Johnsoni kosmosekeskuse ülikoolilinnak 31 ei erine ühegi Londoni torni suurejoonelisuse ja ajaloo poolest. Õues pole kuninglikku valvurit. Kuid NASA hoiab siin, 60ndate ajastu hoones, oma kosmoseprogrammi ehteid. Erinevate puhaste ruumide sees jälgivad kuraatorid Marsi ja asteroidide vöö meteoriite, kosmilist tolmu, päikesetuule proove, komeedi osakesi ja muidugi sadu kilogramme kuukivimeid. Ars Technica tegi NASA salajases hoidlas ringkäigu ja tõi välja palju huvitavat, millest me räägime.
Detsembri lõpus veetsid selle ressursi esindajad päeva Object 31 kollektsioonides, sealhulgas harva külastatud Genesis Labis. Ja kuigi neile ei antud mälestuseks kuukivi, tegid nad enneolematu ringkäigu kõigis astromaterjalides, mille NASA kogus teistelt päikesesüsteemi kehadelt ja mujalt. Nüüd on meil võimalus uurida, kuidas NASA kaitseb oma kõige haruldasemaid ja väärtuslikumaid näiteid teiste maailmade eest. Esimeses isikus edasi Arsi lugu.
Antarktika meteoriidid
Kõigepealt tahtsime heita pilgu kuulsale Marsi kaljule.
Enne NASA meteoriidilaborisse jõudmist võtsime abielusõrmused seljast ja panime siis kingakatted, kirurgilised mütsid ja valged vestid. Pärast riietusruumi viidi meid väikesesse kambrisse, kus õhudušš võttis meilt vabad osakesed - mingi orkaani simulaator. Lõpuks satume ereda valgusega steriilsesse ruumi, kus NASA hoiab teadlaste Antarktikasse kogutud asteroide.
Reklaamvideo:
See kogu sisaldab umbes 20 000 kivi, kuid neist kuulsaim on ALH84001. Umbes 16 miljonit aastat tagasi langes suur meteoriit või asteroid, mille pikkus oli 0,5–1 kilomeeter, Marsi pinnale ja tõstis planeedi põgenemiskiirust ületava kiirusega kivirea kosmosesse. Üks neist lendas läbi kosmose ja kukkus 13 000 aastat tagasi Antarktikasse. Riikliku teadusfondi rahastatud teadlaste meeskond avastas selle 1984. aasta talvel, kuid ei teadnud toona, et asteroid on Marsi koduks.
Ameeriklased pole kaugeltki esimesed, kes mõistavad, et Antarktika on parim koht maailmas meteoriitide otsimiseks. Jaapani maadeavastajad on neid 60ndatest alates sinna jalutanud ja kogunud. Kui Pittsburghi ülikooli geoloog William Cassidy sai 1973. aastal teada igasuguste meteoriitide edukast leiust, veenis ta Riiklikku Teadusfondi Ameerika ekspeditsioonide rahastamiseks. Aastaks 1976 olid ameeriklased selles piirkonnas Jaapani teadlastele järele jõudnud; ja kaks aastat hiljem loodi nende proovide hoidmiseks NASA labor.
Ehkki Antarktika meteoriitide voog ei erine mujal maailmas leiduvatest voogudest, on selle kontinendi kliima kuiv ja külm ning seal pole peaaegu ühtegi inimest, mis aitab meteoriitidel puutumatuna püsida. Ka geograafia aitab. Kui lõunapooluselt hõljuvad massiivsed jääkilbid, põrkavad need kokku üle kogu mandri ulatuva 3500 kilomeetri pikkuse seljandikuga Transantarctic Mountains. Meteoriidid langevad laiale ja tasasele polaarpiirkonnale ning neelduvad selle ojaga, mis peatub pärast mägedesse jõudmist.
"Kui see jää ilmub, loob õige kõrguse ja temperatuuri kombinatsioon jääle ablatsioonivööndi ja meteoriidid jäävad selle alla," selgitab planeediteadlane ja Antarktika meteoriidi kuraator Kevin Reiter. "Seljandikul on alasid, kus on uskumatult palju meteoriite."
Kivimid on külmunud, kuni jõuavad laborisse Houstonis. See hoiab ära roostetamise ja mineraalide muutused, mis võivad tekkida kõrgematel temperatuuridel. Laboris olles sulavad kivid soojas ja kuivas keskkonnas, kust niiskus kiiresti eemaldatakse. Seejärel hoitakse kive edasise oksüdeerumise vältimiseks lämmastikukappides.
Kümme aastat pärast seda, kui teadlased avastasid ALH84001, mõistsid nad, et see ja kümmekond muud sarnast meteoriiti pärinesid kindlasti Marsilt, kuna need sisaldavad Marsi atmosfäärile omaseid jälgi gaasist.
See põhjustas laborite ootamatu huvi suurenemise. Kui Dave McKay ja teised Johnsoni kosmosekeskuse teadlased uurisid kivi, avastasid nad pisikesi kummalisi jooni, mis meenutasid ussitaolisi fossiile. Selle avastuse põhjal avaldati ajakirjas Science 1996. aastal artikkel, kus teadlased teatasid, et on leitud tõendeid iidse elu olemasolu kohta Marsil. Üleöö sai Antarktika meteoriidilaborist üks kuumemaid kohti maailmas. Teadlased ja ajakirjanikud võistlesid üksteisega, et sisse pääseda.
Täna, kui NASA sõitjad kogu Marsi pinda kraapivad, võib tunduda, et uute Marsi kivimite otsimine Antarktikas, kus nad tuhandeid aastaid Maa atmosfääriga kokku puutusid, oleks teadusele kasutu. Kuid see pole tõsi, ütleb Reiter.
"Marsi meteoriidid pakuvad suurt huvi," selgitab ta. - Oleme ränduritelt saanud palju kasulikku teavet Marsi kohta ning palju tähelepanu pööratakse tõendite leidmisele vedelvee, lenduvate ainete ja kõige muu kohta, mis võib olla seotud eluga. Kui aga siin Maal kogume Marsi kivimeid, ei ole nendes meteoriitides palju tõendeid selliste protsesside kohta. Seetõttu usume, et meie kollektsioonis on puudu märkimisväärne osa Marsi kivimite mitmekesisusest. Kui peaksime tõesti leidma Marsi settetüki, võiks laboris Maal olla palju rohkem mõõtmisi, kui robotimissioonid võimaldaksid."
Lisaks Marsi kivimitele on NASA-l sadu meteoriite suurest läänepoolsest asteroidist ja arvatakse, et mõned on pärit teistest asteroidi vöös asuvatest kehadest. Samuti on Kuu meteoriite ja Reiter ütleb, et need pakuvad meie kuuest maandumispaigast koosneva valimi jaoks väärtuslikku mitmekesisust. Samuti on mitukümmend "hulkuvat" meteoriiti, päritolu kohta, mida teadlased ei suuda jälgida. Võimalik, et üks neist sündis Veenusel või Merkuuril. Uute huvitavate meteoriitide otsimine on põhjus, miks teadlased naasevad Antarktikasse iga aasta novembris.
Mis puutub ALH84001, siis Reiter sai pakitud meteoriidi kätte kiiresti. "Siin see on," ütleb ta, et saaksime aru tarnimise ulatusest. "Suur kivitükk." Ja seal oli suur kivitükk. Varsti pärast ajakirjas Science avaldamist pakkus enamik teadlaskonnast väikeste fossiilkanalite jaoks teistsugust, vastuvõetavamat selgitust. See kivi on tänapäeval elutu ja ilmselt on alati olnud.
Kuid otsingud jätkuvad. Kui Universum toob Maale killukesi teisi maailmu, on vähim, mida teha saame, minna ja neid hankida.
Komeedid ja tähetolm
Ta seisis laual, otse meie ees. Üheteistkümne aasta eest lendas see tennisereketikujuline 132 aerogeeliga täidetud plaatide kogum läbi Wilde'i komeedi 2 kooma. Pärast 400 kilomeetri möödumist komeedi tuumast haaras massiiv kõigepealt komeedi pisikesi tükke. Seejärel naasis kosmoseaparaat Stardust 2006. aastal edukalt Maale. Nüüd, ligi kümme aastat hiljem, jätkavad teadlased iga plaadi uurimist aerogeeli kinni jäänud tolmuosakeste suhtes.
Aerogeel ise on peaaegu maagiline aine. See näeb välja nagu külmunud suits. Tihedusega, mis on 1000 korda väiksem kui klaasil, on see peaaegu õhk. Kuid see sobib suurepäraselt liivaterast väiksemate osakeste peatamiseks, mis liiguvad püssikuulist kuus korda kiiremini. Osakesed tekitavad aerogeeli läbides jälgi kuni peatumiseni, kuid on täielikult hävitatud.
Stardust Labi juhataja Ron Bastien valmistas meie külastuse ajal ette ühe plaadi, mida demonstreerida. "Kui vaatate seda tähelepanelikult, näete seda joont seda läbimas, see on koht, kus väike osake lööb aerogeeli ja läbi selle," ütleb ta. "Kui vaadata selle raja põhja, siis seal on osake." Komeetosake on nüüd sadade miljonite kilomeetrite kaugusel.
Komeedi materjali on uurinud kümned uurimisrühmad. Oma üllatuseks leidsid nad, et komeedid tekivad üheaegselt nii jäistes kui ka kuumades tingimustes. Teadlased on juba ammu teadnud, et komeetjää tekib päikesesüsteemi külmas servas Neptuuni orbiidist kaugemale, kuid nüüd mõistsid nad, et kivine südamik moodustub päikesele palju lähemal.
Nad on sellest teadlikud, kuna mõned Stardusti kogutud osakesed olid valged ja ebakorrapärased. Arvatakse, et need kaltsiumi-alumiiniumi lisandid moodustasid päikesesüsteemi loomise tulekahjus päikesepinna lähedal. Need on päikesesüsteemi vanimad materjalid, mille vanus on peaaegu 4,56 miljardit aastat. Ja nüüd on teadlased leidnud need komeetidest, mis on rännanud Pluutosse ja kaugemale. See annab teadlastele lisakindluse, et komeetide uurimine on ajakapslite uurimine, mis räägib palju päikesesüsteemi tekkimise aegadest.
Kuna aerogeeli salve anti komeedile suhteliselt lühikest aega, oli Stardusti missioonil ka tulekahju korral teine plaadialus.
Pikendatud lennul komeedile Wilde 2 ja tagasi kasutas kosmoseaparaat seda teist salve tähtedevahelise tolmu kogumiseks. Erinevalt komeetiliste osakeste võimsast voogust eeldasid teadlased, et koguvad vaid mõned pisikesed tähtedevahelised osakesed, mikronite suurused, kiirustades Päikesesüsteemi poole eri nurkade all. Nii et kui kosmoseaparaat Maale naasis, paluti teadlastel need osakesed üles leida.
Stardusti labor paigaldas tähtedevahelise kollektori pildistamiseks automaatse skaneerimise mikroskoobid ning teadlased kutsusid avalikkust - "tolmuimejat" - Stardust @ Home projekti raames abiks leidma osakeste jälgi üksikutest plaatidest.
2014. aasta augustis kuulutati välja seitse tähtedevahelist tolmuosakest, mis olid esimesed päikesesüsteemi väliste tähtede proovid. Dasterid leidsid kaks osakest. Isegi nüüd on teadlased alles hakanud mõistma nende osakeste olemust, millest mõned on "kohevad" nagu lumehelbed ja võisid pärineda miljonite aastate tagusest supernoova plahvatusest.
Genesis
Valmistusime poolteist tundi jalutuskäigu kõige maitsvamaks osaks, kui Judine Alton küsis, kas meil on vaja tualetti kasutada (unustasin varem küsida). Õnneks pole vaja.
NASA hoiab kõige tundlikumad proovid laboris Genesis, mida hoitakse puhtana vastavalt kosmosekeskuse rangematele protokollidele. Genesis Laboris hoitakse päikesetuule osakesi, pisikesi Päikese tükke, mis sisaldavad vihjeid päikesepihu koostise kohta, kui planeedid alles moodustusid.
Sel hommikul anti meile korraldus mitte kanda abielusõrmuseid ega kasutada deodoranti. Koridoris panime kätte kindad, kingakatted ja juuksevõrgud. "Riietusruumis" pandi meile selga maskid, kogu keha ülikonnad, mütsid, spetsiaalsed saapad ja teine paar kindaid. Nad võtsid ka mu märkmiku ja kinkisid mulle "puhta" paberi - ja seest sain ka "puhta" Sharpie pliiatsi. Ka meie fototehnika läbis puhastuse: pidime mitu minutit läätsesid ja statiive alkoholilappidega pühkima, kuni teadlased olid kindlad, et seadmed olid piisavalt tolmuvabad.
Pärast kõike seda küsisime, kui palju laboratoorium külastajaid vastu võttis. "Ma ei võta inimesi vastu," ütles labori kuraator Alton. - Te olete erilised. Seda peamiselt seetõttu, et inimesed on määrdunud."
2001. aastal läks NASA kosmoseaparaat Genesis kosmosesse punkti L1 Lagrange, kus Maa ja Päikese gravitatsioon on tasakaalus. Üle kahe aasta on aparaatide massiivid kogunud Päikese väliskihist voolavaid ioone. Eri tüüpi päikesetuule kogumiseks on välja töötatud mitmesuguste materjalide puhtusastmega filtrid, sealhulgas alumiinium, safiir, germaanium, räni, kuld ja teemanditaoline amorfne süsinik.
Usuti, et kosmoseaparaat suudab koguda miljardeid päikeseosakesi, mis on võrdsed kaaluga vaid mõne tera soolaga, ja seejärel minna Maale. Kuid tagasipöördumise viimases faasis ebaõnnestus lennuki langevarjurite süsteem ja see kukkus Utahi kõrbes katastroofilise kiirusega 300 km / h.
See pidi lõpp olema. Enamiku katsete jaoks tähendaks see mängu lõppu. Kuid püütud päikesetuule osakesed olid pinna all 40–100 nanomeetrit. Teadlased, sealhulgas Alton, leidsid, et suudavad mõned osakesed päästa, kui nad puhastavad Maaga kokkupõrkes ellu jäänud filtrid põhjalikult.
Lühidalt, teadlased on kohanenud. Eredalt valgustatud ja puhtas ruumis näitas Carla Gonzalez meile täpselt, kuidas asetades ülipuhta veejoa proovifiltri kohale, mis pöörleb mitme tuhande pööret minutis. 15 minuti pärast puhastas vesi filtrist maa mustuse ja kosmoseprügi. See protsess ei jätnud ka lahusteid. Kümne aasta jooksul pärast Genesise naasmist Maale on Alton, Gonzalez ja teised puhastanud ja klassifitseerinud enam kui 2000 proovi, millest paljud on teadlaste jaoks uurimiseks kättesaadavad.
Teadlased saavutasid suurema osa missiooni uurimiseesmärkidest, sealhulgas üllatav avastus, et Päikesel on rohkem hapnikku-16, mis on kõige rikkalikum isotoob kui Maal. See lahknemine viis teadlased uurima, kuidas see hapnik Päikesest oma esimese paari miljoni aasta jooksul lahkus, mis viis uute leidudeni varase päikesesüsteemi olemuse ja arengu kohta.
Kui jõudsime täpse laboriga ekskursiooni lõpule, tõmbas Gonzalez välja ülipuhta veeproove sisaldava filtri. Küsisin, kas seda on võimalik nüüd süüa, kui see nii puhas on. "Ma arvan, et saate," vastas Alton. "Aga sa murraksid mu südame, kui seda teeksid."
Kuu kivid
Ryan Ziegler naeratas laialt, tema ümarat nägu rõhutas suurepäraselt puhas kork, mis kattis tema pead, kui sattusime pangahoone läikiva mitmetonnise ukse ette. "Noh, poisid, ma olen viimaseks parimaks salvestanud," ütles ta. Ziegler uurib Johnsoni kosmosekeskuses kuukivimeid, et paremini mõista, kuidas kuu tekkis. Ta jälgib ka Apollo näidiseid ja korraldas meie ekskursiooni NASA Astromaterjalide laboris.
Seisime nüüd võlvi ees, kuhu mahtus kaks kolmandikku kõigist kuukividest maailmas.
Ja siis me sisenesime. Ehitatud 1979. aastal, on selles hoones Apollo 11 kuni Apollo 17 kollektsioonid, mis asuvad eraldi roostevabast terasest kappides. Astronaudid tõid kuue Apollo missiooni jooksul tagasi umbes 2200 proovi. Ehkki 85% kollektsioonist on põlised, jälgitakse praegu üle 100 000 kuukivi. "NASA üldine seire võimaldab igal ajal konkreetset proovi taotleda ja selle võib leida," selgitas Ziegler.
Toas endas oli midagi maavälist. Kive ise polnud näha; need olid hoolikalt pakitud metallist anumatesse teflonkottidesse, pitseeritud kolm korda kappidesse, mis olid ise puhta lämmastikuga täidetud. "Nende Kuu isendite tulevaste põlvede jaoks turvaliseks hoidmiseks on palju vaeva nähtud," ütleb Ziegler. Ja kuigi te ei näe neid, võite tunda tonni kivide olemasolu. Kord lebasid nad miljardeid aastaid Kuu pinnal ja siis korjati tosin inimkäsi kokku, tõsteti Kuu pinnalt üles ja kukkus Vaiksesse ookeani. Ja nüüd nad jälle vaikselt lebavad, juba selles toas.
Vaatamata võetud ettevaatusabinõudele ei saa avatud proove lõpmatuseni säilitada. Isegi kolmekordse õhukindlate anumate sees sisaldab ülipuhas lämmastik 10–100 ppb vett. Kuukividel pole korrosiooni märke, kuid siiski on ülemine nanomeeter või kaks juba saastunud. Ziegler juhatab meid ühte kappi. "Neid pole kunagi avatud," ütleb ta. "Need on kolm meie seitsmest avastamata proovist." Need koguti kuupinna vaakumisse, paigutati vaakumis suletud torudesse ja püsivad seda tänapäevani. NASA säästab neid ebakindla teoreetilise tuleviku jaoks, kus teadlased leiavad uusi suurepäraseid võimalusi analüüsimiseks.
Selles ühes ruumis ladustatakse 70% kõigist kuukivimitest. Umbes viis protsenti on mitmesuguste uurimisprotsesside käigus hävinud ja veel 15% hoitakse New Mexico Mehhiko White Sandsi varuhoones. Johnsoni kosmosekeskus on turvaline ja see rajatis asub teisel korrusel. Kuid kosmosekeskus asub üle tee Clear Lake'ist, mis suubub Mehhiko lahte suubuvasse Galvestoni lahesse. 5. kategooria orkaan võib selle rajatise hävitada.
Ziegler juhatab meid võlvist välja ja sarnase suurusega tööruumi, kus hoitakse ülejäänud kuu kive. Suured roostevabast terasest kappides kuvatakse suuri Kuu tükke. Proovid tagastatakse siia pärast uuringut - labor jagab teadlastele uurimiseks 500–1000 kuuproovi aastas. Siia tuuakse VIP-sid ka kuukivide näitamiseks.
Välja pandud proovide hulgas on nn Genesise kivim, mis näib olevat kaetud suhkrupulbriga. Apollo 15 meeskonna ülesandeks oli leida vaid üks anortosiidikivimist ja nad leidsid selle Apenniinide lähedalt. 4,1 miljardit aastat vana, sündinud vaid paarsada miljonit aastat pärast päikesesüsteemi tekkimist aitas Genesise kivi kinnitada teooriat Kuu tekkest pärast seda, kui Maa põrkas kokku päikesesüsteemi alguses Marsi suuruse objektiga.
Põhineb Ars Technica materjalidel
