Johnson Space Center Campus 31 tidak berbeda dalam kemegahan dan sejarah Menara London mana pun. Tidak ada penjaga kerajaan di luar. Namun, di sinilah, di gedung era 60-an, NASA menyimpan permata dari program luar angkasa. Di dalam berbagai ruangan bersih, kurator melacak meteorit dari Mars dan sabuk asteroid, debu kosmik, sampel angin matahari, partikel komet, dan tentu saja ratusan kilogram batuan bulan. Ars Technica mengunjungi tempat penyimpanan rahasia NASA ini dan membawa banyak hal menarik, yang akan kita bicarakan.
Pada akhir Desember, perwakilan dari sumber ini menghabiskan waktu seharian untuk melihat-lihat koleksi Object 31, termasuk laboratorium Genesis yang jarang dikunjungi. Dan meskipun mereka tidak diberi kerikil bulan sebagai kenang-kenangan, mereka melakukan tur yang belum pernah terjadi sebelumnya ke setiap material astromaterial yang dikumpulkan NASA dari benda-benda lain di tata surya dan sekitarnya. Kami sekarang memiliki kesempatan untuk mempelajari bagaimana NASA melindungi contoh terlangka dan paling berharga dari dunia lain. Selanjutnya pada orang pertama, kisah Ars.
Meteorit Antartika
Pertama kami ingin melihat batu Mars yang terkenal.
Sebelum sampai ke laboratorium meteorit NASA, kami melepas cincin kawin kami, lalu mengenakan penutup sepatu, topi bedah, dan jubah putih. Setelah ruang ganti, kami dipindahkan ke sebuah ruangan kecil, di mana pancuran udara mengambil partikel bebas dari kami - semacam simulator badai. Akhirnya, kami menemukan diri kami berada di ruangan steril yang terang benderang tempat NASA menyimpan asteroid yang telah dikumpulkan para ilmuwan di Antartika.
Video promosi:
Koleksi ini berisi sekitar 20.000 batu, tetapi yang paling terkenal adalah ALH84001. Sekitar 16 juta tahun yang lalu, sebuah meteorit atau asteroid berukuran 0,5 hingga 1 kilometer jatuh ke permukaan Mars dan mengangkat deretan batu ke luar angkasa dengan kecepatan yang melebihi kecepatan lepas planet. Salah satunya terbang melintasi ruang angkasa dan jatuh ke Antartika 13.000 tahun yang lalu. Sebuah tim ilmuwan, yang didanai oleh National Science Foundation, menemukannya pada musim dingin 1984, tetapi tidak tahu pada saat itu bahwa asteroid itu adalah rumah bagi Mars.
Orang Amerika bukanlah orang pertama yang menyadari bahwa Antartika adalah tempat terbaik di dunia untuk mencari meteorit. Penjelajah Jepang telah berjalan dan mengumpulkannya di sana sejak tahun 60-an. Ketika ahli geologi University of Pittsburgh William Cassidy mengetahui keberhasilan mereka menemukan semua jenis meteorit pada tahun 1973, dia meyakinkan National Science Foundation untuk mendanai ekspedisi Amerika. Pada tahun 1976, Amerika berhasil menyusul ilmuwan Jepang di bidang ini; dan dua tahun kemudian, laboratorium NASA dibuat untuk menyimpan sampel-sampel ini.
Meskipun aliran meteorit di Antartika tidak berbeda dengan aliran di mana pun di dunia, iklim di benua ini gersang dan dingin, hampir tidak ada orang, yang membantu meteorit tetap utuh. Geografi juga membantu. Saat lapisan besar es mengapung dari Kutub Selatan, mereka bertabrakan dengan Pegunungan Transantartika, punggung bukit setinggi 3.500 kilometer yang membentang di seluruh benua. Meteorit jatuh ke wilayah kutub yang luas dan datar dan diserap oleh aliran ini, yang berhenti setelah mencapai pegunungan.
“Ketika es ini muncul, kombinasi yang tepat dari ketinggian dan suhu menciptakan zona ablasi untuk es dan meteorit tetap berada di bawahnya,” jelas Kevin Reiter, ilmuwan planet dan kurator meteorit Antartika. Ada daerah di punggung bukit dengan konsentrasi meteorit yang luar biasa.
Batuan tersebut tetap membeku hingga mencapai laboratorium di Houston. Ini mencegah karat dan perubahan mineral yang dapat terjadi pada suhu yang lebih tinggi. Setelah berada di laboratorium, batu meleleh di lingkungan yang hangat dan kering, sehingga kelembapannya cepat hilang. Batu-batu tersebut kemudian disimpan dalam lemari nitrogen untuk mencegah oksidasi lebih lanjut.
Sepuluh tahun setelah para ilmuwan menemukan ALH84001, mereka menyadari bahwa ini dan lusinan meteorit serupa lainnya hampir pasti berasal dari Mars, karena mengandung jejak gas yang melekat di atmosfer Mars.
Hal ini menyebabkan lonjakan minat tak terduga dari laboratorium. Ketika Dave McKay dan ilmuwan lain di Johnson Space Center memeriksa batu tersebut, mereka menemukan fitur-fitur kecil dan aneh yang menyerupai fosil mirip cacing. Atas dasar temuan ini, sebuah artikel diterbitkan di Science pada tahun 1996 di mana para ilmuwan mengumumkan penemuan bukti keberadaan kehidupan purba di Mars. Dalam semalam, laboratorium untuk studi meteorit Antartika menjadi salah satu tempat terpanas di dunia. Ilmuwan dan jurnalis saling bersaing untuk masuk ke dalam.
Saat ini, dengan penjelajah NASA yang menggaruk seluruh permukaan Mars, mungkin tampak seperti pencarian batuan Mars baru di Antartika, tempat mereka terpapar ke atmosfer bumi selama ribuan tahun, akan sia-sia bagi sains. Tapi itu tidak benar, kata Reiter.
"Meteorit Mars sangat menarik," jelasnya. - Kami telah menerima banyak informasi berguna tentang Mars dari penjelajah, dan banyak perhatian diberikan untuk menemukan bukti keberadaan air cair, zat mudah menguap, dan segala sesuatu yang mungkin terkait dengan kehidupan. Namun, saat kami mengumpulkan batuan Mars di Bumi, tidak banyak bukti dalam meteorit yang menunjukkan proses tersebut. Oleh karena itu, kami yakin bahwa kami kehilangan sebagian besar keanekaragaman batuan dari Mars dalam koleksi kami. Jika kami benar-benar menemukan sepotong sedimen dari Mars, mungkin ada lebih banyak pengukuran di Bumi di laboratorium daripada yang bisa dilakukan oleh misi robotik."
Selain bebatuan Mars, NASA memiliki ratusan meteorit dari asteroid besar di Barat, dan beberapa diyakini berasal dari benda lain di sabuk asteroid. Ada juga meteorit dari Bulan, dan Reiter mengatakan bahwa mereka menawarkan variasi yang berharga dari sampel enam lokasi pendaratan bulan kami. Ada juga beberapa lusin meteorit "tersesat", tempat asalnya yang tidak dapat dilacak oleh para ilmuwan. Ada kemungkinan salah satunya lahir di Venus atau Merkurius. Pencarian meteorit baru yang menarik adalah alasan para ilmuwan kembali ke Antartika setiap November.
Adapun ALH84001, Reiter menerima meteorit yang dikemas dalam waktu singkat. “Ini dia,” katanya agar kami memahami skala pengirimannya. "Sebuah batu besar." Dan ada sebongkah batu besar. Segera setelah dipublikasikan di Science, mayoritas komunitas ilmiah memberikan penjelasan yang berbeda dan lebih dapat diterima untuk terowongan fosil kecil. Batu ini tidak bernyawa hari ini dan mungkin selalu begitu.
Tapi pencarian terus berlanjut. Jika alam semesta akan membawa potongan dunia lain ke Bumi, paling tidak yang bisa kita lakukan adalah pergi dan mendapatkannya.
Komet dan debu bintang
Dia berdiri di atas meja, tepat di depan kami. Sebelas tahun yang lalu, susunan 132 ubin berisi aerogel dalam bentuk raket tenis ini terbang melewati koma Komet Wilde 2. Setelah melewati 400 kilometer dari inti komet, barisan pertama menangkap potongan-potongan kecil komet. Pesawat ruang angkasa Stardust kemudian berhasil kembali ke Bumi pada tahun 2006. Sekarang, hampir sepuluh tahun kemudian, para ilmuwan terus meneliti setiap ubin untuk mencari partikel debu yang terperangkap di aerogel.
Aerogel itu sendiri hampir merupakan zat magis. Sepertinya asap beku. Dengan massa jenis 1000 kali lebih kecil dari kaca, hampir seperti udara. Tapi itu sempurna untuk menghentikan partikel yang lebih kecil dari sebutir pasir yang bergerak enam kali lebih cepat dari peluru senapan. Partikel tersebut membuat jejak saat melewati aerogel sampai berhenti tetapi hancur total.
Ron Bastien, Manajer Lab Stardust, menyiapkan salah satu ubin untuk didemonstrasikan selama kunjungan kami. “Jika Anda melihatnya lebih dekat, Anda dapat melihat garis ini melewatinya, di sinilah partikel kecil menghantam aerogel dan menembusnya,” katanya. "Jika Anda melihat ke dasar jalan setapak ini, akan ada sebuah partikel." Sebuah partikel komet sekarang berjarak ratusan juta kilometer.
Materi komet telah dipelajari oleh puluhan kelompok penelitian. Yang mengejutkan, mereka menemukan bahwa komet terbentuk secara bersamaan dalam kondisi dingin dan panas. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa es komet terbentuk di tepi dingin tata surya di luar orbit Neptunus, tetapi sekarang mereka menyadari bahwa inti batuan terbentuk lebih dekat ke matahari.
Mereka menyadari hal ini karena beberapa partikel yang dikumpulkan oleh Stardust berwarna putih dan tidak beraturan. Inklusi kalsium-aluminium ini diyakini telah terbentuk sangat dekat dengan permukaan matahari dalam api penciptaan tata surya. Mereka adalah salah satu bahan tertua di tata surya, yang usianya hampir 4,56 miliar tahun. Dan sekarang para ilmuwan telah menemukannya di komet yang telah melakukan perjalanan ke Pluto dan sekitarnya. Ini memberi para ilmuwan keyakinan tambahan bahwa studi tentang komet adalah studi tentang kapsul waktu, yang akan memberi tahu banyak hal tentang waktu pembentukan tata surya.
Karena baki aerogel diberikan ke komet untuk waktu yang relatif singkat, misi Stardust juga memiliki baki ubin kedua untuk berjaga-jaga jika terjadi kebakaran.
Selama penerbangan diperpanjang ke dan dari Komet Wilde 2, pesawat ruang angkasa menggunakan baki kedua ini untuk mengumpulkan debu antarbintang. Tidak seperti aliran partikel komet yang kuat, para ilmuwan berharap untuk mengumpulkan hanya beberapa partikel kecil antarbintang, berukuran mikron, menuju tata surya pada sudut yang berbeda. Jadi ketika pesawat luar angkasa kembali ke Bumi, para ilmuwan diminta untuk menemukan partikel-partikel tersebut.
Lab Stardust memasang mikroskop pemindaian otomatis yang mengambil gambar kolektor antarbintang, dan ilmuwan mengundang publik - "kemoceng" - untuk membantu menemukan jejak partikel di ubin individu sebagai bagian dari proyek Stardust @ Home.
Pada Agustus 2014, tujuh partikel debu antarbintang diumumkan, sampel debu pertama dari bintang di luar tata surya. Tempat sampah menemukan dua partikel. Bahkan sekarang, para ilmuwan baru mulai memahami sifat partikel ini, beberapa di antaranya "halus" seperti kepingan salju dan mungkin berasal dari ledakan supernova jutaan tahun yang lalu.
Asal
Kami sedang mempersiapkan bagian jalan yang paling enak selama satu setengah jam ketika Judine Alton bertanya apakah kami perlu ke kamar kecil (saya lupa bertanya sebelumnya). Untung tidak perlu.
NASA menyimpan sampel paling sensitif di laboratorium Genesis, yang dijaga kebersihannya sesuai dengan protokol ketat pusat antariksa. Laboratorium Genesis menyimpan partikel-partikel angin matahari, potongan-potongan kecil Matahari yang berisi petunjuk tentang komposisi nebula matahari ketika planet-planet baru saja terbentuk.
Pagi itu kami diinstruksikan untuk tidak memakai cincin kawin atau menggunakan deodoran. Di lorong kami mengenakan sarung tangan, penutup sepatu, dan jaring rambut. Di "ruang ganti" kami mengenakan masker, setelan seluruh tubuh, topi, sepatu bot khusus, dan sarung tangan kedua. Mereka juga mengambil buku catatan saya dan memberi saya kertas yang "bersih" - dan di dalamnya saya juga mendapat pena Sharpie yang "bersih". Peralatan fotografi kami juga mengalami pembersihan: kami harus menghabiskan beberapa menit menyeka lensa dan tripod dengan tisu alkohol sampai para ilmuwan yakin bahwa perangkat tersebut cukup bebas dari debu.
Setelah semua ini, kami menanyakan berapa banyak pengunjung yang diterima laboratorium. “Saya tidak menerima orang,” kata Alton, kurator laboratorium. - Kalian spesial. Ini terutama karena orang-orang itu kotor."
Pada tahun 2001, pesawat ruang angkasa Genesis milik NASA pergi ke luar angkasa menuju titik L1 Lagrange, di mana gravitasi antara Bumi dan Matahari seimbang. Selama lebih dari dua tahun, susunan peralatan telah mengumpulkan ion-ion yang mengalir dari lapisan luar Matahari. Filter telah dikembangkan dari berbagai kemurnian material, termasuk aluminium, safir, germanium, silikon, emas, dan karbon amorf seperti berlian, untuk mengumpulkan berbagai jenis angin matahari.
Diyakini bahwa pesawat ruang angkasa akan mampu mengumpulkan miliaran partikel matahari, yang beratnya setara dengan beberapa butir garam, dan kemudian pergi ke Bumi. Tapi selama fase terakhir pengembalian, sistem parasut pesawat gagal, dan jatuh di gurun Utah dengan kecepatan dahsyat 300 km / jam.
Ini seharusnya menjadi akhir. Untuk sebagian besar eksperimen, ini berarti akhir dari permainan. Tapi partikel angin matahari yang ditangkap berada 40-100 nanometer di bawah permukaan. Para ilmuwan, termasuk Alton, telah menemukan bahwa mereka dapat menyelamatkan beberapa partikel jika mereka benar-benar membersihkan filter yang selamat dari benturan dengan Bumi.
Singkatnya, para ilmuwan telah beradaptasi. Di ruangan bersih yang terang benderang, Carla Gonzalez menunjukkan kepada kita bagaimana tepatnya dengan menempatkan aliran air ultra murni di atas filter sampel yang berputar pada beberapa ribu putaran per menit. Setelah 15 menit, air membersihkan kotoran dan sisa-sisa ruang dari filter. Proses ini juga tidak meninggalkan pelarut. Dalam sepuluh tahun sejak kembalinya Genesis ke Bumi, Alton, Gonzalez, dan lainnya telah membersihkan dan mengklasifikasikan lebih dari 2.000 sampel, banyak di antaranya tersedia untuk dipelajari oleh para ilmuwan.
Para ilmuwan menyelesaikan sebagian besar tujuan penelitian misi, termasuk penemuan mengejutkan bahwa Matahari memiliki lebih banyak oksigen-16, isotop paling melimpah, daripada Bumi. Perbedaan ini telah mengarahkan para ilmuwan untuk menyelidiki bagaimana oksigen ini meninggalkan Matahari selama beberapa juta tahun pertama keberadaannya, yang mengarah pada penemuan baru tentang sifat dan perkembangan tata surya awal.
Saat tur kami berakhir di laboratorium tanpa noda, Gonzalez mengeluarkan filter yang berisi sampel air ultra murni. Saya bertanya apakah mungkin memakannya sekarang jika sudah sangat bersih. "Saya pikir Anda bisa," jawab Alton. "Tapi kamu akan menghancurkan hatiku jika kamu melakukan itu."
Batu bulan
Ryan Ziegler tersenyum lebar, wajahnya yang bulat ditegaskan dengan sempurna oleh topi bersih yang menutupi kepalanya saat kami menemukan diri kami di depan pintu lemari besi bank berbobot ton yang mengilap. “Baiklah teman-teman, saya telah menyimpan yang terbaik untuk yang terakhir,” katanya. Ziegler mempelajari batuan bulan di Johnson Space Center untuk lebih memahami bagaimana bulan terbentuk. Dia juga mengawasi sampel Apollo dan mengatur tur kami ke Laboratorium Astromaterial NASA.
Kami sekarang berdiri di depan lemari besi yang menampung dua pertiga dari semua bebatuan bulan di dunia.
Dan kemudian kami masuk. Dibangun pada tahun 1979, bangunan ini menampung koleksi Apollo 11 hingga Apollo 17, bertempat di lemari baja tahan karat yang terpisah. Astronot membawa kembali sekitar 2.200 sampel selama enam misi Apollo. Meskipun 85% dari koleksi tersebut tetap dalam kondisi bersih, lebih dari 100.000 batu bulan saat ini terlacak. "Pengawasan umum NASA memungkinkan sampel tertentu diminta kapan saja dan dapat ditemukan," jelas Ziegler.
Ada sesuatu yang luar biasa di ruangan itu sendiri. Batunya sendiri tidak terlihat; mereka dikemas dengan hati-hati dalam wadah logam dalam kantong teflon, disegel tiga kali dalam lemari yang diisi sendiri dengan nitrogen murni. “Ada banyak upaya yang dilakukan untuk menjaga agar spesimen bulan ini aman untuk generasi mendatang,” kata Ziegler. Dan meskipun Anda tidak bisa melihatnya, Anda bisa merasakan keberadaan berton-ton batu. Begitu mereka berbaring di permukaan bulan selama milyaran tahun, lalu dikumpulkan oleh selusin tangan manusia, diangkat dari permukaan bulan dan jatuh ke Samudera Pasifik. Dan sekarang mereka berbaring dengan tenang lagi, sudah di ruangan ini.
Meskipun telah dilakukan tindakan pencegahan, sampel "terbuka" tidak dapat disimpan tanpa batas waktu. Bahkan di dalam wadah kedap udara bersegel tiga, nitrogen sangat murni mengandung 10 hingga 100 ppb air. Batuan bulan tidak menunjukkan tanda-tanda korosi, tetapi nanometer atau dua bagian atasnya masih terkontaminasi. Ziegler membawa kita ke salah satu lemari. “Ini tidak pernah dibuka,” katanya. "Ini adalah tiga dari tujuh sampel kami yang belum ditemukan." Mereka dikumpulkan dalam ruang hampa di permukaan bulan, ditempatkan dalam tabung tertutup vakum dan tetap demikian hingga hari ini. NASA menyimpannya untuk masa depan teoretis yang tidak pasti di mana para ilmuwan akan menemukan cara baru yang hebat untuk menganalisis.
70% dari semua batuan bulan disimpan di ruangan yang satu ini. Sekitar lima persen telah dihancurkan selama berbagai proses penelitian, dan 15% lainnya disimpan di fasilitas penyimpanan cadangan di White Sands, New Mexico. Johnson Space Center aman, dan fasilitas ini ada di lantai dua. Tapi pusat ruang angkasa berada di seberang jalan dari Clear Lake, yang mengalir ke Teluk Galveston, yang mengalir ke Teluk Meksiko. Badai Kategori 5 dapat menghancurkan fasilitas ini.
Ziegler membawa kami keluar dari lemari besi dan ke ruang kerja berukuran serupa di mana sisa bebatuan bulan disimpan. Potongan besar Bulan ditampilkan dalam lemari baja tahan karat yang lebih besar. Sampel dikembalikan ke sini setelah penelitian - laboratorium mendistribusikan dari 500 hingga 1000 sampel bulan setahun kepada para ilmuwan untuk penelitian. VIP juga dibawa ke sini untuk menunjukkan batu bulan.
Di antara spesimen yang dipamerkan adalah apa yang disebut batu Genesis, yang tampaknya dilapisi gula bubuk. Kru Apollo 15 ditugaskan untuk menemukan hanya satu di batuan anorthosite, dan mereka menemukannya di dekat Apennines. Pada usia 4,1 miliar tahun, lahir hanya beberapa ratus juta tahun setelah pembentukan tata surya, batu Genesis membantu mengkonfirmasi teori pembentukan bulan setelah Bumi bertabrakan dengan sebuah objek seukuran Mars di awal tata surya.
Berdasarkan bahan dari Ars Technica
