Johnson Space Center Campus 31 ne razlikuje se po veličini i povijesti bilo kojeg Londonskog tornja. Vani nema kraljevske straže. Međutim, upravo ovdje, u zgradi iz doba 60-ih, NASA čuva dragulje svog svemirskog programa. Unutar raznih čistih soba kustosi prate meteorite s Marsa i pojasa asteroida, kozmičku prašinu, uzorke sunčevog vjetra, čestice kometa i, naravno, stotine kilograma mjesečevih stijena. Ars Technica obišao je taj tajni NASA-in repozitorij i iznio puno zanimljivosti o kojima ćemo razgovarati.
Krajem prosinca predstavnici ovog resursa proveli su dan u obilasku zbirki Objekta 31, uključujući rijetko posjećeni laboratorij Genesis. I premda im nisu dali lunarni kamen na uspomenu, obišli su bez presedana svaki astromaterijal koji je NASA prikupila od drugih tijela u Sunčevom sustavu i šire. Sada imamo priliku proučavati kako NASA štiti svoje najrjeđe i najvrjednije primjere iz drugih svjetova. Dalje u prvom licu, priča o Arsu.
Antarktički meteoriti
Prvo smo htjeli pogledati poznatu marsovsku stijenu.
Prije nego što smo stigli u NASA-in laboratorij za meteorite, skinuli smo vjenčane prstene, a zatim obukli navlake za cipele, kirurške kape i bijelo ruho. Nakon svlačionice, prebačeni smo u malu komoru, u kojoj nam je zračni tuš uzimao slobodne čestice - svojevrsni simulator uragana. Napokon se nalazimo u osvijetljenoj sterilnoj sobi u kojoj NASA pohranjuje asteroide koje su znanstvenici sakupili na Antarktiku.
Promotivni video:
Ova kolekcija sadrži oko 20 000 kamenja, ali najpoznatiji od njih je ALH84001. Prije oko 16 milijuna godina, veliki meteorit ili asteroid širine 0,5 do 1 kilometar pao je na površinu Marsa i podigao niz stijena u svemir brzinom većom od planetarne brzine bijega. Jedan od njih proletio je svemirom i prije 13 000 godina pao na Antarktiku. Tim znanstvenika, koji financira Nacionalna zaklada za znanost, otkrio ga je zimi 1984. godine, ali u to vrijeme nije znao da je asteroid dom Marsa.
Amerikanci nisu bili prvi koji su shvatili da je Antarktik najbolje mjesto na svijetu za traženje meteorita. Japanski istraživači tamo su ih šetali i sakupljali od 60-ih. Kada je geolog Sveučilišta u Pittsburghu William Cassidy 1973. saznao za njihova uspješna otkrića svih vrsta meteorita, uvjerio je Nacionalnu zakladu za znanost da financira američke ekspedicije. Do 1976. Amerikanci su sustigli japanske znanstvenike na ovom području; a dvije godine kasnije stvoren je NASA-in laboratorij za pohranu tih uzoraka.
Iako se tok meteorita na Antarktiku ne razlikuje od potoka bilo gdje drugdje na svijetu, klima na ovom kontinentu je suha i hladna, s gotovo da nema ljudi, što pomaže meteoritima da ostanu netaknuti. Pomaže i geografija. Dok masivni listovi leda plutaju s Južnog pola, oni se sudaraju s Transantarktičkim planinama, grebenom visokim 3500 kilometara koji se proteže cijelim kontinentom. Meteoriti padaju u široko i ravno polarno područje i apsorbira ih ovaj potok koji se zaustavlja nakon dostizanja planina.
"Kad se pojavi ovaj led, ispravna kombinacija nadmorske visine i temperature stvara zonu ablacije za led, a meteoriti ostaju ispod njega", objašnjava Kevin Reiter, planetarni znanstvenik i kustos antarktičkog meteorita. "Na grebenu postoje područja s nevjerojatnom koncentracijom meteorita."
Stijene ostaju zaleđene dok ne dođu do laboratorija u Houstonu. To sprječava hrđanje i promjene minerala koje se mogu pojaviti pri višim temperaturama. U laboratoriju se kamenje topi u toplom i suhom okruženju iz kojeg se vlaga brzo uklanja. Zatim se kamenje sprema u dušične ormariće kako bi se spriječila daljnja oksidacija.
Deset godina nakon što su znanstvenici otkrili ALH84001, shvatili su da ovaj i desetak drugih sličnih meteorita gotovo sigurno dolaze s Marsa, jer sadrže tragove plina svojstvenih atmosferi Marsa.
To je dovelo do neočekivanog porasta zanimanja laboratorija. Kada su Dave McKay i drugi znanstvenici iz svemirskog centra Johnson istraživali stijenu, otkrili su sitne, neobične osobine koje su nalikovale fosilima sličnim crvima. Na temelju ovog nalaza, u časopisu Science objavljen je članak 1996. godine u kojem su znanstvenici najavili otkriće dokaza o postojanju drevnog života na Marsu. Preko noći je Antarktički laboratorij za istraživanje meteorita postao jedno od najtoplijih mjesta na svijetu. Znanstvenici i novinari međusobno su se nadmetali da uđu.
Danas, s NASA-inim roverima koji grebu po cijeloj površini Marsa, moglo bi se činiti da bi potraga za novim Marsovim stijenama na Antarktiku, gdje su tisućama godina bili izloženi Zemljinoj atmosferi, za nauku bila beskorisna. Ali to nije istina, kaže Reiter.
"Marsovski meteoriti su od velikog interesa", objašnjava. - Dobili smo puno korisnih informacija o Marsu od rovera, a velika pažnja posvećuje se pronalaženju dokaza o postojanju tekuće vode, hlapljivih sastojaka i svega što može biti povezano sa životom. Međutim, kada ovdje na Zemlji skupljamo marsovske stijene, u tim meteoritima nema puno dokaza koji bi ukazivali na takve procese. Stoga vjerujemo da nam u našoj zbirci nedostaje značajan dio raznolikosti stijena s Marsa. Kad bismo zapravo pronašli komad sedimenta s Marsa, u laboratoriju bi na Zemlji moglo biti puno više mjerenja nego što bi to mogle dopustiti robotske misije."
Uz Marsovske stijene, NASA ima stotine meteorita sa velikog asteroida sa Zapada, a vjeruje se da su neki potekli i iz drugih tijela u pojasu asteroida. Postoje i meteoriti s Mjeseca, a Reiter kaže da nude dragocjenu raznolikost u odnosu na naš uzorak od šest lunarnih mjesta za slijetanje. Postoji i nekoliko desetaka "zalutalih" meteorita, mjesta porijekla kojem znanstvenici ne mogu ući u trag. Moguće je da je jedan od njih rođen na Veneri ili Merkuru. Potraga za zanimljivim novim meteoritima razlog je zbog kojeg se znanstvenici vraćaju na Antarktik svakog studenog.
Što se tiče ALH84001, Reiter je začas primio spakirani meteorit. "Evo ga", kaže tako da shvatimo razmjere isporuke. "Veliki komad stijene." A tu je bio i veliki komad kamena. Ubrzo nakon objavljivanja u Scienceu, većina znanstvene zajednice iznijela je drugačije, prihvatljivije objašnjenje za male fosilne tunele. Ovaj je kamen danas beživotan i vjerojatno je oduvijek bio.
Ali potraga se nastavlja. Ako će Svemir donijeti dijelove drugih svjetova na Zemlju, najmanje što možemo učiniti je otići po njih.
Kometi i zvjezdana prašina
Stajao je na stolu, točno ispred nas. Prije jedanaest godina, niz od 132 pločice ispunjenih aerogelom u obliku teniskog reketa proletio je kroz komu kome Wildea 2. Nakon što je prošao 400 kilometara od jezgre komete, niz je prvo zarobio malene komade komete. Svemirska letjelica Stardust tada se uspješno vratila na Zemlju 2006. godine. Sada, gotovo deset godina kasnije, znanstvenici nastavljaju proučavati svaku pločicu zbog čestica prašine koje su se zarobile u aerogelu.
Aerogel je sam po sebi gotovo čarobna tvar. Izgleda kao smrznuti dim. S gustoćom 1000 puta manjom od gustoće stakla, gotovo je zrak. Ali savršeno je za zaustavljanje čestica manjih od zrna pijeska koje putuju šest puta brže od metka puške. Čestice stvaraju staze dok prolaze kroz aerogel dok se ne zaustave, ali su potpuno uništene.
Ron Bastien, voditelj laboratorija Stardust, pripremio je jednu od pločica za demonstraciju tijekom našeg posjeta. "Ako ga pažljivo pogledate, možete vidjeti ovu liniju kako prolazi kroz njega, ovdje mala čestica udara u aerogel i prolazi kroz njega", kaže. "Ako pogledate dno ove staze, bit će čestica." Čestica kometa sada je udaljena stotine milijuna kilometara.
Materijal komete proučavali su deseci istraživačkih skupina. Na njihovo iznenađenje otkrili su da se kometi istodobno stvaraju u ledenim i vrućim uvjetima. Znanstvenici već dugo znaju da se led kometa stvara na hladnom rubu Sunčevog sustava izvan orbite Neptuna, ali sada su shvatili da se stjenovita jezgra stvara mnogo bliže suncu.
Oni su toga svjesni jer su neke čestice koje je sakupljala Zvjezdana prašina bile bijele i nepravilne. Vjeruje se da su se ti kalcijevo-aluminijski inkluziji stvorili vrlo blizu sunčeve površine u vatri stvaranja Sunčevog sustava. Oni su među najstarijim materijalima u Sunčevom sustavu, starim blizu 4,56 milijardi godina. A sada su ih znanstvenici pronašli u kometama koje su putovale do Plutona i šire. To daje znanstvenicima dodatno povjerenje da je proučavanje kometa proučavanje vremenskih kapsula, što će puno reći o vremenima nastanka Sunčevog sustava.
Budući da je ladica s aerogelom kometu bila dostavljena relativno kratko vrijeme, misija Stardust imala je drugu ladicu pločica, za slučaj požara.
Tijekom svog produženog leta do i s komete Wilde 2, letjelica je koristila ovu drugu ladicu za sakupljanje međuzvjezdane prašine. Za razliku od moćne struje kometnih čestica, znanstvenici su očekivali da će prikupiti tek nekoliko sitnih međuzvjezdanih čestica, veličine mikrona, koje pod različitim kutovima jure prema Sunčevom sustavu. Dakle, kad se letjelica vratila na Zemlju, od znanstvenika se tražilo da pronađu te čestice.
Laboratorij Stardust instalirao je automatske mikroskope za skeniranje koji su slikali međuzvjezdani kolektor, a znanstvenici su pozvali javnost - "prašinu" - da pomogne u pronalaženju tragova čestica u pojedinim pločicama u sklopu projekta Stardust @ Home.
U kolovozu 2014. najavljeno je sedam međuzvjezdanih čestica prašine, prvi uzorci prašine sa zvijezda izvan Sunčevog sustava. Razarači su pronašli dvije čestice. Čak i sada, znanstvenici tek počinju shvaćati prirodu tih čestica, od kojih su neke "pahuljaste" poput snježnih pahuljica i možda su došle od eksplozije supernove prije milijuna godina.
Geneza
Pripremali smo se za najukusniji dio šetnje sat i pol kad je Judine Alton pitala trebamo li ići u kupaonicu (ranije sam to zaboravila). Srećom, nije potrebno.
NASA pohranjuje najosjetljivije uzorke u laboratoriju Genesis, koji se održava čistim prema najstrožim protokolima svemirskog centra. Laboratorij Genesis pohranjuje čestice sunčevog vjetra, sićušne komadiće Sunca koji sadrže tragove o sastavu solarne maglice kad su planeti tek nastajali.
Tog smo jutra dobili uputu da ne nosimo vjenčane prstenje ili da koristimo dezodorans. U hodniku smo navukli rukavice, navlake za cipele i mreže za kosu. U "svlačionici" smo stavili maske, odijela za cijelo tijelo, kape, posebne čizme i drugi par rukavica. Uzeli su i moju bilježnicu i dali mi "čisti" papir - a iznutra sam dobio i "čistu" Sharpie olovku. Čišćenje je prošla i naša fotografska oprema: morali smo provesti nekoliko minuta brišući leće i stative alkoholnim maramicama sve dok znanstvenici nisu bili sigurni da su uređaji dovoljno bez prašine.
Nakon svega ovoga, pitali smo koliko je posjetitelja primio laboratorij. "Ne prihvaćam ljude", rekao je Alton, kustos laboratorija. - Vi ste posebni. To je uglavnom zato što su ljudi prljavi."
2001. NASA-ina letjelica Genesis otišla je u svemir do točke L1 Lagrange, gdje je gravitacija između Zemlje i Sunca uravnotežena. Već više od dvije godine nizovi aparata prikupljaju ione koji teku iz vanjskog sloja Sunca. Filteri su razvijeni u različitim čistoćama materijala, uključujući aluminij, safir, germanij, silicij, zlato i amorfni ugljik sličan dijamantu, za prikupljanje različitih vrsta sunčevog vjetra.
Vjerovalo se da će svemirska letjelica moći prikupiti milijarde solarnih čestica, težine jednakih samo nekoliko zrna soli, a zatim otići na Zemlju. No tijekom posljednje faze povratka padobranski sustav zrakoplova je zakazao i pao je u pustinji Utah katastrofalnom brzinom od 300 km / h.
Ovo je trebao biti kraj. Za većinu eksperimenata to bi značio kraj igre. No, zarobljene čestice sunčevog vjetra bile su 40-100 nanometara ispod površine. Znanstvenici, uključujući Altona, otkrili su da mogu spasiti neke čestice ako temeljito očiste filtere koji su preživjeli udar Zemlje.
Ukratko, znanstvenici su se prilagodili. U jarko osvijetljenoj, čistoj sobi Carla Gonzalez točno nam je pokazala kako je stavila mlaz ultračiste vode iznad filtra za uzorke koji se okreće s nekoliko tisuća okretaja u minuti. Nakon 15 minuta voda je očistila prljavštinu i svemirske ostatke s filtra. Ovaj postupak također nije ostavio otapala. U deset godina od povratka Geneze na Zemlju, Alton, Gonzalez i drugi očistili su i klasificirali preko 2000 uzoraka, od kojih su mnogi dostupni za proučavanje znanstvenicima.
Znanstvenici su dovršili većinu istraživačkih ciljeva misije, uključujući iznenađujuće otkriće da Sunce ima više kisika-16, najzastupljeniji izotop, od Zemlje. Ova divergencija navela je znanstvenike da istraže kako je ovaj kisik napustio Sunce tijekom prvih nekoliko milijuna godina svog postojanja, što je dovelo do novih otkrića o prirodi i razvoju ranog Sunčevog sustava.
Kad smo došli na kraj naše turneje u besprijekornom laboratoriju, Gonzalez je izvadio filter koji sadrži ultračiste uzorke vode. Pitao sam je li ga moguće sada jesti ako je tako čist. "Mislim da možeš", odgovorio je Alton. "Ali slomili biste mi srce da to učinite."
Mjesečevi kamenčići
Ryan Ziegler široko se nasmiješio, a njegovo okruglo lice savršeno je naglasila čista kapica koja mu je prekrivala glavu dok smo se našli pred sjajnim, višetonskim vratima trezora banke. "Pa, dečki, najbolje sam sačuvao za kraj", rekao je. Ziegler proučava mjesečeve stijene u svemirskom centru Johnson kako bi bolje razumio kako je nastao mjesec. Također nadgleda uzorke Apolla i organizirao je naš obilazak NASA-inog Laboratorija za astromaterijal.
Sad smo stajali ispred svoda u kojem su se nalazile dvije trećine svih mjesečevih kamena na svijetu.
A onda smo ušli. Izgrađena 1979. godine, u ovoj se zgradi nalaze zbirke Apollo 11 do Apollo 17, smještene u odvojenim ormarićima od nehrđajućeg čelika. Astronauti su tijekom šest misija Apollo vratili oko 2200 uzoraka. Iako 85% zbirke ostaje u netaknutom stanju, trenutno se prati više od 100 000 mjesečevih kamena. "NASA-in opći nadzor omogućuje da se u bilo kojem trenutku zatraži određeni uzorak koji se može pronaći", objasnio je Ziegler.
U samoj je sobi bilo nešto izvanzemaljsko. Samo kamenje nije bilo vidljivo; bili su pažljivo upakirani u metalne posude u teflonske vreće, zatvorene tri puta u ormariće koji su i sami bili napunjeni čistim dušikom. "Puno se truda ulaže u to da ovi lunarni primjerci budu sigurni za buduće generacije", kaže Ziegler. I premda ih ne možete vidjeti, možete osjetiti prisustvo tona kamenja. Jednom su ležali na mjesečevoj površini milijardama godina, a zatim ih je sakupilo desetak ljudskih ruku, podiglo s mjesečeve površine i palo u Tihi ocean. I sad opet tiho leže, već u ovoj sobi.
Unatoč poduzetim mjerama predostrožnosti, "otvoreni" uzorci se ne mogu čuvati u nedogled. Čak i unutar trostruko zatvorenih hermetički zatvorenih spremnika, ultra čisti dušik sadrži 10 do 100 ppb vode. Mjesečeve stijene ne pokazuju znakove korozije, ali još uvijek su gornji nanometar ili dva već kontaminirani. Ziegler nas vodi do jednog od ormara. "Oni nikada nisu otvoreni", kaže on. "Ovo su tri od naših sedam neotkrivenih uzoraka." Prikupljeni su u vakuumu mjesečeve površine, smješteni u vakuumski zatvorene cijevi i ostaju takvi do danas. NASA ih štedi za neizvjesnu teoretsku budućnost u kojoj će znanstvenici pronaći izvrsne nove načine za analizu.
70% svih mjesečevih stijena pohranjeno je u ovoj jednoj sobi. Oko pet posto uništeno je tijekom različitih istraživačkih procesa, a dodatnih 15% pohranjeno je u rezervnom skladištu u White Sandsu u Novom Meksiku. Svemirski centar Johnson je na sigurnom, a ovaj je objekt na drugom katu. Ali svemirski centar nalazi se preko puta Clear Lake-a, koje se ulijeva u zaljev Galveston, koji se ulijeva u Meksički zaljev. Orkan kategorije 5 mogao bi uništiti ovaj objekt.
Ziegler nas izvodi iz trezora u radnu sobu slične veličine u kojoj se nalazi ostatak mjesečevog kamena. Veliki komadi Mjeseca prikazani su u većim ormarima od nehrđajućeg čelika. Uzorci se ovdje vraćaju nakon studije - laboratorij godišnje distribuira od 500 do 1000 lunarnih uzoraka znanstvenicima za istraživanje. Ovdje se donose i VIP-ovi kako bi pokazali mjesečeve kamenje.
Među izloženim uzorcima nalazi se takozvana stijena Genesis koja je izgleda prekrivena šećerom u prahu. Posada Apolla 15 imala je zadatak pronaći samo jednu u anortozitnoj stijeni, a pronašli su je u blizini Apenina. Sa 4,1 milijarde godina, rođen samo par stotina milijuna godina nakon formiranja Sunčevog sustava, kamen Geneza pomogao je potvrditi teoriju o stvaranju Mjeseca nakon što se Zemlja sudarila s objektom veličine Marsa na samom početku Sunčevog sustava.
Na temelju materijala iz Ars Technice
