Johnson Space Center Campus 31 se neliší ve vznešenosti a historii žádného Tower of London. Venku není královská stráž. Avšak právě zde, v budově z 60. let, si NASA nechává klenoty svého vesmírného programu. V různých čistých místnostech sledují kurátoři meteority z Marsu a pásu asteroidů, kosmický prach, vzorky slunečního větru, částice komety a samozřejmě stovky kilogramů měsíčních hornin. Ars Technica absolvovala prohlídku tohoto tajného úložiště NASA a přinesla spoustu zajímavých věcí, o kterých si povíme.
Na konci prosince strávili zástupci tohoto zdroje prohlídky sbírek Objektu 31, včetně zřídka navštěvované laboratoře Genesis. A přestože na památku nedostali měsíční oblázek, podnikli bezprecedentní prohlídku každého astromateriálu, který NASA shromáždila od jiných těles sluneční soustavy i mimo ni. Nyní máme příležitost studovat, jak NASA chrání své nejvzácnější a nejcennější příklady z jiných světů. Dále v první osobě příběh Arse.
Antarktické meteority
Nejprve jsme se chtěli podívat na slavnou marťanskou skálu.
Než jsme se dostali do meteoritové laboratoře NASA, sundali jsme si snubní prsteny a nasadili si obaly na boty, chirurgické čepice a bílé roucha. Po šatně jsme byli přeneseni do malé komory, ve které nám vzduchová sprcha vzala volné částice - jakýsi simulátor hurikánu. Nakonec se ocitneme ve jasně osvětlené sterilní místnosti, ve které NASA ukládá asteroidy, které vědci shromáždili v Antarktidě.
Propagační video:
Tato kolekce obsahuje asi 20 000 kamenů, ale nejznámější z nich je ALH84001. Asi před 16 miliony let spadl na povrch Marsu velký meteorit nebo asteroid o průměru 0,5 až 1 kilometr a zvedl řadu hornin do vesmíru rychlostí vyšší než úniková rychlost planet. Jeden z nich letěl vesmírem a před 13 000 lety padl do Antarktidy. Tým vědců financovaný Národní vědeckou nadací to objevil v zimě roku 1984, ale v té době nevěděl, že asteroid je domovem Marsu.
Američané zdaleka nebyli první, kdo si uvědomil, že Antarktida je nejlepší místo na světě pro hledání meteoritů. Japonští průzkumníci je tam procházeli a shromažďovali od 60. let. Když se geolog William Pitidy z University of Pittsburgh William Cassidy v roce 1973 dozvěděl o jejich úspěšných nálezech všech druhů meteoritů, přesvědčil National Science Foundation, aby financovala americké expedice. Do roku 1976 Američané dohnali japonské vědce v této oblasti; a o dva roky později byla vytvořena laboratoř NASA pro ukládání těchto vzorků.
Přestože se proud meteoritů v Antarktidě neliší od toků kdekoli jinde na světě, klima na tomto kontinentu je suché a chladné, téměř bez lidí, což pomáhá meteoritům zůstat nedotčeny. Zeměpis také pomáhá. Vzhledem k tomu, že se od jižního pólu vznášejí mohutné ledové kryty, sráží se s Transantarktickými horami, což je 3500 kilometrů vysoký hřeben, který se táhne přes celý kontinent. Meteority spadají do široké a ploché polární oblasti a jsou absorbovány tímto proudem, který se zastaví po dosažení hor.
"Když se tento led objeví, správná kombinace nadmořské výšky a teploty vytvoří pro led ablační zónu a meteority pod ním zůstanou," vysvětluje Kevin Reiter, planetární vědec a kurátor antarktického meteoritu. "Na hřebeni jsou oblasti s neuvěřitelnou koncentrací meteoritů."
Skály zůstávají zmrzlé, dokud se nedostanou do laboratoře v Houstonu. Tím se zabrání korozi a změnám minerálů, které mohou nastat při vyšších teplotách. Jakmile jsou kameny v laboratoři, tají se v teplém a suchém prostředí, ze kterého se rychle odstraňuje vlhkost. Kameny jsou poté uloženy v dusíkových skříních, aby se zabránilo další oxidaci.
Deset let poté, co vědci objevili ALH84001, si uvědomili, že tento a tucet dalších podobných meteoritů téměř jistě pocházejí z Marsu, protože obsahují stopy plynu obsaženého v atmosféře Marsu.
To vedlo k neočekávanému nárůstu zájmu laboratoří. Když Dave McKay a další vědci v Johnsonově vesmírném středisku zkoumali skálu, objevili drobné podivné rysy, které připomínaly fosilie podobné červům. Na základě tohoto zjištění byl ve Vědě v roce 1996 publikován článek, ve kterém vědci oznámili objev důkazů o existenci starověkého života na Marsu. Přes noc se laboratoř pro studium antarktických meteoritů stala jedním z nejžhavějších míst na světě. Vědci a novináři mezi sebou soupeřili, aby se dostali dovnitř.
Dnes, kdy rovery NASA poškrábaly celý povrch Marsu, by se mohlo zdát, že hledání nových marťanských hornin v Antarktidě, kde byly po tisíce let vystaveny zemské atmosféře, by bylo pro vědu zbytečné. Ale to není pravda, říká Reiter.
"Marťanské meteority jsou velmi zajímavé," vysvětluje. - Od roverů jsme obdrželi spoustu užitečných informací o Marsu a věnujeme velkou pozornost hledání důkazů o existenci kapalné vody, těkavých látek a všeho, co může být spojeno se životem. Když však zde na Zemi shromažďujeme marťanské horniny, v těchto meteoritech není mnoho důkazů, které by takové procesy naznačovaly. Proto věříme, že nám v naší sbírce chybí významná část rozmanitosti hornin z Marsu. Pokud bychom skutečně našli kousek sedimentu z Marsu, mohlo by na Zemi v laboratoři existovat mnohem více měření, než by umožňovaly robotické mise. “
Kromě marťanských skal má NASA stovky meteoritů z velkého asteroidu západ a předpokládá se, že některé pocházejí z jiných těles v pásu asteroidů. Existují také meteority z Měsíce a Reiter říká, že nabízejí cennou rozmanitost oproti našemu vzorku šesti míst přistání na Měsíci. Existuje také několik desítek „zbloudilých“meteoritů, místa původu, které vědci nemohou vystopovat. Je možné, že jeden z nich se narodil na Venuši nebo na Merkuru. Hledání zajímavých nových meteoritů je důvodem, proč se vědci v listopadu vracejí do Antarktidy.
Pokud jde o ALH84001, Reiter obdržel zabalený meteorit v žádném okamžiku. "Tady to je," říká, abychom porozuměli rozsahu dodávky. „Velký kámen.“A byl tam velký kámen. Krátce po zveřejnění ve Vědě přišla většina vědecké komunity s jiným přijatelnějším vysvětlením malých fosilních tunelů. Tento kámen je dnes bez života a pravděpodobně vždy byl.
Hledání však pokračuje. Pokud vesmír přinese na Zemi kousky jiných světů, to nejmenší, co můžeme udělat, je jít a získat je.
Komety a hvězdný prach
Stál na stole přímo před námi. Před jedenácti lety toto pole 132 dlaždic naplněných aerogelem ve tvaru tenisové rakety preletělo v komatu komety Wilde 2. Poté, co ujelo 400 kilometrů od jádra komety, pole nejprve zachytilo malé kousky komety. Sonda Stardust se poté v roce 2006 úspěšně vrátila na Zemi. Nyní, téměř o deset let později, vědci pokračují ve zkoumání každé dlaždice ohledně prachových částic, které se zachytily v aerogelu.
Samotný aerogel je téměř magická látka. Vypadá to jako zmrzlý kouř. S hustotou 1 000krát menší než hustota skla je to téměř vzduch. Je však ideální pro zastavení částic menších než zrnko písku, které cestují šestkrát rychleji než střela z pušky. Částice vytvářejí stopy, jak procházejí aerogelem, dokud se nezastaví, ale jsou zcela zničeny.
Ron Bastien, manažer laboratoře Stardust, připravil jednu z dlaždic, které předvedl během naší návštěvy. "Když se na to podíváte pozorně, můžete vidět, jak tato linie prochází, to je místo, kde malá částice zasáhne aerogel a prochází skrz něj," říká. „Podíváte-li se na dno této stezky, bude zde částice.“Částice komety nyní vzdálená stovky milionů kilometrů.
Materiál komety byl studován desítkami výzkumných skupin. K jejich překvapení zjistili, že komety se formují současně v ledových a horkých podmínkách. Vědci již dlouho věděli, že led komety se tvoří na studeném okraji sluneční soustavy za oběžnou dráhou Neptunu, ale nyní si uvědomili, že skalní jádro se formuje mnohem blíže ke slunci.
Jsou si toho vědomi, protože některé částice shromážděné hvězdným prachem byly bílé a nepravidelné. Předpokládá se, že tyto vápenato-hliníkové inkluze vznikly velmi blízko povrchu slunce v ohni stvoření sluneční soustavy. Patří mezi nejstarší materiály ve sluneční soustavě, které jsou staré téměř 4,56 miliardy let. A nyní je vědci našli v kometách, které cestovaly do Pluta a dále. To dává vědcům další jistotu, že studium komet je studium časových tobolek, které hodně napoví o dobách vzniku sluneční soustavy.
Vzhledem k tomu, že aerogelový podnos byl kometě poskytován po relativně krátkou dobu, měla mise Stardust druhý podnos s kameny, jen pro případ požáru.
Během svého dlouhého letu do az komety Wilde 2 použila kosmická loď tento druhý zásobník ke sběru mezihvězdného prachu. Na rozdíl od silného proudu kometárních částic vědci očekávali, že shromáždí jen několik drobných mezihvězdných částic o velikosti mikronů, které se řítí k sluneční soustavě v různých úhlech. Když se tedy kosmická loď vrátila na Zemi, vědci byli požádáni, aby tyto částice našli.
Laboratoř Stardust nainstalovala automatické skenovací mikroskopy, které pořizovaly snímky mezihvězdného kolektoru, a vědci vyzvali veřejnost - „prachovku“-, aby pomohla najít stopy částic v jednotlivých dlaždicích v rámci projektu Stardust @ Home.
V srpnu 2014 bylo oznámeno sedm mezihvězdných prachových částic, první vzorky prachu z hvězd mimo sluneční soustavu. Stroskotanci našli dvě částice. Dokonce i nyní vědci teprve začínají chápat podstatu těchto částic, z nichž některé jsou „načechrané“jako sněhové vločky a mohly pocházet z exploze supernovy před miliony let.
Genesis
Na nejchutnější část procházky jsme se připravovali hodinu a půl, když se Judine Altonová zeptala, jestli potřebujeme jít na toaletu (zapomněla jsem se zeptat dříve). Naštěstí to není nutné.
NASA ukládá nejcitlivější vzorky v laboratoři Genesis, která je udržována v čistotě podle nejpřísnějších protokolů vesmírného centra. Laboratoř Genesis uchovává částice slunečního větru, malé kousky Slunce, které obsahují stopy o složení sluneční mlhoviny, když se právě formovaly planety.
Toho rána jsme dostali pokyn, abychom nenosili snubní prsteny nebo nepoužívali deodorant. Na chodbě jsme si nasadili rukavice, návleky na boty a síťky na vlasy. V „šatně“jsme si nasadili masky, celotělové obleky, klobouky, speciální boty a druhé rukavice. Vzali také můj notebook a dali mi „čistý“papír - a uvnitř jsem také dostal „čisté“Sharpie pero. Také naše fotografické vybavení prošlo vyčištěním: museli jsme několik minut utírat čočky a stativy alkoholovými ubrousky, dokud si vědci nebyli jisti, že jsou zařízení dostatečně zbavená prachu.
Po tom všem jsme se zeptali, kolik návštěvníků laboratoř přijala. "Nepřijímám lidi," řekl Alton, kurátor laboratoře. - Vy jste zvláštní. Je to hlavně proto, že lidé jsou špinaví. “
V roce 2001 se kosmická loď NASA Genesis dostala do vesmíru k bodu L1 Lagrange, kde je vyvážena gravitace mezi Zemí a Sluncem. Již více než dva roky soustavy aparátu shromažďují ionty proudící z vnější vrstvy Slunce. Filtry byly vyvinuty z různých čistot materiálů, včetně hliníku, safíru, germania, křemíku, zlata a amorfního uhlíku podobného diamantu, pro sběr různých druhů slunečního větru.
Věřilo se, že kosmická loď bude schopna shromáždit miliardy slunečních částic, jejichž hmotnost se rovná jen několika zrnům soli, a poté jít na Zemi. Ale během poslední fáze návratu padákový systém letadla selhal a padl v poušti v Utahu katastrofickou rychlostí 300 km / h.
To měl být konec. Pro většinu experimentů by to znamenalo konec hry. Zachycené částice slunečního větru však byly 40-100 nanometrů pod povrchem. Vědci, včetně Altona, zjistili, že mohou zachránit některé částice, pokud důkladně vyčistí filtry, které přežily dopad na Zemi.
Stručně řečeno, vědci se přizpůsobili. V jasně osvětlené, čisté místnosti nám Carla Gonzalez ukázala, jak přesně, umístěním proudu ultračisté vody na filtr vzorku rotující několika tisíci otáčkami za minutu. Po 15 minutách voda odstranila nečistoty a zbytky prostoru z filtru. Tento proces také nezanechal žádná rozpouštědla. Za deset let od návratu Genesis na Zemi Alton, Gonzalez a další vyčistili a klasifikovali více než 2 000 vzorků, z nichž mnohé jsou k dispozici vědcům ke studiu.
Vědci dosáhli většiny výzkumných cílů mise, včetně překvapivého zjištění, že Slunce má více kyslíku-16, nejhojnějšího izotopu, než Země. Tato divergence vedla vědce ke zkoumání toho, jak tento kyslík opouštěl Slunce během prvních několika milionů let své existence, což vedlo k novým poznatkům o povaze a vývoji rané sluneční soustavy.
Když jsme přišli na konec naší prohlídky v neposkvrněné laboratoři, Gonzalez vytáhl filtr obsahující ultračisté vzorky vody. Zeptal jsem se, jestli je možné to teď jíst, pokud je to tak čisté. "Myslím, že můžeš," odpověděl Alton. „Ale zlomil bys mi srdce, kdybys to udělal.“
Měsíční kameny
Ryan Ziegler se široce usmál a jeho kulatý obličej byl dokonale zdůrazněn čistou čepicí, která zakrývala jeho hlavu, když jsme se ocitli před zářícími vícedunovými dveřmi bankovního trezoru. "No, chlapci, to nejlepší jsem si nechal na poslední," řekl. Ziegler studuje měsíční horniny v Johnsonově vesmírném středisku, aby lépe porozuměl tomu, jak vznikl Měsíc. Rovněž dohlíží na vzorky Apolla a organizuje naši prohlídku laboratoře astromateriálů NASA.
Nyní jsme stáli před trezorem, který držel dvě třetiny všech měsíčních kamenů na světě.
A pak jsme šli dovnitř. Tato budova byla postavena v roce 1979 a sídlí v ní kolekce Apollo 11 až Apollo 17, které jsou umístěny v samostatných skříních z nerezové oceli. Astronauti během šesti misí Apollo přivezli zpět asi 2200 vzorků. Ačkoli 85% sbírky zůstává v původním stavu, v současné době je sledováno více než 100 000 měsíčních kamenů. "Obecné sledování NASA umožňuje kdykoli požádat o konkrétní vzorek, který lze najít," vysvětlil Ziegler.
V místnosti samotné bylo něco mimozemského. Samotné kameny nebyly viditelné; byly pečlivě zabaleny v kovových nádobách v teflonových pytlích a třikrát uzavřeny ve skříňkách, které byly samy naplněny čistým dusíkem. "Je zapotřebí velkého úsilí k tomu, aby byly tyto měsíční vzorky bezpečné pro budoucí generace," říká Ziegler. A i když je nevidíte, můžete cítit přítomnost tun kamenů. Jednou ležely na povrchu měsíce po miliardy let, a poté je shromáždil tucet lidských rukou, zvedly je z měsíčního povrchu a spadly do Tichého oceánu. A teď opět tiše leží, už v této místnosti.
Navzdory přijatým opatřením nelze „otevřené“vzorky uchovávat neomezeně dlouho. Dokonce i uvnitř vzduchotěsných nádob s trojitým uzavřením obsahuje ultračistý dusík 10 až 100 ppb vody. Měsíční horniny nevykazují žádné známky koroze, ale horní nanometr nebo dva již byly kontaminovány. Ziegler nás vede k jedné ze skříní. "Nikdy nebyly otevřeny," říká. „Toto jsou tři z našich sedmi neobjevených vzorků.“Byly shromážděny ve vakuu měsíčního povrchu, umístěny ve vakuově uzavřených zkumavkách a zůstávají tak dodnes. NASA je šetří pro nejistou teoretickou budoucnost, ve které vědci najdou skvělé nové způsoby analýzy.
70% všech měsíčních hornin je uloženo v této jedné místnosti. Asi pět procent bylo zničeno během různých výzkumných procesů a dalších 15% je uloženo v rezervním skladu ve White Sands v Novém Mexiku. Johnsonovo vesmírné středisko je v bezpečí a toto zařízení je ve druhém patře. Ale vesmírné centrum je přes ulici od Clear Lake, které ústí do zálivu Galveston, který ústí do Mexického zálivu. Hurikán kategorie 5 by mohl toto zařízení zničit.
Ziegler nás vede z trezoru do pracovny podobné velikosti, kde jsou uloženy zbytky měsíčních skal. Velké kusy Měsíce jsou zobrazeny ve větších skříních z nerezové oceli. Vzorky se sem vracejí po studiu - laboratoř distribuuje vědcům za účelem výzkumu 500 až 1 000 lunárních vzorků ročně. VIP jsou sem také přivedeni, aby ukázali měsíční kameny.
Mezi vystavenými vzorky je takzvaná skála Genesis, která je zřejmě pokryta práškovým cukrem. Posádka Apolla 15 měla za úkol najít jen jednu v anortositové hornině a našli ji poblíž Apenin. Ve věku 4,1 miliardy let, který se narodil jen pár stovek milionů let po vzniku sluneční soustavy, pomohl kámen Genesis potvrdit teorii vzniku měsíce poté, co se Země na samém počátku sluneční soustavy srazila s objektem o velikosti Marsu.
Na základě materiálů od společnosti Ars Technica