Johnson Space Center Campus 31 няма величието и историята на нито една Лондонска кула. Навън няма кралска гвардия. Именно тук, в сграда от 60-те години, НАСА пази бижутата на своята космическа програма. Вътре в различни чисти помещения кураторите проследяват метеорити от Марс и астероидния пояс, космически прах, проби от слънчев вятър, частици от комети и разбира се стотици килограми лунни скали. Ars Technica направи обиколка на това тайно хранилище на НАСА и разкри много интересни неща, за които ще говорим.
В края на декември представители на този ресурс прекараха деня в обиколки на колекциите на Обект 31, включително рядко посещаваната лаборатория Genesis. И макар да не им беше даден лунен камък за запомняне, те направиха безпрецедентна обиколка на всеки астроматериал, който НАСА събра от други тела в Слънчевата система и извън нея. Сега имаме възможност да проучим как НАСА защитава най-редките и ценни примери от други светове. По-нататък в първо лице, историята на Ars.
Антарктически метеорити
Първо искахме да разгледаме известната марсианска скала.
Преди да стигнем до метеоритната лаборатория на НАСА, свалихме брачните си пръстени и след това сложихме калъфи за обувки, хирургически капачки и бели одежди. След съблекалнята бяхме прехвърлени в малка камера, в която въздушен душ ни отнемаше свободни частици - един вид симулатор на урагани. Накрая се озоваваме в ярко осветена стерилна стая, в която НАСА съхранява астероиди, събрани от учените в Антарктида.
Промоционално видео:
Тази колекция съдържа около 20 000 камъка, но най-известният от тях е ALH84001. Преди около 16 милиона години голям метеорит или астероид с диаметър от 0,5 до 1 километър падна на повърхността на Марс и издигна ред скали в космоса със скорост, надвишаваща планетарната скорост на бягство. Един от тях е полетял в космоса и преди 13 000 години е паднал в Антарктида. Екип от учени, финансиран от Националната научна фондация, го е открил през зимата на 1984 г., но по това време не е знаел, че астероидът е дом на Марс.
Американците не бяха първите, които разбраха, че Антарктида е най-доброто място в света за търсене на метеорити. Японски изследователи са се разхождали и са ги събирали там от 60-те години насам. Когато през 1973 г. геологът от Университета в Питсбърг Уилям Касиди научава за успешните им находки от всякакви метеорити, той убеждава Националната научна фондация да финансира американски експедиции. Към 1976 г. американците са настигнали японски учени в тази област; и две години по-късно е създадена лаборатория на НАСА, която да съхранява тези проби.
Въпреки че потокът от метеорити в Антарктида не се различава от потоците никъде другаде по света, климатът на този континент е сух и студен, с почти никакви хора, което помага на метеоритите да останат непокътнати. Географията също помага. Докато масивни пластове лед плуват от Южния полюс, те се сблъскват с Трансантарктическите планини, дълъг 3500 километра хребет, който се простира на целия континент. Метеоритите попадат в широката и плоска полярна област и се поглъщат от този поток, който спира след достигане на планините.
„Когато този лед се появи, правилната комбинация от надморска височина и температура създава зона на аблация за леда, а метеоритите остават под него“, обяснява Кевин Райтер, планетарен учен и куратор на антарктическия метеорит. "На билото има райони с невероятна концентрация на метеорити."
Скалите остават замръзнали, докато стигнат до лабораторията в Хюстън. Това предотвратява ръждата и промяната на минералите, които могат да възникнат при по-високи температури. Попадайки в лабораторията, камъните се топят в топла, суха среда, от която влагата бързо се отстранява. След това камъните се съхраняват в азотни шкафове, за да се предотврати по-нататъшното окисляване.
Десет години след като учените откриха ALH84001, те осъзнаха, че този и дузина други подобни метеорити почти сигурно идват от Марс, тъй като съдържат следи от газ, присъщи на атмосферата на Марс.
Това доведе до неочакван прилив на интерес от страна на лабораториите. Когато Дейв Маккей и други учени от космическия център Джонсън изследват скалата, те откриват малки, странни черти, които приличат на червееви вкаменелости. Въз основа на това откритие през 1996 г. е публикувана статия в Science, в която учените обявяват откриването на доказателства за съществуването на древен живот на Марс. За една нощ лабораторията за изследване на антарктически метеорити се превърна в едно от най-горещите места в света. Учени и журналисти се надпреварваха да влязат вътре.
Днес, когато роувърите на НАСА надраскат цялата повърхност на Марс, може да изглежда, че търсенето на нови марсиански скали в Антарктида, където те са били изложени на земната атмосфера в продължение на хиляди години, би било безполезно за науката. Но това не е вярно, казва Райтер.
„Марсианските метеорити представляват голям интерес“, обяснява той. - Получихме много полезна информация за Марс от марсоходи и много внимание се отделя на намирането на доказателства за съществуването на течна вода, летливи вещества и всичко, което може да бъде свързано с живота. Когато обаче събираме марсиански скали тук на Земята, няма много доказателства в тези метеорити, които да показват такива процеси. Следователно ние вярваме, че пропускаме значителна част от разнообразието от скали от Марс в нашата колекция. Ако всъщност открием парче утайка от Марс, може да има много повече измервания на Земята в лабораторията, отколкото роботизираните мисии биха позволили."
В допълнение към марсианските скали, НАСА има стотици метеорити от големия астероид Запад, а някои се смята, че идват от други тела в пояса на астероида. Има и метеорити от Луната, а Райтер казва, че те предлагат ценно разнообразие над нашата извадка от шест лунни места за кацане. Има и няколко десетки "бездомни" метеорити, мястото на произход, което учените не могат да проследят. Възможно е някой от тях да е роден на Венера или Меркурий. Търсенето на интересни нови метеорити е причината учените да се връщат в Антарктида всеки ноември.
Що се отнася до ALH84001, Reiter получи опакования метеорит за нула време. "Това е", казва той, за да разберем мащаба на доставката. „Голямо парче скала“. И имаше голямо парче скала. Скоро след публикуването си в Science, по-голямата част от научната общност излезе с различно, по-приемливо обяснение за малките изкопаеми тунели. Днес този камък е безжизнен и вероятно винаги е бил.
Но търсенето продължава. Ако Вселената ще донесе парчета от други светове на Земята, най-малкото, което можем да направим, е да отидем и да ги вземем.
Комети и звезден прах
Той стоеше на масата, точно пред нас. Преди 11 години този масив от 132 напълнени с аерогел плочки, оформени като тенис ракета, прелетя през комата на кометата Уайлд 2. След преминаването на 400 километра от ядрото на кометата масивът първо улови малки парчета от кометата. След това космическият кораб Stardust успешно се завърна на Земята през 2006 година. Сега, близо десет години по-късно, учените продължават да изследват всяка плочка за прахови частици, които са попаднали в аерогела.
Самият аерогел е почти магическо вещество. Прилича на замръзнал дим. С плътност 1000 пъти по-малка от тази на стъклото, това е почти въздух. Но той е идеален за спиране на частици, по-малки от зърно пясък, които се движат шест пъти по-бързо от пушка. Частиците създават пътеки, докато преминават през аерогела, докато спрат, но са напълно унищожени.
Рон Бастиен, мениджър на лабораторията на Stardust, подготви една от плочките за демонстрация по време на нашето посещение. „Ако го разгледате отблизо, можете да видите тази линия да минава през него, тук малка частица удря аерогела и пътя си през него“, казва той. „Ако погледнете дъното на тази пътека, ще има частица.“Частица комета сега е на стотици милиони километри.
Материалът на кометата е изследван от десетки изследователски групи. За тяхна изненада те откриха, че кометите се образуват едновременно в ледени и горещи условия. Учените отдавна знаят, че кометен лед се образува в студения край на Слънчевата система отвъд орбитата на Нептун, но сега те осъзнаха, че скалисто ядро се образува много по-близо до слънцето.
Те са наясно с това, защото някои от частиците, събрани от Stardust, са били бели и неправилни. Смята се, че тези калциево-алуминиеви включвания са се образували много близо до слънчевата повърхност в огъня на създаването на Слънчевата система. Те са сред най-старите материали в Слънчевата система, които са на близо 4,56 милиарда години. И сега учените са ги открили в комети, пътували до Плутон и извън него. Това дава на учените допълнителна увереност, че изследването на комети е изследване на капсули на времето, което ще разкаже много за времената на формиране на Слънчевата система.
Тъй като таблата с аерогел беше предоставена на кометата за сравнително кратко време, мисията Stardust имаше втора тава с плочки, само в случай на пожар.
По време на удължения си полет до и от кометата Уайлд 2, космическият кораб използва тази втора тава за събиране на междузвезден прах. За разлика от мощния поток кометни частици, учените очакваха да съберат само няколко малки междузвездни частици с размер на микрони, които се втурват към Слънчевата система под различни ъгли. Така че, когато космическият кораб се върна на Земята, учените бяха помолени да намерят тези частици.
Лабораторията на Stardust инсталира автоматични сканиращи микроскопи, които направиха снимки на междузвездния колектор, а учените поканиха обществеността - „прах“- да помогне за намирането на следи от частици в отделни плочки като част от проекта Stardust @ Home.
През август 2014 г. бяха обявени седем междузвездни прахови частици, първите проби от прах от звезди извън Слънчевата система. Фасадите откриха две частици. Дори сега учените тепърва започват да разбират същността на тези частици, някои от които са „пухкави“като снежинки и биха могли да дойдат от експлозия на супернова преди милиони години.
Битие
Подготвяхме се за най-вкусната част от разходката в продължение на час и половина, когато Джудин Алтън попита дали трябва да използваме тоалетната (забравих да попитам по-рано). За щастие не е необходимо.
НАСА съхранява най-чувствителните проби в лабораторията Genesis, която се поддържа чиста съгласно най-строгите протоколи на космическия център. Лабораторията Genesis съхранява частици от слънчевия вятър, малки парченца от Слънцето, които съдържат улики за състава на слънчевата мъглявина, когато планетите току-що са се формирали.
Тази сутрин бяхме инструктирани да не носим брачни халки или да използваме дезодорант. В коридора слагаме ръкавици, калъфи за обувки и мрежи за коса. В „съблекалнята“ни сложиха маски, костюми за цялото тяло, шапки, специални ботуши и втори чифт ръкавици. Взеха ми и тетрадката и ми дадоха „чиста“хартия - а вътре получих и „чиста“писалка Sharpie. Нашето фотографско оборудване също премина през почистване: трябваше да прекараме няколко минути в избърсване на лещи и стативи с алкохолни кърпички, докато учените не бяха сигурни, че устройствата са достатъчно без прах.
След всичко това попитахме колко посетители е получила лабораторията. "Не приемам хора", каза Алтън, куратор на лабораторията. - Вие сте специални. Това е главно защото хората са мръсни."
През 2001 г. космическият кораб на NASA Genesis излезе в космоса до точката L1 Lagrange, където гравитацията между Земята и Слънцето е балансирана. Повече от две години масивите на апарата събират йони, изтичащи от външния слой на Слънцето. Филтрите са разработени от различни материални чистоти, включително алуминий, сапфир, германий, силиций, злато и аморфен въглерод, подобен на диамант, за събиране на различни видове слънчев вятър.
Смятало се е, че космическият кораб ще може да събере милиарди слънчеви частици, равни по тегло само на няколко зърна сол, и след това да отиде на Земята. Но по време на последната фаза на завръщането парашутната система на самолета се провали и тя падна в пустинята Юта с катастрофална скорост от 300 км / ч.
Това трябваше да е краят. За повечето експерименти това би означавало края на играта. Но уловените частици на слънчевия вятър бяха на 40-100 нанометра под повърхността. Учените, включително Алтън, са открили, че могат да спасят част от частиците, ако изчистят добре филтрите, оцелели след удара със Земята.
Накратко, учените са се адаптирали. В ярко осветена, чиста стая Карла Гонсалес ни показа как точно, като постави поток свръхчиста вода върху филтър за проби, въртящ се с няколко хиляди оборота в минута. След 15 минути водата изчисти мръсотията и космическите отпадъци от филтъра. Този процес също не оставя разтворители. През десетте години от завръщането на Генезис на Земята Алтън, Гонсалес и други са почистили и класифицирали над 2000 проби, много от които са достъпни за изследване от учени.
Учените постигнаха повечето от изследователските цели на мисията, включително изненадващото откритие, че Слънцето има повече кислород-16, най-разпространения изотоп, отколкото Земята. Това разминаване е накарало учените да изследват как този кислород е напуснал Слънцето през първите няколко милиона години от съществуването му, което води до нови открития за същността и развитието на ранната Слънчева система.
Когато стигнахме до края на обиколката си в безупречна лаборатория, Гонсалес извади филтър, съдържащ ултрачисти проби вода. Попитах дали е възможно да го ям сега, ако е толкова чисто. - Мисля, че можеш - отговори Алтън. "Но ти би разбил сърцето ми, ако направиш това."
Лунни камъни
Райън Циглер се усмихна широко, кръглото му лице беше перфектно подчертано от изчистената капачка, която покриваше главата му, когато се озовахме пред лъскавата многотонна врата на банковия трезор. "Е, момчета, запазих най-доброто за последно", каза той. Циглер изучава лунните скали в космическия център Джонсън, за да разбере по-добре как се е образувала Луната. Той също така наблюдава пробите на Аполон и организира нашата обиколка в Лабораторията за астроматериали на НАСА.
Вече стояхме пред свода, който държеше две трети от всички лунни камъни в света.
И тогава влязохме. Построена през 1979 г., в тази сграда се помещават колекциите Apollo 11 до Apollo 17, разположени в отделни шкафове от неръждаема стомана. Астронавтите върнаха около 2200 проби по време на шест мисии Аполо. Въпреки че 85% от колекцията остава в девствено състояние, в момента се проследяват над 100 000 лунни камъка. „Общото наблюдение на НАСА позволява по всяко време да бъде поискана конкретна проба и тя може да бъде намерена“, обясни Зиглер.
В самата стая имаше нещо извънземно. Самите камъни не се виждаха; те бяха внимателно опаковани в метални контейнери в тефлонови торби, затворени три пъти в шкафове, които сами бяха пълни с чист азот. „Полагат се много усилия за запазването на тези лунни екземпляри в безопасност за бъдещите поколения“, казва Циглер. И въпреки че не можете да ги видите, можете да усетите наличието на тонове камъни. Веднъж те лежали на повърхността на Луната милиарди години, а след това били събрани от дузина човешки ръце, издигнати от лунната повърхност и паднали в Тихия океан. И сега те отново лежат тихо, вече в тази стая.
Въпреки взетите предпазни мерки, "отворените" проби не могат да се съхраняват безкрайно. Дори в тройно херметически затворени херметически затворени контейнери, свръхчистият азот съдържа 10 до 100 ppb вода. Лунните скали не показват признаци на корозия, но все пак най-големият нанометър или два вече са замърсени. Циглер ни води до един от килерите. „Те никога не са отваряни“, казва той. „Това са три от седемте ни неоткрити проби.“Те бяха събрани във вакуума на лунната повърхност, поместени във вакуумно затворени тръби и остават такива и до днес. НАСА ги спестява за несигурно теоретично бъдеще, в което учените ще намерят чудесни нови начини за анализ.
70% от всички лунни скали се съхраняват в тази една стая. Около пет процента са унищожени по време на различни изследователски процеси, а други 15% се съхраняват в резервно хранилище в Уайт Сандс, Ню Мексико. Космическият център Джонсън е в безопасност и това съоръжение е на втория етаж. Но космическият център е от другата страна на улицата от Clear Lake, което се влива в залива Galveston, който се влива в Мексиканския залив. Ураган от категория 5 може да унищожи това съоръжение.
Циглер ни извежда от свода в подобна по размер работна стая, където се съхранява останалата част от лунния камък. Големи парчета на Луната се показват в по-големи шкафове от неръждаема стомана. Пробите се връщат тук след проучване - лабораторията разпределя от 500 до 1000 лунни проби годишно на учени за изследване. Тук се носят и ВИП персони, за да покажат лунните камъни.
Сред изложените проби е така наречената скала Genesis, която изглежда покрита с пудра захар. Екипажът на Аполо 15 е бил натоварен да намери само един в анортозитна скала и са го намерили близо до Апенините. На 4,1 милиарда години, роден само няколко стотин милиона години след формирането на Слънчевата система, камъкът Genesis помогна да потвърди теорията за формирането на Луната, след като Земята се сблъска с обект с размерите на Марс в самото начало на Слънчевата система.
Въз основа на материали от Ars Technica
