Vores yndlings julegave? En kasse med Apollo-månejord

Heldigvis for nutidens videnskabsmænd, Apollo-æraens ledere havde fremsynethed til at redde en stor del af de 842 pund (382 kg) Månejord og sten, som NASA-astronauterne hentede for 50 år siden til fremtidige generationer. De regnede med nye afgrøder af videnskabsmænd, bruge deres tids instrumenter, ville være i stand til at sondere prøverne med hidtil uset stringens.

Nu, fremtiden, som Apollo-æraens videnskabsmænd forestillede sig, er kommet. Deres efterfølgere, Mange af dem var ikke engang født, da de sidste astronauter tog Måneprøverne op, som de nu vil undersøge i deres laboratorier, er klar til at tage et kæmpe spring mod at besvare mangeårige spørgsmål om udviklingen af ​​vores solsystem.

To hold baseret på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, er blandt de ni videnskabelige grupper udvalgt til at studere måneprøver, der har været forseglet i et halvt århundrede. Ved at bruge banebrydende maskiner, der kan detektere den kemiske sammensætning i jordkorn så små som et støvkorn, de to Goddard-laboratorier vil studere, hvordan livets byggesten udviklede sig i vores solsystem, og hvordan Månens overfladekemi blev formet over æoner af stråling fra rummet og fra Solen.

"Vi bruger instrumenter, der ikke eksisterede under tidlige analyser af måneprøver, " sagde Jamie Elsila, en astrokemiker i Astrobiology Analytical Laboratory ved NASA Goddard. Hun leder et team, der vil studere prøver af regolith, eller månejord, indsamlet i 1972 nær Apollo 17-landingsstedet i Taurus-Littrow Valley på den østlige rand af Mare Serenitatis.

"Fordi vores værktøjer i dag er mere følsomme, " sagde Elsila, "Vi kan analysere ting, der er til stede i små mængder. Vi kan også nu separere kemiske forbindelser fra en blanding, gør det lettere at identificere dem."

Elsilas laboratorium analyserer aminosyrer i Apollo-prøver, meteoritter, og kometstøv – med andre ord, i velbevarede rester af det tidlige solsystem. Aminosyrer er simple organiske forbindelser, der har eksisteret i milliarder af år og er afgørende for, hvordan livet fungerer, som vi kender det. Med de nye Apollo 17 prøver, Elsila og hendes team vil lede efter molekylerne, såsom formaldehyd eller hydrogencyanid, der danner aminosyrer for at kaste lys over den oprindelige kemi i solsystemet. "For os, dette er et øjebliksbillede af, hvordan verden var dengang, siger Elsila.

Månens overflade er meget bedre bevaret end Jordens, da den ikke har nogen vind, storme og andre geologiske processer, der kan erodere dens overflade. Som resultat, at studere mængden og typen af ​​disse livgivende molekyler i uberørt månejord kunne hjælpe videnskabsmænd med at genvinde noget af den tabte historie om Jordens udvikling. De kan også hjælpe med at kaste lys over de tidlige geologiske processer, der formede denne planet.

"Vi har ingen sten på Jorden, der er ældre end omkring 4 milliarder år gamle, så vi ved ikke præcis, hvor meget vulkansk aktivitet der var, eller hvor kraftigt Jorden blev bombarderet af asteroider," sagde Barbara Cohen, en planetarisk videnskabsmand, der leder Goddards Mid-Atlantic Noble Gas Research Laboratory, eller MNGRL, det andet Goddard-laboratorium udvalgt til at studere nye Apollo-prøver. "Eftersom Jorden og Månen blev dannet sammen, vi kan bruge vores fund fra Månen til at udlede, hvad der skete på den tidlige Jord."

Med det i tankerne, de to Goddard-laboratorier vil være de første til at studere Apollo-prøver, der blev frosset ned kort efter at de landede tilbage på Jorden for 50 år siden og uberørte siden. Goddard-forskere vil også komme til at sondere under Månens overflade ved at analysere korn fra et andet sæt prøver, som Apollo 17-astronauter indsamlede ved at køre rør ned til 10,6 tommer (27 centimeter) under overfladen og trække jord ud, som de vakuumforseglede inde i røret lige på månen. Det rør har heller aldrig været åbnet.

Disse unikke opbevaringsforhold, forskerholdene har mistanke om, kan have bevaret sarte organiske forbindelser, der kunne være blevet ændret i de fleste andre måneprøver, der blev opbevaret ved stuetemperatur.

Faktisk, et andet videnskabeligt mål for begge Goddard-prøvehold er at bestemme, hvilken slags opbevaringssystemer der er mest effektive til at holde prøverne uforurenede i lange perioder. Denne type forskning er afgørende for videnskabsmænd, der studerer livets præbiotiske frø. Den information, som Goddard-forskere vil indsamle, vil ikke kun informere om korrekt opbevaring af prøver, der skal indsamles under NASAs Artemis-mission til Månen, men også under Mars 2020 prøveindsamlingsmissionen til den røde planet, og OSIRIS-REx missionen til asteroiden Bennu, hvor et rumfartøj vil samle 60 til 2, 000 gram snavs og sten og derefter levere dem til Jorden i 2023.

Fra Space Geek til Moon Doctor

Natalie Curran er en postdoc-forsker i MNGRL-laboratoriet - passende udtalt "moon girl" for at afspejle laboratoriets hovedsagelig kvindelige personale. MNGRL-forskere ser på mængden og typerne af ædelgasser i månens stenkorn og meteoritter for at bestemme, hvor længe de var udsat for forskellige typer stråling på Månens overflade. Ædelgasser, såsom neon og argon, for eksempel, er gode studiefag, fordi de ikke reagerer med andre elementer, så de forbliver velbevarede gennem tiden, sagde Curran.

"Vi vil bruge vores resultater til at male et billede af, hvilken slags rummiljø der har påvirket Taurus-Littrow Valley gennem hundreder af millioner af år. Dette vil give vigtig geologisk kontekst til videnskabsmænd, der analyserer klipper fra det sted, især vores kolleger, der studerer, om livets byggesten er dannet på Jorden eller blev leveret hertil fra rummet, " tilføjede Curran.

Ved at bruge instrumenter, der adskiller ædelgasser i grupper baseret på deres type og derefter frigiver gasserne fra jordkorn, vil MNGRL-forskere være i stand til at fortælle, hvordan disse gasser blev produceret. De vil forsøge at afgøre, om de blev implanteret på Månens overflade af solvinden, kosmiske stråler eller meteoritter, og hvor længe de var udsat for disse fænomener. Jo flere ædelgasser de finder, jo mere en prøve blev udsat for en eller anden form for disse typer rumvejr. Curran og Cohen kan endda fortælle, hvilken type rumvejr prøven blev udsat for baseret på isotoperne, eller formularer, af ædelgasser, de finder.

Currans interesse for rummet blomstrede, da hun voksede op i Manchester, Det Forenede Kongerige.

Hendes familie tog hende ofte med for at udforske Jodrell Bank Observatory ved University of Manchester. "Det er et af mine yndlingssteder i verden, " hun sagde.

Efter at hendes onkel bragte klistermærker tilbage, postkort og et puslespil med rumtema fra NASAs Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Florida, Curran blev hooked på det amerikanske rumagentur:"Jeg satte NASA-klistermærkerne op over hele mit værelse, " hun sagde.

I dag, som videnskabsmand ved NASA, hun er stadig imponeret over NASA og månelandingerne, enten gennem at se videooptagelser fra Apollo-æraen eller håndtere måneprøver.

Hun har allerede haft mulighed for at studere prøver opbevaret i stuetemperatur fra Apollo 12 og 16 missionerne. "Hver gang jeg arbejder på disse prøver, det er ligesom en forbindelse til de missioner, " sagde hun. Det er den forbindelse, som astronauterne og videnskabsmændene, der kom før hende, håbede at skabe med deres måneelskende afdøde.