Džonsona kosmosa centra pilsētiņa 31 neatšķiras neviena Londonas torņa varenībā un vēsturē. Ārā nav karaļnama. Tomēr tieši šeit, 60. gadu ēkā, NASA glabā savas kosmosa programmas dārglietas. Dažādu tīru telpu iekšpusē kuratori izseko meteorītus no Marsa un asteroīdu joslu, kosmiskos putekļus, saules vēja paraugus, komētu daļiņas un, protams, simtiem kilogramu Mēness iežu. Ars Technica apmeklēja šo slepeno NASA repozitoriju un parādīja daudz interesantu lietu, par kurām mēs runāsim.
Decembra beigās šī resursa pārstāvji dienu pavadīja, ceļojot 31. objekta kolekcijās, tostarp reti apmeklētajā Genesis laboratorijā. Lai arī viņiem kā piemiņa netika dots Mēness akmens, viņi veica vēl nebijušu ekskursiju pa katru astromateriālu, ko NASA savāca no citiem Saules sistēmas ķermeņiem un ārpus tām. Tagad mums ir iespēja izpētīt, kā NASA aizsargā savus retākos un vērtīgākos piemērus no citām pasaulēm. Tālāk pirmajā personā stāsts par Arsu.
Antarktīdas meteorīti
Vispirms mēs vēlējāmies ielūkoties slavenajā Marsa klintī.
Pirms nokļuvām NASA meteorītu laboratorijā, mēs novilcinājām laulības gredzenus un pēc tam uzvilkām apavu pārvalkus, ķirurģiskos vāciņus un baltas vestes. Pēc ģērbtuves mūs pārcēla uz nelielu kameru, kurā gaisa duša no mums paņēma brīvas daļiņas - sava veida viesuļvētru simulatoru. Visbeidzot, mēs atrodamies spoži apgaismotā sterilā telpā, kurā NASA glabā asteroīdus, kurus zinātnieki ir savākuši Antarktīdā.
Reklāmas video:
Šajā kolekcijā ir aptuveni 20 000 akmeņu, bet slavenākais no tiem ir ALH84001. Apmēram pirms 16 miljoniem gadu liels meteorīts vai asteroīds, kas šķērsoja 0,5 līdz 1 kilometru garumā, nokrita uz Marsa virsmas un pacēla akmeņu rindu kosmosā ar ātrumu, kas pārsniedz planētas evakuācijas ātrumu. Viens no viņiem pirms 13 000 gadiem lidoja kosmosā un iekrita Antarktīdā. Nacionālā zinātnes fonda finansēta zinātnieku komanda to atklāja 1984. gada ziemā, taču tobrīd nezināja, ka asteroīds ir Marsa mājvieta.
Amerikāņi nebūt nebija pirmie, kas saprata, ka Antarktīda ir labākā vieta meteorītu meklēšanai pasaulē. Japāņu pētnieki ir staigājuši un tos tur savākuši kopš 60. gadiem. Kad Pitsburgas universitātes ģeologs Viljams Kasidijs 1973. gadā uzzināja par viņu veiksmīgajiem visu veidu meteorītu atradumiem, viņš pārliecināja Nacionālo zinātnes fondu finansēt Amerikas ekspedīcijas. Līdz 1976. gadam amerikāņi šajā jomā bija panākuši japāņu zinātniekus; un divus gadus vēlāk šo paraugu glabāšanai tika izveidota NASA laboratorija.
Lai gan meteorītu plūsma Antarktīdā neatšķiras no straumēm jebkur citur pasaulē, klimats šajā kontinentā ir sauss un auksts, tajā gandrīz nav cilvēku, kas palīdz meteorītiem palikt neskartiem. Arī ģeogrāfija palīdz. Kad no Dienvidpola peld masīvas ledus loksnes, tās saduras ar Transantarctic Mountains - 3500 kilometru augstu kalnu grēdu, kas stiepjas visā kontinentā. Meteorīti iekrīt plašajā un līdzenajā polārajā apgabalā, un tos absorbē šī straume, kas apstājas pēc nokļūšanas kalnos.
"Kad parādās šis ledus, pareizā augstuma un temperatūras kombinācija rada ledus ablācijas zonu, un meteorīti paliek zem tā," skaidro Kevins Reiters, planētu zinātnieks un Antarktīdas meteorīta kurators. "Grēdā ir apgabali ar neticamu meteorītu koncentrāciju."
Akmeņi paliek sasaluši, līdz tie sasniedz laboratoriju Hjūstonā. Tas novērš rūsēšanu un minerālu izmaiņas, kas var notikt augstākā temperatūrā. Nonākot laboratorijā, akmeņi izkūst siltā, sausā vidē, no kuras ātri tiek noņemts mitrums. Pēc tam akmeņi tiek uzglabāti slāpekļa skapjos, lai novērstu turpmāku oksidēšanos.
Desmit gadus pēc tam, kad zinātnieki atklāja ALH84001, viņi saprata, ka šis un vēl ducis citu līdzīgu meteorītu gandrīz noteikti nāca no Marsa, jo tie satur gāzes pēdas, kas raksturīgas Marsa atmosfērai.
Tas izraisīja negaidītu laboratoriju interesi. Kad Deivs Makkejs un citi Džonsona kosmosa centra zinātnieki izpētīja klinti, viņi atklāja sīkas, dīvainas iezīmes, kas atgādināja tārpiem līdzīgas fosilijas. Pamatojoties uz šo atklājumu 1996. gadā, žurnālā Science tika publicēts raksts, kurā zinātnieki paziņoja par pierādījumu atklāšanu par senās dzīves esamību uz Marsa. Pa nakti Antarktīdas meteorītu laboratorija kļuva par vienu no karstākajām vietām pasaulē. Zinātnieki un žurnālisti sacentās savā starpā, lai iekļūtu iekšā.
Šodien, kad NASA roveri saskrāpē visu Marsa virsmu, varētu šķist, ka jaunu Marsa iežu meklēšana Antarktīdā, kur tie tūkstošiem gadu bija pakļauti Zemes atmosfērai, būtu bezjēdzīgi zinātnei. Bet tā nav taisnība, saka Reiters.
"Marsa meteorīti ir ļoti ieinteresēti," viņš paskaidro. - No roveriem esam saņēmuši daudz noderīgas informācijas par Marsu, un liela uzmanība tiek pievērsta tam, lai atrastu pierādījumus par šķidrā ūdens, gaistošo vielu un visa, kas var būt saistīts ar dzīvi, esamību. Tomēr, kad mēs savācam Marsa akmeņus šeit, uz Zemes, šajos meteorītos nav daudz pierādījumu, kas liecinātu par šādiem procesiem. Tāpēc mēs uzskatām, ka mūsu kolekcijā mums pietrūkst nozīmīgas Marsa iežu daudzveidības daļas. Ja mēs patiešām atrastu nogulsnes no Marsa, laboratorijā uz Zemes varētu būt daudz vairāk mērījumu, nekā atļautu robotu misijas.”
Papildus Marsa iežiem NASA ir simtiem meteorītu no lielajiem Rietumu asteroīdiem, un tiek uzskatīts, ka daži ir nākuši no citiem ķermeņiem asteroīda jostā. Ir arī meteorīti no Mēness, un Reiters saka, ka tie piedāvā vērtīgu dažādību salīdzinājumā ar mūsu sešu Mēness nosēšanās vietu paraugu. Ir arī vairāki desmiti "klaiņojošu" meteorītu, to izcelsmes vieta, kuru zinātnieki nevar izsekot. Iespējams, ka viens no viņiem ir dzimis Venērā vai Merkurijā. Jaunu interesantu meteorītu meklēšana ir iemesls, kāpēc zinātnieki katru novembri atgriežas Antarktīdā.
Kas attiecas uz ALH84001, Reiters īsā laikā saņēma iepakoto meteorītu. "Šeit tas ir," viņš saka, lai mēs saprastu piegādes apjomu. - Liels akmens gabals. Un tur bija liels akmens gabals. Drīz pēc publicēšanas žurnālā Science lielākā daļa zinātniskās sabiedrības nāca klajā ar citu, pieņemamāku skaidrojumu mazajiem fosilajiem tuneļiem. Šis akmens šodien ir nedzīvs un, iespējams, vienmēr ir bijis.
Bet meklēšana turpinās. Ja Visums uz Zemi atvedīs citu pasaulju gabalus, vismazākais, ko mēs varam darīt, ir iet un tos dabūt.
Komētas un zvaigžņu putekļi
Viņš stāvēja uz galda, tieši mums priekšā. Pirms vienpadsmit gadiem šis 132 aerogelu piepildīto flīžu klāsts, kas veidots kā tenisa rakete, lidoja cauri Kometas Vailda komai 2. Pēc 400 kilometru nobraukšanas no komētas kodola masīvs vispirms uztvēra sīkus komētas gabaliņus. Pēc tam kosmosa kuģis Stardust 2006. gadā veiksmīgi atgriezās uz Zemes. Tagad, gandrīz desmit gadus vēlāk, zinātnieki turpina pārbaudīt katru flīžu, vai tajā nav putekļu daļiņu, kas iesprostotas aerogelā.
Pats aerogels ir gandrīz maģiska viela. Tas izskatās kā sasaluši dūmi. Ar blīvumu, kas ir 1000 reizes mazāks nekā stikla, tas ir gandrīz gaiss. Bet tas ir lieliski piemērots, lai apturētu daļiņas, kas ir mazākas par smilšu graudu un kas ceļo sešas reizes ātrāk nekā šautenes lode. Daļiņas, ejot cauri aerogēlam, veido takas, līdz apstājas, bet tiek pilnībā iznīcinātas.
Stardust Lab laboratorijas vadītājs Rons Bastjens sagatavoja vienu no flīzēm, ko demonstrēt mūsu apmeklējuma laikā. "Ja to uzmanīgi aplūkojat, jūs varat redzēt, kā šī līnija iet cauri tai, tur neliela daļiņa nonāk aerogelā un pa to," viņš saka. "Ja paskatās šīs takas apakšā, tur būs daļiņa." Komētas daļiņa tagad atrodas simtiem miljonu kilometru attālumā.
Komētas materiālu ir izpētījuši desmitiem pētījumu grupu. Par pārsteigumu viņi atklāja, ka komētas vienlaikus veidojas ledainos un karstos apstākļos. Zinātnieki jau ilgu laiku zina, ka komētas ledus veidojas Saules sistēmas aukstajā malā aiz Neptūna orbītas, taču tagad viņi saprata, ka akmeņainais kodols veidojas daudz tuvāk saulei.
Viņi to zina, jo dažas Stardust savāktās daļiņas bija baltas un neregulāras. Tiek uzskatīts, ka šie kalcija un alumīnija ieslēgumi ir izveidojušies ļoti tuvu saules virsmai Saules sistēmas radītajā ugunī. Tie ir vieni no vecākajiem Saules sistēmas materiāliem, kuru vecums ir gandrīz 4,56 miljardi gadu. Un tagad zinātnieki tos ir atraduši kometās, kas ceļojušas uz Plutonu un tālāk. Tas dod zinātniekiem papildu pārliecību, ka komētu izpēte ir laika kapsulu izpēte, kas daudz pastāstīs par Saules sistēmas veidošanās laikiem.
Tā kā aerogēla paplāte komētai tika piegādāta salīdzinoši īsu laiku, Stardust misijā ugunsgrēka gadījumā bija arī otrā flīžu paplāte.
Pagarinātā lidojuma laikā uz un no komētas Wilde 2 kosmosa kuģis izmantoja šo otro paplāti, lai savāktu starpzvaigžņu putekļus. Atšķirībā no spēcīgās komētisko daļiņu plūsmas, zinātnieki paredzēja savākt tikai dažas mazas starpzvaigžņu daļiņas, kuru izmērs ir mikroni, kas dažādos leņķos steidzas uz Saules sistēmas pusi. Tātad, kad kosmosa kuģis atgriezās uz Zemes, zinātniekiem tika lūgts atrast šīs daļiņas.
Stardust laboratorija uzstādīja automātiskos skenēšanas mikroskopus, kas nofotografēja starpzvaigžņu kolektoru, un zinātnieki uzaicināja sabiedrību - "putekļu sūcēju" - palīdzēt atrast daļiņu pēdas atsevišķās flīzēs kā daļu no projekta Stardust @ Home.
2014. gada augustā tika paziņotas septiņas starpzvaigžņu putekļu daļiņas, pirmie putekļu paraugi no zvaigznēm ārpus Saules sistēmas. Dasters atrada divas daļiņas. Pat tagad zinātnieki tikai sāk saprast šo daļiņu būtību, no kurām dažas ir "pūkainas" kā sniegpārslas un, iespējams, nākušas no supernovas sprādziena pirms miljoniem gadu.
Genesis
Pusotru stundu gatavojāmies visgardākajai pastaigas daļai, kad Džudīne Alton jautāja, vai mums nav jāizmanto tualete (es aizmirsu pajautāt agrāk). Par laimi, nav nepieciešams.
NASA visjutīgākos paraugus glabā laboratorijā Genesis, kas tiek turēts tīrs saskaņā ar kosmosa centra visstingrākajiem protokoliem. Ģenēzes laboratorija glabā Saules vēja daļiņas, sīkus Saules gabaliņus, kas satur norādes par Saules miglāja sastāvu, kad planētas tikai veidojās.
Tajā rītā mums lika nēsāt laulības gredzenus un nelietot dezodorantu. Gaitenī mēs uzvilkām cimdus, apavu pārvalkus un matu tīklus. “Ģērbtuvē” mums uzvilka maskas, pilna ķermeņa uzvalkus, cepures, speciālus zābakus un otru cimdu pāri. Viņi arī paņēma manu piezīmju grāmatiņu un iedeva "tīru" papīru - un iekšā es arī dabūju "tīru" Sharpie pildspalvu. Arī mūsu fotografēšanas aprīkojums tika iztīrīts: mums nācās pavadīt vairākas minūtes, noslaucot lēcas un statīvus ar spirta salvetēm, līdz zinātnieki bija pārliecināti, ka ierīces ir pietiekami brīvas no putekļiem.
Pēc visa tā mēs vaicājām, cik apmeklētāju laboratorija uzņēma. "Es nepieņemu cilvēkus," sacīja laboratorijas kurators Altons. - Jūs, puiši, esat īpaši. Tas galvenokārt notiek tāpēc, ka cilvēki ir netīri."
2001. gadā NASA kosmosa kuģis Genesis devās kosmosā uz punktu L1 Lagrange, kur gravitācija starp Zemi un Sauli ir līdzsvarota. Vairāk nekā divus gadus aparātu bloki savāca jonus, kas plūst no Saules ārējā slāņa. Dažādu veidu saules vēja savākšanai ir izstrādāti filtri ar dažādu materiālu tīrību, ieskaitot alumīniju, safīru, germāniju, silīciju, zeltu un dimantiem līdzīgu amorfo oglekli.
Tika uzskatīts, ka kosmosa kuģis spēs savākt miljardiem saules daļiņu, kuru svars ir vienāds tikai ar dažiem sāls graudiem, un pēc tam doties uz Zemi. Bet atgriešanās pēdējā posmā lidmašīnas izpletņlēcēju sistēma neizdevās, un tas nokrita Jūtas tuksnesī ar katastrofālu ātrumu 300 km / h.
Tam vajadzēja būt beigām. Lielākajai daļai eksperimentu tas nozīmētu spēles beigas. Bet noķertās saules vēja daļiņas atradās 40-100 nanometri zem virsmas. Zinātnieki, tostarp Altons, ir atklājuši, ka viņi var ietaupīt dažas daļiņas, ja tās rūpīgi notīra filtrus, kas izdzīvoja triecienā ar Zemi.
Īsāk sakot, zinātnieki ir pielāgojušies. Spilgti apgaismotā, tīrā telpā Karla Gonsalesa mums precīzi parādīja, kā, novietojot ultratīra ūdens plūsmu virs parauga filtra, kas rotē ar vairākiem tūkstošiem apgriezienu minūtē. Pēc 15 minūtēm ūdens attīra no filtra netīrumus un kosmosa atkritumus. Šis process arī neatstāja šķīdinātājus. Desmit gadu laikā kopš Ģenēzes atgriešanās uz Zemes Altons, Gonsaless un citi ir iztīrījuši un klasificējuši vairāk nekā 2000 paraugu, no kuriem daudzi ir pieejami zinātnieku pētījumiem.
Zinātnieki sasniedza lielāko daļu misijas pētījumu mērķu, tostarp pārsteidzoši atklāja, ka Saulē ir vairāk skābekļa-16, kas ir visizplatītākais izotops, nekā Zemes. Šī atšķirība ir likusi zinātniekiem izpētīt, kā šis skābeklis atstāja Sauli pirmajos pāris miljonos pastāvēšanas gados, kā rezultātā tika iegūti jauni atklājumi par agrīnās Saules sistēmas dabu un attīstību.
Kad mēs tuvojāmies savas ekskursijas beigām nevainojamā laboratorijā, Gonzaless izvilka filtru, kurā bija ultratīri ūdens paraugi. Es jautāju, vai to tagad ir iespējams ēst, ja tas ir tik tīrs. "Es domāju, ka jūs varat," Altons atbildēja. - Bet, ja jūs to izdarītu, jūs salauztu manu sirdi.
Mēness akmeņi
Raiens Zīglers plaši pasmaidīja, viņa apaļu seju lieliski uzsvēra tīrs vāciņš, kas aizsedza galvu, kad mēs atradāmies spīdīgo, daudztonnīgo bankas glabātavas durvju priekšā. "Nu puiši, es esmu saglabājis labāko pēdējam," viņš teica. Zīglers pēta Mēness akmeņus Džonsona kosmosa centrā, lai labāk izprastu, kā izveidojās mēness. Viņš arī pārrauga Apollo paraugus un organizēja mūsu ceļojumu pa NASA Astromateriālu laboratoriju.
Mēs tagad stāvējām pie velves, kurā atradās divas trešdaļas no visiem mēness akmeņiem pasaulē.
Un tad mēs iegājām. Šajā ēkā, kas celta 1979. gadā, atrodas Apollo 11 līdz Apollo 17 kolekcijas, kas izvietotas atsevišķos nerūsējošā tērauda skapjos. Astronauti sešu Apollo misiju laikā atveda apmēram 2200 paraugus. Lai gan 85% kolekcijas paliek neskartā stāvoklī, pašlaik tiek izsekoti vairāk nekā 100 000 mēnessakmeņu. "NASA vispārējā uzraudzība ļauj jebkurā laikā pieprasīt īpašu paraugu, un to var atrast," paskaidroja Zīglers.
Pašā telpā bija kaut kas ārpus zemes. Paši akmeņi nebija redzami; tos rūpīgi iesaiņoja metāla traukos teflona maisiņos, trīs reizes aizvēra skapjos, kuri paši bija piepildīti ar tīru slāpekli. "Ir daudz pūļu, lai šie Mēness eksemplāri būtu droši nākamajām paaudzēm," saka Zīglers. Un, lai gan jūs tos nevarat redzēt, jūs varat sajust daudzu akmeņu klātbūtni. Kad viņi miljardiem gadu gulēja uz Mēness virsmas, un pēc tam tos savāca ducis cilvēku roku, pacēla no Mēness virsmas un nokrita Klusajā okeānā. Un tagad viņi atkal mierīgi guļ, jau šajā telpā.
Neskatoties uz veiktajiem piesardzības pasākumiem, "atvērtos" paraugus nevar uzglabāt bezgalīgi. Pat trīskārtīgi noslēgtu hermētisku trauku iekšpusē īpaši tīrs slāpeklis satur 10 līdz 100 ppb ūdens. Mēness akmeņiem nav korozijas pazīmju, taču joprojām augšējais vai divi nanometri jau ir piesārņoti. Cīglers mūs ved pie viena no skapjiem. "Tie nekad nav atvērti," viņš saka. "Šie ir trīs no septiņiem mūsu neatklātajiem paraugiem." Tie tika savākti Mēness virsmas vakuumā, ievietoti vakuumā noslēgtās mēģenēs un paliek tādi līdz šai dienai. NASA tos glābj nenoteiktai teorētiskai nākotnei, kurā zinātnieki atradīs jaunus, jaunus analīzes veidus.
Šajā vienā telpā tiek uzglabāti 70% no visiem Mēness iežiem. Aptuveni pieci procenti dažādu pētniecības procesu laikā ir iznīcināti, un vēl 15% tiek uzglabāti rezerves krātuvē White Sands, Ņūmeksikā. Džonsona kosmosa centrs ir drošībā, un šī iekārta atrodas otrajā stāvā. Bet kosmosa centrs atrodas pāri ielai no Clear Lake, kas ieplūst Galvestonas līcī, kas ieplūst Meksikas līcī. 5. kategorijas viesuļvētra varētu iznīcināt šo objektu.
Cīglers izved mūs no velves un nonāk līdzīga izmēra darba telpā, kur tiek turēti pārējie mēness ieži. Lieli Mēness gabali tiek parādīti lielākos nerūsējošā tērauda skapjos. Paraugi tiek atgriezti šeit pēc izpētes - laboratorija gadā no 500 līdz 1000 mēness paraugiem izplata zinātniekus pētījumiem. Šeit tiek atvesti arī VIP, lai parādītu mēnessakmeņus.
Starp izstādītajiem eksemplāriem ir tā sauktā ģenēzes klints, kas, šķiet, ir pārklāta ar cukura pulveri. Apollo 15 apkalpes uzdevums bija atrast tikai vienu anortozīta klintī, un viņi to atrada netālu no Apenīnēm. 4,1 miljardu gadu vecumā, kurš dzimis tikai pāris simtus miljonus gadu pēc Saules sistēmas izveidošanās, Genesis akmens palīdzēja apstiprināt Mēness veidošanās teoriju pēc Zemes sadursmes ar Marsa izmēra objektu pašā Saules sistēmas sākumā.
Pamatojoties uz Ars Technica materiāliem