Johnson Space Center Campus 31 sa nelíši vo vznešenosti a histórii žiadneho Tower of London. Vonku nie je kráľovská stráž. Avšak práve tu, v budove zo 60. rokov, si NASA necháva klenoty svojho vesmírneho programu. V rôznych čistých miestnostiach sledujú kurátori meteority z Marsu a pásu asteroidov, kozmický prach, vzorky slnečného vetra, častice kométy a samozrejme stovky kilogramov mesačných hornín. Spoločnosť Ars Technica absolvovala prehliadku tohto tajného úložiska NASA a priniesla veľa zaujímavého, o čom si povieme.
Koncom decembra strávili zástupcovia tohto zdroja denné prehliadky zbierok Objektu 31 vrátane zriedka navštevovaného laboratória Genesis. A hoci im nebol na pamiatku daný mesačný kameň, absolvovali bezprecedentnú prehliadku každého astromateriálu, ktorý NASA zhromaždila od iných telies slnečnej sústavy i mimo nej. Teraz máme príležitosť študovať, ako NASA chráni svoje najvzácnejšie a najcennejšie príklady z iných svetov. Ďalej v prvej osobe príbeh Ars.
Antarktické meteority
Najskôr sme sa chceli pozrieť na slávnu marťanskú skalu.
Predtým, ako sme sa dostali do laboratória meteoritov v NASA, sme si vyzliekli snubné prstene a potom sme si nasadili návleky na topánky, chirurgické čiapky a biele šaty. Po šatni sme sa preniesli do malej cely, v ktorej nám vzduchová sprcha zobrala voľné častice - akýsi simulátor hurikánu. Nakoniec sa ocitneme v jasne osvetlenej sterilnej miestnosti, v ktorej NASA uchováva asteroidy, ktoré vedci zhromaždili v Antarktíde.
Propagačné video:
Táto zbierka obsahuje asi 20 000 kameňov, ale najznámejší z nich je ALH84001. Asi pred 16 miliónmi rokov spadol na povrch Marsu veľký meteorit alebo asteroid s priemerom 0,5 až 1 kilometra a zdvihol radu hornín do vesmíru rýchlosťou presahujúcou rýchlosť úniku z planéty. Jeden z nich preletel vesmírom a pred 13 000 rokmi padol do Antarktídy. Tím vedcov, financovaný Národnou vedeckou nadáciou, ho objavil v zime roku 1984, ale vtedy ešte nevedel, že asteroid je domovom Marsu.
Američania neboli prvými, ktorí si uvedomili, že Antarktída je najlepším miestom na svete na hľadanie meteoritov. Japonskí prieskumníci ich tam chodili a zhromažďovali už od 60. rokov. Keď sa v roku 1973 geológ University of Pittsburgh William Cassidy dozvedel o ich úspešných nálezoch všetkých druhov meteoritov, presvedčil Národnú vedeckú nadáciu, aby financovala americké expedície. Do roku 1976 Američania dohnali v tejto oblasti japonských vedcov; a o dva roky neskôr vzniklo laboratórium NASA na uskladnenie týchto vzoriek.
Aj keď sa prúd meteoritov v Antarktíde nelíši od prúdov kdekoľvek na svete, podnebie na tomto kontinente je suché a chladné, takmer bez ľudí, čo pomáha meteoritom zostať nedotknutými. Pomáha aj zemepis. Ako mohutné vrstvy ľadu plávajú z južného pólu, narazia do Transantarktických hôr, asi 3 500 kilometrov dlhého hrebeňa, ktorý sa tiahne celým kontinentom. Meteority spadajú do širokej a plochej polárnej oblasti a sú absorbované týmto prúdom, ktorý sa zastaví po dosiahnutí pohoria.
„Keď sa tento ľad objaví, správna kombinácia nadmorskej výšky a teploty vytvorí pre ľad ablačnú zónu a meteority pod ním zostanú,“vysvetľuje Kevin Reiter, planetárny vedec a kurátor antarktického meteoritu. "Na hrebeni sú oblasti s neuveriteľnou koncentráciou meteoritov."
Skaly zostávajú zamrznuté, kým sa nedostanú do laboratória v Houstone. Tým sa zabráni hrdzaveniu a zmenám minerálov, ktoré sa môžu vyskytnúť pri vyšších teplotách. V laboratóriu sa kamene topia v teplom a suchom prostredí, z ktorého sa rýchlo odstraňuje vlhkosť. Kamene sa potom ukladajú v dusíkových skrinkách, aby sa zabránilo ďalšej oxidácii.
Desať rokov potom, čo vedci objavili ALH84001, si uvedomili, že tento a tucet ďalších podobných meteoritov takmer určite pochádza z Marsu, pretože obsahujú stopy plynu obsiahnuté v atmosfére Marsu.
To viedlo k neočakávanému nárastu záujmu laboratórií. Keď Dave McKay a ďalší vedci z Johnsonovho vesmírneho strediska preskúmali horninu, objavili drobné čudné prvky, ktoré pripomínali fosílie podobné červom. Na základe tohto zistenia vyšiel v roku 1996 vo vede článok, v ktorom vedci oznámili objavenie dôkazov o existencii starodávneho života na Marse. Laboratórium na štúdium antarktických meteoritov sa cez noc stalo jedným z najteplejších miest na svete. Vedci a novinári medzi sebou súperili, aby sa dostali dovnútra.
Dnes, keď rovery NASA poškriabali celý povrch Marsu, by sa mohlo zdať, že hľadanie nových marťanských hornín v Antarktíde, kde boli tisíce rokov vystavené zemskej atmosfére, by bolo pre vedu zbytočné. Ale to nie je pravda, tvrdí Reiter.
„Marťanské meteority sú veľmi zaujímavé,“vysvetľuje. - Od roverov sme dostali veľa užitočných informácií o Marse a veľa pozornosti sa venuje hľadaniu dôkazov o existencii tekutej vody, prchavých látok a všetkého, čo môže byť spojené so životom. Keď však tu na Zemi zhromažďujeme marťanské skaly, v týchto meteoritoch nie je veľa dôkazov, ktoré by naznačovali takéto procesy. Preto veríme, že nám v našej zbierke chýba významná časť rozmanitosti hornín z Marsu. Keby sme skutočne našli kúsok sedimentu z Marsu, mohlo by na Zemi v laboratóriu existovať oveľa viac meraní, ako by umožňovali robotické misie. “
Okrem marťanských hornín má NASA stovky meteoritov z veľkého asteroidu západ a predpokladá sa, že niektoré pochádzajú z iných telies v páse asteroidu. Existujú aj meteority z Mesiaca a Reiter hovorí, že ponúkajú hodnotnú rozmanitosť v porovnaní s našou vzorkou šiestich miest pristátia na Mesiaci. Existuje tiež niekoľko desiatok „túlavých“meteoritov, miesta pôvodu, ktoré vedci nemôžu vystopovať. Je možné, že jeden z nich sa narodil na Venuši alebo na Merkúre. Hľadanie zaujímavých nových meteoritov je dôvodom, prečo sa vedci vracajú do Antarktídy každý november.
Pokiaľ ide o ALH84001, Reiter dostal zabalený meteorit za chvíľu. "To je ono," hovorí, aby sme pochopili rozsah dodávky. „Veľký kus skaly.“A bol tam veľký kus skaly. Krátko po publikovaní v časopise Science prišla väčšina vedeckej komunity s iným, prijateľnejším vysvetlením pre malé fosílne tunely. Tento kameň je dnes bez života a pravdepodobne vždy bol.
Hľadanie však pokračuje. Ak vesmír prinesie na Zem kúsky iných svetov, to najmenej, čo môžeme urobiť, je ísť ich získať.
Kométy a hviezdny prach
Stál na stole, priamo pred nami. Pred jedenástimi rokmi preletel tento rad 132 dlaždíc naplnených aerogélom v tvare tenisovej rakety cez kómu kométy Wilde 2. Po prejdení 400 kilometrov od jadra kométy zoskupenie najskôr zachytilo malé kúsky kométy. Kozmická loď Stardust sa potom v roku 2006 úspešne vrátila na Zem. Teraz, takmer o desať rokov neskôr, vedci pokračujú v skúmaní jednotlivých dlaždíc, či neobsahujú prachové častice, ktoré sa zachytili v aerogéle.
Samotný aerogél je takmer magická látka. Vyzerá to ako zamrznutý dym. S 1 000-krát menšou hustotou ako sklo je to takmer vzduch. Ale je to ideálne riešenie na zastavenie častíc menších ako zrnko piesku, ktoré cestujú šesťkrát rýchlejšie ako guľka z pušky. Častice vytvárajú pri prechode aerogélom stopy, až kým sa nezastavia, ale sú úplne zničené.
Ron Bastien, manažér laboratória Stardust, pripravil jednu z dlaždíc, ktorú predviedol počas našej návštevy. "Ak sa na to pozriete pozorne, uvidíte, ako táto čiara prechádza cez ňu. Tu vstupuje malá častica do aerogélu a prechádza cez ňu," hovorí. „Ak sa pozriete na dno tejto stopy, bude tu častica.“Častica kométy, ktorá je teraz vzdialená stovky miliónov kilometrov.
Materiál kométy študovali desiatky výskumných skupín. Na ich prekvapenie zistili, že kométy sa formujú súčasne v ľadových a horúcich podmienkach. Vedci už dlho vedia, že ľad kométy sa formuje na studenom okraji slnečnej sústavy za obežnou dráhou Neptúna, teraz si však uvedomili, že kamenné jadro sa formuje oveľa bližšie k slnku.
Sú si toho vedomí, pretože niektoré častice zhromaždené hviezdnym prachom boli biele a nepravidelné. Predpokladá sa, že tieto vápnikovo-hliníkové inklúzie sa vytvorili veľmi blízko slnečného povrchu v ohni vzniku slnečnej sústavy. Patria medzi najstaršie materiály v slnečnej sústave, ktoré sú staré takmer 4,56 miliardy rokov. A teraz ich vedci našli v kométach, ktoré prešli k Plutu i ďalej. To dáva vedcom dodatočnú istotu, že štúdium komét je štúdiom časových kapsúl, ktoré povedia veľa o časoch vzniku slnečnej sústavy.
Keďže aerogélový podnos bol kométe poskytovaný relatívne krátko, misia Stardust mala pre istotu druhý podnos s dlaždicami.
Počas svojho predĺženého letu do a z kométy Wilde 2 kozmická loď použila tento druhý zásobník na zhromažďovanie medzihviezdneho prachu. Na rozdiel od silného prúdu kometárnych častíc vedci očakávali, že zhromaždia iba niekoľko malých medzihviezdnych častíc veľkosti mikrónov, ktoré sa ponáhľajú k slnečnej sústave v rôznych uhloch. Keď sa teda kozmická loď vrátila na Zem, vedci boli požiadaní, aby tieto častice našli.
Laboratórium Stardust nainštalovalo automatické skenovacie mikroskopy, ktoré fotografovali medzihviezdny kolektor, a vedci vyzvali verejnosť - „prachovku“-, aby pomohli nájsť stopy častíc v jednotlivých dlaždiciach v rámci projektu Stardust @ Home.
V auguste 2014 bolo oznámených sedem medzihviezdnych prachových častíc, prvé vzorky prachu z hviezd mimo slnečnej sústavy. Dusteri našli dve častice. Vedci aj teraz len začínajú chápať podstatu týchto častíc, z ktorých niektoré sú „nadýchané“ako snehové vločky a môžu pochádzať z výbuchu supernovy pred miliónmi rokov.
„Genesis“
Na najchutnejšiu časť prechádzky sme sa pripravovali hodinu a pol, keď sa Judine Alton opýtala, či potrebujeme použiť toaletu (zabudla som sa opýtať skôr). Našťastie to nie je potrebné.
NASA uchováva najcitlivejšie vzorky v laboratóriu Genesis, ktoré je udržiavané čisté podľa najprísnejších protokolov vesmírneho centra. Laboratórium Genesis uchováva častice slnečného vetra, malé kúsky Slnka, ktoré obsahujú stopy o zložení slnečnej hmloviny, keď sa planéty práve formovali.
V to ráno sme dostali pokyn, aby sme nenosili snubné prstene alebo nepoužívali dezodorant. Na chodbe sme si obliekli rukavice, návleky na topánky a sieťky na vlasy. V „šatni“sme si obliekli masky, celotelové obleky, čiapky, špeciálne topánky a druhé rukavice. Zobrali mi tiež zošit a dali mi „čistý“papier - a vo vnútri som dostal aj „čisté“pero Sharpie. Vyčistením prešlo aj naše fotografické vybavenie: museli sme niekoľko minút utierať šošovky a statívy alkoholovými obrúskami, kým si vedci neboli istí, že sú prístroje dostatočne bez prachu.
Po tomto všetkom sme sa opýtali, koľko návštevníkov laboratórium prijalo. "Neakceptujem ľudí," povedal Alton, kurátor laboratória. - Vy ste zvláštni. Je to hlavne preto, lebo ľudia sú špinaví. ““
V roku 2001 sa kozmická loď NASA Genesis vydala do vesmíru k bodu L1 Lagrange, kde je vyrovnaná gravitácia medzi Zemou a Slnkom. Už viac ako dva roky sústavy prístroja zhromažďujú ióny prúdiace z vonkajšej vrstvy Slnka. Filtre boli vyvinuté v rôznych čistotách materiálov vrátane hliníka, zafíru, germánia, kremíka, zlata a amorfného uhlíka podobného diamantu na zachytávanie rôznych druhov slnečného vetra.
Verilo sa, že kozmická loď bude schopná zhromaždiť miliardy slnečných častíc, ktorých hmotnosť sa rovná iba niekoľkým zrnkám soli, a potom ísť na Zem. Ale počas záverečnej fázy návratu padací systém lietadla zlyhal a spadol v Utažskej púšti katastrofickou rýchlosťou 300 km / h.
Toto mal byť koniec. Pre väčšinu experimentov by to znamenalo koniec hry. Zachytené častice slnečného vetra boli ale 40-100 nanometrov pod povrchom. Vedci vrátane Altona zistili, že môžu ušetriť niektoré častice, ak dôkladne vyčistia filtre, ktoré prežili dopad na Zem.
Vedci sa skrátka prispôsobili. V jasne osvetlenej čistej miestnosti nám Carla Gonzalez ukázala, ako presne, umiestnením prúdu veľmi čistej vody na filter vzoriek, ktorý sa otáča niekoľkými tisíckami otáčok za minútu. Po 15 minútach voda z filtra odstránila nečistoty a zvyšky priestoru. Tento proces tiež nezanechal žiadne rozpúšťadlá. Za desať rokov od návratu Genesis na Zem Alton, Gonzalez a ďalší vyčistili a klasifikovali viac ako 2 000 vzoriek, z ktorých mnohé sú k dispozícii na štúdium vedcom.
Vedci dokončili väčšinu výskumných cieľov misie vrátane prekvapivého zistenia, že Slnko má viac kyslíka-16, najhojnejší izotop, ako Zem. Táto divergencia viedla vedcov k tomu, aby preskúmali, ako tento kyslík opúšťal Slnko počas prvých niekoľkých miliónov rokov svojej existencie, čo viedlo k novým objavom o podstate a vývoji rannej slnečnej sústavy.
Keď sme prišli na koniec našej prehliadky v nepoškvrnenom laboratóriu, Gonzalez vytiahol filter obsahujúci ultračisté vzorky vody. Spýtal som sa, či je možné to zjesť teraz, ak je to také čisté. "Myslím, že môžeš," odpovedal Alton. „Ale zlomil by si mi srdce, keby si to urobil.“
Mesačné kamene
Ryan Ziegler sa široko usmial a jeho okrúhlu tvár dokonale zdôraznila čistá čiapka, ktorá zakrývala jeho hlavu, keď sme sa ocitli pred nablýskanými, niekoľkotonovými dverami bankového trezoru. "No, chlapci, na záver som si nechal to najlepšie," povedal. Ziegler študuje mesačné skaly v Johnsonovom vesmírnom stredisku, aby lepšie pochopil, ako vznikol Mesiac. Taktiež dohliada na vzorky Apolla a organizoval našu prehliadku laboratória astromateriálov NASA.
Teraz sme stáli pred trezorom, ktorý držal dve tretiny všetkých mesačných hornín na svete.
A potom sme vošli. Táto budova bola postavená v roku 1979 a nachádza sa v nej kolekcie Apollo 11 až Apollo 17, ktoré sú umiestnené v samostatných skriniach z nehrdzavejúcej ocele. Astronauti priniesli späť asi 2 200 vzoriek počas šiestich misií Apollo. Aj keď 85% zbierky zostáva v pôvodnom stave, v súčasnosti je sledovaných viac ako 100 000 mesačných kameňov. „Všeobecné sledovanie NASA umožňuje kedykoľvek požiadať o konkrétnu vzorku, ktorú je možné nájsť,“vysvetlil Ziegler.
V samotnej miestnosti bolo niečo mimozemské. Samotné kamene neboli viditeľné; boli starostlivo zabalené v kovových nádobách v teflónových vreciach a trikrát zapečatené v skrinkách, ktoré boli samy naplnené čistým dusíkom. "Je potrebné vyvinúť veľké úsilie na to, aby boli tieto mesačné vzorky bezpečné pre budúce generácie," hovorí Ziegler. A hoci ich nevidíte, môžete cítiť prítomnosť ton kameňov. Raz ležali na povrchu Mesiaca miliardy rokov, a potom ich zhromaždil tucet ľudských rúk, zdvihli sa z mesačného povrchu a spadli do Tichého oceánu. A teraz opäť ticho ležia, už v tejto miestnosti.
Napriek prijatým preventívnym opatreniam nemožno „otvorené“vzorky uchovávať donekonečna. Aj vo vnútri vzduchotesných nádob s trojitým uzavretím obsahuje ultračistý dusík 10 až 100 ppb vody. Mesačné horniny nevykazujú známky korózie, vrchný nanometer alebo dva vrcholy však už boli kontaminované. Ziegler nás vedie k jednej zo skríň. "Nikdy neboli otvorené," hovorí. „Toto sú tri z našich siedmich neobjavených vzoriek.“Boli zhromaždené vo vákuu mesačného povrchu, umiestnené vo vákuovo uzavretých skúmavkách a zostávajú nimi dodnes. NASA ich šetrí pre neistú teoretickú budúcnosť, v ktorej vedci nájdu skvelé nové spôsoby analýzy.
70% všetkých mesačných hornín je uložených v tejto jednej miestnosti. Asi päť percent bolo zničených počas rôznych výskumných procesov a ďalších 15% je uložených v rezervnom sklade vo White Sands v Novom Mexiku. Johnsonovo vesmírne stredisko je bezpečné a toto zariadenie sa nachádza na druhom poschodí. Ale vesmírne centrum je cez ulicu od jazera Clear Lake, ktoré sa vlieva do zálivu Galveston, ktorý sa vlieva do Mexického zálivu. Hurikán kategórie 5 by mohol toto zariadenie zničiť.
Ziegler nás vedie z trezoru do pracovne podobnej veľkosti, kde sú uložené zvyšky mesiaca. Veľké kúsky Mesiaca sú zobrazené vo väčších skriniach z nehrdzavejúcej ocele. Po štúdiu sa sem vracajú vzorky - laboratórium distribuuje vedcom na výskum od 500 do 1 000 mesačných vzoriek ročne. Prinášajú sa sem aj VIP, aby ukázali mesačné kamene.
Medzi vystavenými vzorkami je takzvaná skala Genesis, ktorá je akoby pokrytá práškovým cukrom. Posádka Apolla 15 mala za úlohu nájsť iba jednu v skale z anortositu a našli ju v blízkosti Apenín. Vo veku 4,1 miliárd rokov, ktorý sa narodil len pár sto miliónov rokov po vzniku slnečnej sústavy, pomohol kameň Genesis potvrdiť teóriu formovania Mesiaca po zrážke Zeme s objektom s veľkosťou Marsu na samom začiatku slnečnej sústavy.
Na základe materiálov od spoločnosti Ars Technica