lawatan kami. "Jika anda melihatnya dengan teliti, anda dapat melihat garis ini melaluinya, di sinilah partikel kecil memukul gel udara dan melaluinya," katanya. "Sekiranya anda melihat bahagian bawah jejak ini, akan ada zarah." Zarah komet kini beratus-ratus juta kilometer jauhnya.
Bahan komet telah dikaji oleh puluhan kumpulan penyelidikan. Yang mengejutkan mereka, mereka mendapati komet terbentuk secara serentak dalam keadaan sejuk dan panas. Para saintis telah lama mengetahui bahawa es komet terbentuk di pinggir sejuk sistem suria di luar orbit Neptunus, tetapi sekarang mereka menyedari bahawa inti berbatu terbentuk jauh lebih dekat dengan matahari.
Mereka menyedari ini kerana sebilangan zarah yang dikumpulkan oleh Stardust berwarna putih dan tidak teratur. Inklusi kalsium-aluminium ini dipercayai terbentuk sangat dekat dengan permukaan matahari dalam api penciptaan sistem suria. Mereka adalah antara bahan tertua dalam sistem suria, yang berusia hampir 4.56 bilion tahun. Dan sekarang para saintis telah menemui mereka dalam komet yang telah pergi ke Pluto dan seterusnya. Ini memberi para saintis keyakinan tambahan bahawa kajian komet adalah kajian kapsul waktu, yang akan banyak memberitahu tentang masa pembentukan sistem suria.
Oleh kerana dulang airgel diberikan kepada komet untuk waktu yang agak singkat, misi Stardust mempunyai dulang jubin kedua, sekiranya berlaku kebakaran.
Semasa penerbangan yang dilanjutkan ke dan dari Comet Wilde 2, kapal angkasa menggunakan dulang kedua ini untuk mengumpulkan habuk antara bintang. Tidak seperti aliran zarah komet yang kuat, para saintis diharapkan dapat mengumpulkan hanya beberapa zarah antarbintang kecil, berukuran mikron, bergegas ke arah sistem suria pada sudut yang berbeza. Oleh itu, ketika kapal angkasa kembali ke Bumi, para saintis diminta untuk mencari zarah-zarah ini.
Makmal Stardust memasang mikroskop pengimbasan automatik yang mengambil gambar pengumpul antara bintang, dan para saintis menjemput orang ramai - "lap" - untuk membantu mencari jejak zarah dalam jubin individu sebagai sebahagian daripada projek Stardust @ Home.
Pada bulan Ogos 2014, tujuh zarah debu antara bintang diumumkan, sampel debu pertama dari bintang di luar sistem suria. Pengganggu menemui dua zarah. Walaupun sekarang, para saintis baru mula memahami sifat zarah-zarah ini, beberapa di antaranya "halus" seperti kepingan salji dan mungkin berasal dari letupan supernova berjuta-juta tahun yang lalu.
Kejadian
Kami bersiap untuk berjalan-jalan yang paling enak selama satu setengah jam ketika Judine Alton bertanya adakah kami perlu pergi ke tandas (saya lupa bertanya sebelumnya). Nasib baik, tidak perlu.
NASA menyimpan sampel yang paling sensitif di makmal Genesis, yang dijaga kebersihannya mengikut protokol paling ketat pusat angkasa. Laboratorium Genesis menyimpan zarah-zarah angin suria, potongan kecil Matahari yang berisi petunjuk tentang komposisi nebula suria ketika planet-planet baru terbentuk.
Kami diarahkan pada pagi itu untuk tidak memakai cincin perkahwinan atau menggunakan deodoran. Di lorong kami memakai sarung tangan, penutup kasut dan jubah rambut. Di "bilik persalinan" kami mengenakan topeng, pakaian lengkap, topi, but khas dan sepasang sarung tangan kedua. Mereka juga mengambil buku nota saya dan memberi saya kertas "bersih" - dan di dalamnya saya juga mendapat pen Sharpie "bersih". Peralatan fotografi kami juga melakukan pembersihan: kami terpaksa menghabiskan beberapa minit dengan mengelap lensa dan tripod dengan tisu alkohol sehingga para saintis yakin bahawa alat tersebut cukup bebas dari habuk.
Setelah semua ini, kami bertanya berapa banyak pengunjung yang diterima makmal. "Saya tidak menerima orang," kata Alton, kurator makmal. - Kalian istimewa. Ini terutamanya kerana orang kotor."
Pada tahun 2001, kapal angkasa Genesis NASA pergi ke angkasa ke titik L1 Lagrange, di mana graviti antara Bumi dan Matahari seimbang. Selama lebih dari dua tahun, susunan radas telah mengumpulkan ion yang mengalir dari lapisan luar Matahari. Penapis telah dikembangkan dari berbagai kesucian bahan, termasuk aluminium, safir, germanium, silikon, emas, dan karbon amorf seperti berlian, untuk mengumpulkan pelbagai jenis angin suria.
Diyakini bahawa kapal angkasa akan dapat mengumpulkan berbilion zarah suria, beratnya sama dengan beberapa butir garam, dan kemudian pergi ke Bumi. Tetapi semasa fasa terakhir pengembalian, sistem parasut pesawat gagal, dan jatuh di gurun Utah dengan kelajuan bencana 300 km / jam.
Ini sepatutnya menjadi akhir. Bagi kebanyakan eksperimen, ini bermaksud akhir permainan. Tetapi zarah angin suria yang ditangkap berada 40-100 nanometer di bawah permukaan. Para saintis, termasuk Alton, telah menemui bahawa mereka dapat menyelamatkan sebahagian zarah jika mereka membersihkan penapis yang terselamat dari bumi.
Pendek kata, saintis telah menyesuaikan diri. Di sebuah ruangan yang terang dan bersih, Carla Gonzalez menunjukkan kepada kita bagaimana dengan meletakkan aliran air ultrapure di atas penapis sampel yang berputar pada beberapa ribu putaran seminit. Selepas 15 minit, air membersihkan kotoran dan kotoran ruang dari penapis. Proses ini juga tidak meninggalkan pelarut. Dalam sepuluh tahun sejak kembalinya Kejadian ke Bumi, Alton, Gonzalez dan lain-lain telah membersihkan dan mengklasifikasikan lebih daripada 2.000 sampel, banyak di antaranya tersedia untuk kajian oleh para saintis.
Para saintis mencapai sebahagian besar tujuan penyelidikan misi, termasuk penemuan yang mengejutkan bahawa Matahari mempunyai lebih banyak oksigen-16, isotop paling banyak, daripada Bumi. Perbezaan ini telah mendorong para saintis untuk menyelidiki bagaimana oksigen ini meninggalkan Matahari selama beberapa juta tahun pertama keberadaannya, yang membawa kepada penemuan baru mengenai sifat dan perkembangan sistem suria awal.
Ketika kami menjelang akhir lawatan kami di makmal tanpa cela, Gonzalez mengeluarkan penapis yang mengandungi sampel air ultrapure. Saya bertanya adakah mungkin memakannya sekarang jika ia sangat bersih. "Saya rasa anda boleh," jawab Alton. "Tetapi kamu akan menghancurkan hatiku jika kamu melakukan itu."
Batu bulan
Ryan Ziegler tersenyum lebar, wajahnya yang bulat sangat ditekankan oleh topi bersih yang menutupi kepalanya ketika kami mendapati diri kami berada di hadapan pintu peti besi bertingkat yang berkilauan. "Baiklah, saya telah menyimpan yang terbaik untuk yang terakhir," katanya. Ziegler sedang mengkaji batu bulan di Johnson Space Center untuk lebih memahami bagaimana bulan terbentuk. Dia juga mengawasi sampel Apollo dan mengatur lawatan kami ke Makmal Astromaterials NASA.
Kami sekarang berdiri di hadapan peti besi yang memegang dua pertiga dari semua batu bulan di dunia.
Dan kemudian kami masuk. Dibina pada tahun 1979, bangunan ini menempatkan koleksi Apollo 11 hingga Apollo 17, yang ditempatkan di kabinet keluli tahan karat yang berasingan. Angkasawan membawa kembali kira-kira 2.200 sampel dalam enam misi Apollo. Walaupun 85% koleksi masih dalam keadaan murni, lebih daripada 100,000 batu bulan kini dikesan. "Pengawasan umum NASA memungkinkan sampel tertentu diminta setiap saat dan dapat ditemukan," jelas Ziegler.
Terdapat sesuatu makhluk luar angkasa di dalam bilik itu sendiri. Batu-batu itu sendiri tidak kelihatan; mereka dibungkus dengan teliti dalam bekas logam dalam beg teflon, ditutup tiga kali di kabinet yang diisi dengan nitrogen tulen. "Ada banyak usaha untuk menjaga spesimen bulan ini tetap aman untuk generasi mendatang," kata Ziegler. Walaupun anda tidak dapat melihatnya, anda dapat merasakan kehadiran banyak batu. Setelah mereka berbaring di permukaan bulan selama berbilion tahun, dan kemudian mereka dikumpulkan oleh selusin tangan manusia, diangkat dari permukaan bulan dan jatuh ke Lautan Pasifik. Dan sekarang mereka berbaring dengan tenang lagi, sudah berada di ruangan ini.
Walaupun langkah berjaga-jaga diambil, sampel "terbuka" tidak dapat disimpan selama-lamanya. Walaupun di dalam bekas kedap udara tiga kali ganda, nitrogen ultrapure mengandungi 10 hingga 100 ppb air. Batu-batu lunar tidak menunjukkan tanda-tanda kakisan, tetapi nanometer atas atau dua sudah terkontaminasi. Ziegler membawa kami ke salah satu almari. "Ini tidak pernah dibuka," katanya. "Ini adalah tiga dari tujuh sampel kami yang belum ditemui." Mereka dikumpulkan dalam ruang vakum permukaan bulan, ditempatkan dalam tiub tertutup vakum dan kekal sehingga hari ini. NASA menyelamatkan mereka untuk masa depan teoritis yang tidak pasti di mana para saintis akan mencari kaedah baru untuk menganalisis.
70% dari semua batu bulan disimpan di dalam satu bilik ini. Kira-kira lima peratus telah musnah dalam pelbagai proses penyelidikan, dan 15% lagi disimpan di kemudahan simpanan simpanan di White Sands, New Mexico. Pusat Angkasa Johnson selamat, dan kemudahan ini berada di tingkat dua. Tetapi pusat angkasa berada di seberang jalan dari Clear Lake, yang mengalir ke Teluk Galveston, yang mengalir ke Teluk Mexico. Taufan Kategori 5 boleh memusnahkan kemudahan ini.
Ziegler membawa kami keluar dari bilik kebal ke ruang kerja dengan ukuran yang sama di mana sisa batu bulan disimpan. Potongan besar Bulan dipaparkan di dalam kabinet keluli tahan karat yang lebih besar. Sampel dikembalikan di sini selepas kajian - makmal mengedarkan 500 hingga 1000 sampel lunar setahun kepada para saintis untuk penyelidikan. VIP juga dibawa ke sini untuk menunjukkan batu bulan.
Di antara spesimen yang dipamerkan adalah batu yang disebut Genesis, yang tampaknya ditutup dengan gula tepung. Krew Apollo 15 ditugaskan untuk menjumpai hanya satu di batu anorthosit, dan mereka menemukannya di dekat Apennines. Pada usia 4.1 bilion tahun, lahir hanya beberapa ratus juta tahun setelah pembentukan sistem suria, batu Genesis membantu mengesahkan teori pembentukan bulan setelah Bumi bertabrakan dengan objek sebesar Mars pada awal sistem suria.
Berdasarkan bahan dari Ars Technica
