NASA åbner forseglet Apollo-prøve forud for Artemis-missioner

NASA-forskere åbnede en uberørt klippe- og jordprøve fra Månen vendt tilbage til Jorden på Apollo 17, for første gang i mere end 40 år er der åbnet en uberørt prøve af sten og regolit fra Apollo-æraen. Det sætter scenen for, at forskere kan øve teknikker til at studere fremtidige prøver indsamlet på Artemis-missioner.

prøven, åbnet 5. nov., i Lunar Curation Laboratory ved agenturets Johnson Space Center i Houston, blev samlet på Månen af ​​Apollo 17-astronauterne Gene Cernan og Harrison "Jack" Schmitt, som kørte et 4-centimeter bredt rør ind i Månens overflade for at indsamle det og en anden prøve, der er planlagt til at blive åbnet i januar. Prøven blev åbnet som en del af NASAs Apollo Next-Generation Sample Analysis (ANGSA) initiativ, som udnytter avancerede teknologier til at studere Apollo-prøver ved hjælp af nye værktøjer, der ikke var tilgængelige, da prøverne oprindeligt blev returneret til Jorden.

"Vi er i stand til at foretage målinger i dag, som bare ikke var mulige i årene med Apollo-programmet, " sagde Dr. Sarah Noble, ANGSA-programforsker ved NASAs hovedkvarter i Washington. "Analysen af ​​disse prøver vil maksimere det videnskabelige udbytte fra Apollo, samt gøre det muligt for en ny generation af videnskabsmænd og kuratorer at forfine deres teknikker og hjælpe med at forberede fremtidige opdagelsesrejsende til månemissioner, der forventes i 2020'erne og frem."

Siden Apollo-æraen, alle prøver, der blev returneret til Jorden, er blevet omhyggeligt opbevaret i laboratoriet for at bevare dem til fremtidige generationer. De fleste prøver er blevet godt undersøgt, og mange er genstand for løbende forskning. Imidlertid, NASA tog også beslutningen om at holde nogle prøver fuldstændig uberørte som en investering i fremtiden, giver dem mulighed for at blive analyseret med mere avancerede teknologier, efterhånden som de udvikles. Disse omfatter prøver, der forblev forseglet i deres originale beholdere, samt nogle opbevaret under særlige forhold, alle beregnet til at blive åbnet og analyseret med mere avancerede analytiske teknologier, end der var tilgængelige under Apollo.

De uåbnede Apollo-prøver blev indsamlet på Apollo 15, 16 og 17 missioner. To af disse prøver, 73002 og 73001, begge samlet på Apollo 17, vil blive studeret som en del af ANGSA. Fremskridt inden for teknikker såsom ikke-destruktiv 3-D-billeddannelse, massespektrometri og ultrahøj opløsning mikrotomi vil give mulighed for en koordineret undersøgelse af disse prøver i en hidtil uset skala.

Prøver 73002 og 73001 er en del af et to fod langt "drivrør" af regolit (sten og jord), der er indsamlet fra et jordskredaflejring nær Lara-krateret på Apollo 17-stedet. Prøverne bevarer den lodrette lagdeling i månejorden, oplysninger om jordskred på luftløse kroppe som Månen, og en registrering af de flygtige stoffer fanget i månens regolit, måske endda dem, der flygter fra Månen langs Lee-Lincoln Scarp, en fejl på Apollo 17-stedet.

"At åbne disse prøver nu vil muliggøre nye videnskabelige opdagelser om Månen og vil give en ny generation af forskere mulighed for at forfine deres teknikker for bedre at studere fremtidige prøver returneret af Artemis-astronauter, " sagde Francis McCubbin, NASAs astromateriale-kurator hos Johnson. "Vores videnskabelige teknologier er blevet væsentligt forbedret i de sidste 50 år, og videnskabsmænd har mulighed for at analysere disse prøver på måder, som ikke tidligere var mulige."

To prøver, To processer

Prøve 73002, som har forblevet uåbnet, men ikke forseglet under vakuum, siden det blev bragt til Jorden, var den første prøve, der blev ekstruderet fra sin beholder den 5. november. Prøvebehandlerne hos Johnson vil bruge de næste mange måneder på at behandle prøven og distribuere dele af den til ANGSA videnskabsholdene til analyse.

For at hjælpe med at åbne prøven, forskere har brugt X-ray Computer Tomography (XCT) udført ved University of Texas Austin til at optage et højopløseligt 3D-billede af regolitten i røret. Billeddannelsen hjælper processorerne, når de udvikler strategier til at fjerne prøven til dissektion og distribution til forskerhold, samt at hjælpe videnskabsmænd med at forstå prøvens struktur, inden beholderen åbnes. Det vil også beskytte skrøbelige jordkomponenter mod beskadigelse under åbning og forarbejdning, og giver detaljerede billeder af individuelle korn og mindre prøver kendt som rocklets.

Efter røntgenscanning, prøverne fjernes fra deres rør ved hjælp af specialværktøj inde i et handskerum fyldt med ultrarent tørt nitrogen, og er derefter opdelt i segmenter på en kvart tomme for at tillade videnskabsmænd at forstå variationen observeret langs kernens længde. Det er første gang, NASA har behandlet et drivrør som dette i over 25 år, og kuratorforskere har arbejdet hårdt i løbet af de sidste par måneder med at øve processen.

"Jeg voksede op med historierne om Apollo, de inspirerede mig til at forfølge en karriere i rummet, og nu har jeg mulighed for at bidrage til de undersøgelser, der muliggør de næste missioner til Månen, " sagde Charis Krysher, måneprøvebehandleren, der åbner prøve 73002. "At være den, der åbner en prøve, der ikke er blevet åbnet, siden den blev indsamlet på månen, er sådan en ære og et stort ansvar, vi rører ved historien."

Prøve 73001, som åbner i begyndelsen af ​​2020, blev forseglet på Månen i en speciel kerneprøvevakuumbeholder og derefter placeret i en anden vakuumbeholder og forseglet på Jorden. Denne prøve vil blive åbnet, når forskerne har finjusteret planer for at fange gasserne fra Månen, der er indsamlet i beholderen sammen med selve prøven. Når først fjernet, det vil blive behandlet i et handskerum og delt med videnskabelige hold udvalgt til ANGSA-forskningen.

Artemis Generation og UNMs forbindelse

Udforskning af Månen af ​​astronauter i Artemis-programmet vil blive muliggjort ved at bruge Månens ressourcer, herunder vandis, der kan bruges til at lave raketbrændstof eller ilt til at trække vejret. At studere disse uåbnede prøver kan give videnskabsfolk mulighed for at få indsigt i oprindelsen af ​​månens polare isaflejringer, samt andre potentielle ressourcer til fremtidig udforskning. De vil også få en bedre forståelse af, hvor godt Apollo-værktøjer fungerede, som vil hjælpe med værktøjsdesign til fremtidige månemissioner.

"Resultaterne fra disse prøver vil give NASA ny indsigt i Månen, herunder historien om påvirkninger på månens overflade, hvordan jordskred opstår på månens overflade, og hvordan månens skorpe har udviklet sig over tid, " sagde Charles "Chip" Shearer, videnskabelig medleder for ANGSA og professor ved University of New Mexico's Institute of Meteoritics (IOM) og Department of Earth and Planetary Sciences (E&PS), som har været fortaler for dette initiativ i mere end et årti.

"Denne forskning vil hjælpe NASA med bedre at forstå, hvordan flygtige reservoirer udvikler sig, udvikler sig og interagerer på Månen og andre planetariske legemer. Det er spændende at få denne vision til at gå i opfyldelse, " han tilføjede.

Yderligere medlemmer af UNM-teamet inkluderer:James Papike, Steve Simon, Zach Sharp, Michael Cato, Adrian Brearley og Karen Ziegler, alle er medlemmer af IOM og E&PS. Schmitt, fra Albuquerque, er den eneste geolog blandt Apollo-astronauterne og månemodulpiloten af ​​Apollo 17, som indsamlede prøve 73002. Han er også aktivt involveret i UNM's videnskabshold.

Under den foreløbige undersøgelse af disse uåbnede Apollo-prøver, flere generationer af videnskabsmænd, ingeniører, og kuratorer vil arbejde sammen om at studere prøverne. Holdkammerater, som har lang NASA-erfaring, og nogle af dem var en del af de oprindelige hold, der først studerede Apollo-prøver, vil arbejde med yngre teammedlemmer i et ægte samarbejde mellem tidligere og nuværende generationer af måneforskere.

"Kuratorteamet på Johnson Space Center var fejlfrit ved at åbne kerneprøven over en to-dages periode, " sagde Shearer. "Dette giver en væsentlig forbindelse mellem den første generation af måneforskere fra Apollo og fremtidige generationer, som vil udforske Månen og videre, begyndende med Artemis."

Om cirka 2-3 uger, UNM får sine første prøver, der i første omgang vil blive analyseret i Center for Stable Isotoper (CSI).

Siden disse prøver blev indsamlet, NASA har fortsat med at studere Jordens nærmeste nabo gennem missioner som Lunar Reconnaissance Orbiter og har nu en utrolig mængde data om månens overflade, miljø og sammensætning. Under Artemis, agenturet vil sende en række nye videnskabelige instrumenter og teknologidemonstrationer for at studere Månen forud for landing af astronauter på månens overflade inden 2024, og etablere en vedvarende tilstedeværelse i 2028.

Den næste kerne, der skal åbnes, vil være lidt sværere, da den ligger i flere beholdere. Shearer og Sharp med teammedlemmer fra andre institutioner arbejder på værktøjerne til at åbne og analysere denne anden beholder.

The agency will build on its past to leverage its Artemis experience to prepare for the next giant leap—sending astronauts to Mars.