Johnsonin avaruuskeskuksen kampus 31 ei eroa minkään Lontoon Towerin loistossa ja historiassa. Ulkopuolella ei ole kuninkaallista vartijaa. Kuitenkin täällä, 60-luvun aikakauden rakennuksessa, NASA pitää avaruusohjelmansa jalokiviä. Erilaisten puhtaiden huoneiden sisällä kuraattorit seuraavat Marsista peräisin olevia meteoriitteja ja asteroidivyötä, kosmista pölyä, aurinkotuulinäytteitä, komeettahiukkasia ja tietysti satoja kiloja kuukiviä. Ars Technica kävi kiertueella tässä salaisessa NASA-arkistossa ja toi esiin paljon mielenkiintoisia asioita, joista puhumme.
Joulukuun lopussa tämän resurssin edustajat kävivät päivän kiertäessään kohteen 31 kokoelmia, mukaan lukien harvoin vierailtu Genesis-laboratorio. Ja vaikka heille ei annettu kuukiveä muistoksi, he tekivät ennennäkemättömän kiertueen jokaisesta astromateriaalista, jonka NASA keräsi muilta aurinkokunnan elimiltä ja sen ulkopuolelta. Meillä on nyt mahdollisuus tutkia, kuinka NASA suojaa harvinaisimpia ja arvokkaimpia esimerkkejä muilta maailmoilta. Ensimmäisessä persoonassa Arsin tarina.
Etelämantereen meteoriitit
Ensin halusimme vilkaista kuuluisaa Marsin kalliota.
Ennen kuin pääsimme NASA: n meteoriittilaboratorioon, otimme pois vihkisormuksemme ja pukeuduimme sitten kenkäsuojuksiin, kirurgisiin korkkeihin ja valkoisiin riveihin. Pukuhuoneen jälkeen meidät siirrettiin pieneen kammioon, jossa ilmasuihku otti meiltä vapaita hiukkasia - eräänlainen hurrikaanisimulaattori. Lopuksi olemme kirkkaasti valaistussa steriilissä huoneessa, johon NASA tallentaa asteroidit, jotka tutkijat ovat keränneet Etelämantereelle.
Mainosvideo:
Tämä kokoelma sisältää noin 20000 kiveä, mutta tunnetuin niistä on ALH84001. Noin 16 miljoonaa vuotta sitten suuri meteoriitti tai asteroidi, jonka halkaisija oli 0,5-1 kilometri, putosi Marsin pinnalle ja nosti kivirivin avaruuteen planeetan paeta-nopeuden ylittävällä nopeudella. Yksi heistä lensi avaruuden läpi ja putosi 13000 vuotta sitten Etelämantereelle. Kansallisen tiedesäätiön rahoittama tutkijaryhmä löysi sen talvella 1984, mutta ei tiennyt tuolloin, että asteroidi oli Marsin koti.
Amerikkalaiset eivät olleet kaukana ensimmäisistä, jotka huomasivat, että Etelämanner on paras paikka maailmassa etsiä meteoriitteja. Japanilaiset tutkimusmatkailijat ovat kävelleet ja keränneet heitä sinne 60-luvulta lähtien. Kun Pittsburghin yliopiston geologi William Cassidy sai tietää kaikenlaisten meteoriittien onnistuneista löydöistä vuonna 1973, hän vakuutti National Science Foundationin rahoittamaan amerikkalaisia tutkimusretkiä. Vuoteen 1976 mennessä amerikkalaiset olivat saaneet kiinni japanilaisista tutkijoista tällä alueella; ja kaksi vuotta myöhemmin perustettiin NASA-laboratorio näiden näytteiden varastointiin.
Vaikka Etelämantereen meteoriittivirta ei eroa virroista muualla maailmassa, tämän mantereen ilmasto on kuiva ja kylmä, eikä siinä ole lainkaan ihmisiä, mikä auttaa meteoriitteja pysymään ehjinä. Myös maantiede auttaa. Kun massiiviset jääpellit kelluvat etelänavalta, ne törmäävät Transantarctic Mountainsiin, joka on 3500 kilometriä pitkä harjanne, joka ulottuu mantereen yli. Meteoriitit putoavat leveälle ja tasaiselle napialueelle ja imeytyvät tähän virtaan, joka pysähtyy saavutettuaan vuorille.
"Kun tämä jää ilmestyy, oikea korkeuden ja lämpötilan yhdistelmä luo jäälle ablaatiovyöhykkeen, ja meteoriitit jäävät sen alle", kertoo planetaaritieteilijä ja Etelämantereen meteoriitin kuraattori Kevin Reiter. "Harjulla on alueita, joilla on uskomaton meteoriittipitoisuus."
Kivet pysyvät jäätyneinä, kunnes ne saavuttavat Houstonin laboratorion. Tämä estää ruostumista ja mineraalien muutoksia, joita voi tapahtua korkeammissa lämpötiloissa. Laboratoriossa ollessaan kivet sulavat lämpimässä ja kuivassa ympäristössä, josta kosteus poistuu nopeasti. Kivet varastoidaan sitten typpikaappeihin hapettumisen estämiseksi.
Kymmenen vuotta sen jälkeen, kun tutkijat löysivät ALH84001: n, he huomasivat, että tämä ja tusina muuta vastaavaa meteoriittia tuli melkein varmasti Marsilta, koska ne sisältävät Marsin ilmakehään sisältyviä kaasujäämiä.
Tämä johti odottamattomaan kiinnostukseen laboratorioissa. Kun Dave McKay ja muut Johnsonin avaruuskeskuksen tutkijat tutkivat kallion, he löysivät pieniä, outoja piirteitä, jotka muistuttivat matomaisia fossiileja. Tämän havainnon perusteella julkaisussa Science julkaistiin artikkeli vuonna 1996, jossa tutkijat ilmoittivat löytäneensä todisteita muinaisen elämän olemassaolosta Marsilla. Yön yli, Etelämantereen meteoriittien tutkimuslaboratoriosta tuli yksi kuumimmista paikoista maailmassa. Tutkijat ja toimittajat kilpailivat keskenään päästäksesi sisälle.
Tänään, kun NASA: n kuljettajat raapivat koko Marsin pintaa, saattaa tuntua siltä, että uusien Marsin kivien etsiminen Etelämantereelta, jossa ne olivat alttiina maapallon ilmakehälle tuhansia vuosia, olisi hyödytöntä tieteelle. Mutta se ei ole totta, Reiter sanoo.
"Marsin meteoriitit kiinnostavat suuresti", hän selittää. - Olemme saaneet paljon hyödyllistä tietoa Marsista kuljettajilta, ja paljon huomiota kiinnitetään todisteiden löytämiseen nestemäisestä vedestä, haihtuvista aineista ja kaikesta, mikä voi liittyä elämään. Kuitenkin, kun keräämme Marsin kiviä täällä maan päällä, näissä meteoriiteissa ei ole paljon todisteita tällaisten prosessien osoittamisesta. Siksi uskomme, että kokoelmastamme puuttuu merkittävä osa Marsin kivien monimuotoisuudesta. Jos löydämme todellakin pala Marsista, laboratoriossa voisi olla paljon enemmän mittauksia maapallolla kuin robottioperaatiot sallivat."
Marsin kivien lisäksi NASA: lla on satoja meteoriitteja suuresta asteroidista länsimaasta, ja joidenkin uskotaan tulleen muista asteroidin vyön ruumiista. Kuulta löytyy myös meteoriitteja, ja Reiter sanoo, että ne tarjoavat arvokasta vaihtelua kuuden kuun laskeutumispaikan näytteellemme. On myös useita kymmeniä "harhautuneita" meteoriitteja, lähtöpaikkaa, jota tutkijat eivät voi jäljittää. On mahdollista, että yksi heistä syntyi Venuksella tai Merkuruksella. Mielenkiintoisten uusien meteoriittien etsiminen on syy tutkijoiden palaamiseen Etelämantereelle joka marraskuu.
Mitä tulee ALH84001: een, Reiter sai pakatun meteoriitin nopeasti. "Tämä on", hän sanoo, jotta ymmärrämme toimituksen laajuuden. "Suuri pala kiveä." Ja siellä oli iso pala kiveä. Pian julkaisemisen Science-lehdessä suurin osa tiedeyhteisöstä keksi erilaisen, hyväksyttävämmän selityksen pienille fossiilitunneleille. Tämä kivi on eloton tänään ja todennäköisesti aina ollut.
Mutta haku jatkuu. Jos maailmankaikkeus aikoo tuoda kappaleita muita maailmoja maapallolle, on vähiten mitä voimme tehdä, on mennä hakemaan ne.
Komeetat ja tähtipuru
Hän seisoi pöydällä, edessämme. Yksitoista vuotta sitten tämä joukko 132 aerogeelillä täytettyä laattaa, jotka olivat muodoltaan tennismaila, lensi Comet Wilden kahden kooman läpi. Kulunutaan 400 kilometriä komeetan ytimestä, ryhmä vangitsi ensin pienet komeetan palat. Stardust-avaruusalus palasi sitten menestyksekkäästi maapallolle vuonna 2006. Nyt, lähes kymmenen vuotta myöhemmin, tutkijat jatkavat jokaisen laatan tutkimista aerogeeliin loukkuun jääneiden pölyhiukkasten varalta.
Itse aerogeli on melkein maaginen aine. Se näyttää jäätyneeltä savulta. Tiheys 1000 kertaa pienempi kuin lasilla, se on melkein ilmaa. Mutta se on täydellinen pysäyttämään hiukkasia pienemmät hiukkaset, jotka kulkevat kuusi kertaa nopeammin kuin kiväärin luoti. Hiukkaset luovat polkuja kulkiessaan aerogeelin läpi, kunnes ne pysähtyvät, mutta tuhoutuvat kokonaan.
Stardust Lab Lab Managerin johtaja Ron Bastien valmisteli yhden laatan esittelemään vierailumme aikana. "Jos katsot sitä tarkasti, näet tämän linjan kulkevan sen läpi, tässä pieni hiukkanen osuu aerogeeliin ja tiensä sen läpi", hän sanoo. "Jos katsot tämän polun alaosaa, siellä on hiukkanen." Komeettapartikkeli on nyt satojen miljoonien kilometrien päässä.
Komeetan materiaalia on tutkittu kymmenissä tutkimusryhmissä. Yllätykseksi he havaitsivat, että komeetat muodostuvat samanaikaisesti jäisissä ja kuumissa olosuhteissa. Tutkijat ovat jo pitkään tienneet, että komeettajää muodostuu aurinkokunnan kylmään reunaan Neptunuksen kiertoradan ulkopuolelle, mutta ovat nyt ymmärtäneet, että kivinen ydin muodostuu paljon lähempänä aurinkoa.
He ovat tietoisia tästä, koska osa Stardustin keräämistä hiukkasista oli valkoisia ja epäsäännöllisiä. Näiden kalsium-alumiini-sulkeumien uskotaan muodostuneen hyvin lähellä auringon pintaa aurinkokunnan luomisen tulessa. Ne ovat aurinkokunnan vanhimpia materiaaleja, jotka ovat lähes 4,56 miljardia vuotta vanhoja. Ja nyt tutkijat ovat löytäneet ne komeeteista, jotka ovat matkustaneet Plutoon ja sen ulkopuolelle. Tämä antaa tutkijoille lisää varmuutta siitä, että komeettojen tutkimus on aikakapseleiden tutkimus, joka kertoo paljon aurinkokunnan muodostumisajoista.
Koska aerogeelialusta toimitettiin komeetalle suhteellisen lyhyeksi ajaksi, Stardust-tehtävässä oli myös toinen laatat laatat vain tulipalon sattuessa.
Laajennetun lennon aikana komeetta Wilde 2: sta avaruusalus käytti tätä toista tarjotinta tähtienvälisen pölyn keräämiseen. Toisin kuin voimakas komeettahiukkasten virta, tutkijoiden odotettiin keräävän vain muutamia pieniä tähtienvälisiä hiukkasia, kooltaan mikronia, jotka kiirehtivät kohti aurinkokuntaa eri kulmissa. Joten kun avaruusalus palasi maahan, tutkijoita pyydettiin löytämään nämä hiukkaset.
Stardust-laboratorio asensi automaattiset pyyhkäisymikroskoopit, jotka ottivat kuvia tähtienvälisestä keräilijästä, ja tutkijat kutsuivat yleisön - "pölynimurin" - auttamaan löytämään hiukkasjälkiä yksittäisistä laatoista osana Stardust @ Home -hanketta.
Elokuussa 2014 ilmoitettiin seitsemän tähtienvälistä pölyhiukkaa, ensimmäiset näytteet pölystä aurinkokunnan ulkopuolella olevista tähdistä. Dusters löysi kaksi hiukkasia. Jopa nyt tiedemiehet ovat vasta alkaneet ymmärtää näiden hiukkasten luonnetta, joista osa on "pörröisiä" kuin lumihiutaleet ja jotka voisivat olla peräisin supernovan räjähdyksestä miljoonia vuosia sitten.
Genesis
Varauduimme kävelyn herkullisimpaan osaan puolitoista tuntia, kun Judine Alton kysyi, tarvitsimmeko meidän käyttää vessaa (unohdin kysyä aiemmin). Onneksi ei välttämätöntä.
NASA varastoi herkimmät näytteet Genesis-laboratoriossa, joka pidetään puhtaana avaruuskeskuksen tiukimpien protokollien mukaisesti. Genesis-laboratorio tallentaa aurinkotuulen hiukkaset, pienet auringon palat, jotka sisältävät vihjeitä aurinkosumun koostumuksesta, kun planeetat olivat vasta muodostumassa.
Sinua aamuna käskettiin olemaan käyttämättä vihkisormuksia tai käyttämään deodorantteja. Käytävällä laitamme käsineet, kengänpäälliset ja hiusverkot. "Pukuhuoneessa" meille pukeutui naamiot, kokovartaiset puvut, hatut, erityiset saappaat ja toinen pari käsineitä. He ottivat myös muistikirjan ja antoivat minulle "puhdasta" paperia - ja sisältä sain myös "puhtaan" Sharpie-kynän. Myös valokuvauslaitteemme puhdistettiin: jouduimme viettämään useita minuutteja linssien ja jalustojen pyyhkimisen alkoholipyyhkeillä, kunnes tutkijat olivat varmoja, että laitteet olivat riittävän pölytön.
Kaiken tämän jälkeen kysyimme kuinka monta kävijää laboratorio vastaanotti. "En hyväksy ihmisiä", sanoi laboratorion kuraattori Alton. - Olette erityisiä. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että ihmiset ovat likaisia."
Vuonna 2001 NASA: n Genesis-avaruusalus meni avaruuteen L1 Lagrange -pisteeseen, jossa maan ja Auringon välinen painovoima on tasapainossa. Laitteistot ovat yli kahden vuoden ajan keränneet auringon ulkokerroksesta virtaavia ioneja. Suodattimet on kehitetty erilaisista materiaalipuhtauksista, mukaan lukien alumiini, safiiri, germanium, pii, kulta ja timanttimainen amorfinen hiili, erilaisten aurinkotuulien keräämiseksi.
Uskottiin, että avaruusalus pystyy keräämään miljardeja aurinkohiukkasia, jotka ovat yhtä suuria kuin vain muutama suolajyvä, ja menevät sitten maahan. Paluun viimeisessä vaiheessa lentokoneen laskuvarjojärjestelmä epäonnistui ja se putosi Utahin autiomaassa katastrofaalisella nopeudella 300 km / h.
Tämän piti olla loppu. Useimmissa kokeissa tämä merkitsisi pelin loppua. Siepatut aurinkotuulihiukkaset olivat kuitenkin 40-100 nanometriä pinnan alapuolella. Tutkijat, mukaan lukien Alton, ovat havainneet, että ne voivat säästää osan hiukkasista, jos ne puhdistavat perusteellisesti suodattimet, jotka selvisivät maan vaikutuksesta.
Lyhyesti sanottuna tutkijat ovat sopeutuneet. Kirkkaasti valaistussa, puhtaassa huoneessa Carla Gonzalez näytti meille tarkalleen, kuinka sijoittamalla ultrapuhdasta vesivirtaa näytesuodattimen päälle, joka pyöri useita tuhansia kierroksia minuutissa. 15 minuutin kuluttua vesi puhdisti maaperän lian ja avaruusjätteet suodattimesta. Tämä prosessi ei myöskään jättänyt liuottimia. Kymmenen vuoden kuluessa siitä, kun Genesis palasi maahan, Alton, Gonzalez ja muut ovat puhdistaneet ja luokittaneet yli 2000 näytettä, joista monet ovat tutkijoiden käytettävissä.
Tutkijat saavuttivat suurimman osan tehtävän tutkimustavoitteista, mukaan lukien yllättävä havainto siitä, että auringossa on enemmän happea-16, eniten isotooppia kuin maapallolla. Tämä ero on saanut tutkijat tutkimaan, kuinka tämä happi lähti auringosta muutaman ensimmäisen miljoonan vuoden aikana, mikä johti uusiin havaintoihin varhaisen aurinkokunnan luonteesta ja kehityksestä.
Kun pääsimme kiertueen loppuun tahrattomassa laboratoriossa, Gonzalez veti suodattimen, joka sisälsi erittäin puhtaita vesinäytteitä. Kysyin, onko mahdollista syödä se nyt, jos se oli niin puhdasta. "Luulen, että voit", Alton vastasi. "Mutta murtisit sydämeni, jos tekisit niin."
Kuukivet
Ryan Ziegler hymyili laajasti, pyöreät kasvonsa korostivat täydellisesti hänen päänsä peittävä puhdas korkki, kun löysimme itsemme pankkiholvin kiiltävän, monitonnisen oven eteen. "No kaverit, olen tallentanut parhaan viimeiseksi", hän sanoi. Ziegler tutkii kuukiviä Johnsonin avaruuskeskuksessa saadakseen paremman käsityksen kuun muodostumisesta. Hän valvoo myös Apollo-näytteitä ja järjesti kiertueen NASAn Astromateriaalilaboratorioon.
Seisimme nyt holvin edessä, joka sisälsi kaksi kolmasosaa kaikista kuukivistä maailmassa.
Ja sitten menimme sisään. Vuonna 1979 rakennetussa rakennuksessa on Apollo 11 - Apollo 17 -mallisto, joka on sijoitettu erillisiin ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin kaappeihin. Astronautit toivat noin 2200 näytettä kuuden Apollo-tehtävän aikana. Vaikka 85% kokoelmasta on koskemattomassa kunnossa, tällä hetkellä seurataan yli 100 000 kuukiviä. "NASAn yleinen valvonta mahdollistaa tietyn näytteen pyytämisen milloin tahansa, ja se voidaan löytää", Ziegler selitti.
Itse huoneessa oli jotain maan ulkopuolista. Kivet itse eivät olleet näkyvissä; ne pakattiin huolellisesti metalliastioihin teflonipusseihin, suljettiin kolme kertaa kaapeihin, jotka itse olivat täynnä puhdasta typpeä. "Näiden kuunäytteiden pitämiseksi turvassa tuleville sukupolville on paljon vaivaa", Ziegler sanoo. Ja vaikka et näe niitä, voit tuntea tonnien kivien läsnäolon. Kun he makasivat kuun pinnalla miljardeja vuosia, ja tusinan ihmisen kädet keräsivät heidät, nostettiin kuun pinnalta ja putosivat Tyynellemerelle. Ja nyt he makaavat taas hiljaa, jo tässä huoneessa.
Otetuista varotoimista huolimatta "avoimia" näytteitä ei voida säilyttää loputtomiin. Jopa kolminkertaisesti suljettujen ilmatiiviiden astioiden sisällä ultrapuhdas typpi sisältää 10-100 ppb vettä. Kuukivillä ei ole merkkejä korroosiosta, mutta silti ylempi nanometri tai kaksi on jo saastunut. Ziegler johtaa meidät yhteen kaapista. "Näitä ei ole koskaan avattu", hän sanoo. "Nämä ovat kolme seitsemästä löytämättömästä näytteestämme." Ne kerättiin kuun pinnan tyhjiöön, sijoitettiin tyhjiö suljettuihin putkiin ja pysyvät sellaisina tähän päivään saakka. NASA säästää heitä epävarmalle teoreettiselle tulevaisuudelle, jossa tutkijat löytävät upeita uusia tapoja analysoida.
70% kaikista kuukivistä varastoidaan tähän huoneeseen. Noin viisi prosenttia on tuhoutunut erilaisten tutkimusprosessien aikana, ja vielä 15 prosenttia varastoidaan varaston varastoon White Sandsissa, New Mexico. Johnson Space Center on turvallinen, ja tämä tila on toisessa kerroksessa. Avaruuskeskus on kadun toisella puolella Clear Lake -järveltä, joka virtaa Meksikonlahdelle virtaavaan Galveston Bayyn. Luokan 5 hurrikaani voi tuhota tämän laitoksen.
Ziegler johtaa meidät holvista samankokoiseen työhuoneeseen, jossa pidetään loput kuukivestä. Suuret palat Kuusta näytetään suuremmissa ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa kaapeissa. Näytteet palautetaan tänne tutkimuksen jälkeen - laboratorio jakaa 500-1000 kuunäytettä vuodessa tutkijoille tutkimusta varten. VIP-henkilöt tuodaan myös tänne näyttämään kuukiviä.
Näytteillä olevien näytteiden joukossa on niin kutsuttu Genesis-kivi, joka näyttää peittävän jauhemaisella sokerilla. Apollo 15 -miehistön tehtävänä oli löytää vain yksi anortosiittikivestä, ja he löysivät sen Apenniinien läheltä. Genesis-kivi oli 4,1 miljardia vuotta vanha, syntynyt vain pari sataa miljoonaa vuotta aurinkokunnan muodostumisen jälkeen.
Perustuu Ars Technican materiaaleihin