Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в штате Мэриленд недавно получили образцы лунной поверхности, которые хранились в морозильной камере в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне с тех пор, как астронавты Аполлона-17 вернули их на Землю в декабре 1972 года.
Это исследование является частью программы анализа образцов нового поколения Аполлона или ANGSA, целью которой является изучение образцов, возвращенных из программы Аполлон, в преддверии предстоящих миссий Артемиды к Южному полюсу Луны.
Однако процесс передачи образцов от Джонсона исследователям из Годдарда, а также исследователям из Исследовательского центра Эймса НАСА в Силиконовой долине Калифорнии, Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия, и Университета Аризоны, Тусон, был непростым. Этот процесс начался более четырех лет назад, когда Джули Митчелл из НАСА и ее кураторская группа Artemis в Джонсоне начали проектировать и модернизировать установку для обработки замороженных образцов Аполлона-17. Это был новый подход, и ученые были рады использовать технику, которую можно было бы применить в будущих лунных миссиях.
«Мы начали это в начале 2018 года, и нам пришлось преодолеть множество технических проблем, чтобы добраться до этого момента», — сказал Митчелл. «Это рассматривалось как пробный запуск для подготовки оборудования для будущей обработки холодных образцов».
«Выполняя эту работу, мы не только облегчаем исследование Артемиды, но и облегчаем будущий возврат образцов и исследование человеком остальной части Солнечной системы», — добавил Митчелл. «Для меня большая честь внести свой небольшой вклад, развивая для нас возможности собирать эти материалы, безопасно доставлять их домой и хранить их в долгосрочной перспективе».
Когда объект был готов, Райану Зейглеру, куратору образцов Аполлона в отделе исследований и исследований астроматериалов (ARES) в Джонсоне, и его команде пришлось адаптироваться к уникальным условиям, разработанным командой Митчелла, чтобы образцы оставались замороженными во время обработки, в том числе снижение видимости из-за мороза и трудности с манипулированием образцами при работе в толстых перчатках в перчаточном боксе, продуваемом азотом, и все это происходило в морозильной камере с температурой минус 4 градуса по Фаренгейту (минус 20 ° C). Возможность хранить образцы в замороженном виде будет важна для Artemis, поскольку астронавты потенциально могут возвращать образцы льда с Южного полюса Луны.
«Все, что мы делаем, включает в себя много логистики и инфраструктуры, но добавление холода делает это намного сложнее», — сказал Зейглер. «Это важный урок для Artemis, поскольку возможность обрабатывать образцы на холоде будет даже важнее для миссии Artemis, чем для Apollo. Эта работа дает нам некоторые извлеченные уроки и хороший прогноз для Artemis».
После того, как замороженные образцы были обработаны и разделены в Джонсоне обработчиком лунных образцов Джереми Кентом, образцы были отправлены экспресс-доставкой в холодильник с сухим льдом, немедленно открыты в Годдарде и сохранены в надежном морозильнике. Для ученых, которые сейчас работают с сокровищами, есть что-то особенное в получении образцов, которые не исследовались почти пять десятилетий.
Джейми Эльсила, научный сотрудник Астробиологической аналитической лаборатории Годдарда, сосредоточилась на изучении небольших летучих органических соединений для своих исследований и анализа образца. Предыдущие исследования показали, что некоторые лунные образцы содержат аминокислоты, необходимые для жизни на Земле. Ее команда хочет понять их происхождение и распространение в Солнечной системе.
«Мы думаем, что некоторые аминокислоты в лунном грунте могли образоваться из молекул-предшественников, которые представляют собой более мелкие и летучие соединения, такие как формальдегид или цианистый водород», — сказал Эльсила. «Цель нашего исследования — идентифицировать и количественно определить эти небольшие органические летучие соединения, а также любые аминокислоты, а также использовать данные для понимания пребиотической органической химии Луны».
Натали Карран, главный исследователь Среднеатлантической исследовательской лаборатории благородных газов в Годдарде, сосредоточилась на понимании истории, которую образцы могли испытать во время их жизни на Луне. Поверхность Луны представляет собой суровую среду, и, в отличие от Земли, у нее нет атмосферы, защищающей ее от воздействия космоса.
«Наша работа позволяет нам использовать благородные газы, такие как аргон, гелий, неон и ксенон, для измерения времени, в течение которого образец подвергался воздействию космических лучей, и это может помочь нам понять историю этого образца», — сказал Карран. «Космические лучи могут повредить органический материал, который может быть в образце, поэтому понимание продолжительности помогает определить влияние воздействия на органику».
И Эльсила, и Курран обладают замороженными и незамерзшими лунными образцами. Когда эти образцы были доставлены на Землю, часть хранилась при комнатной температуре, а другая часть была заморожена, что позволило провести сравнение между двумя группами. Ученые проанализируют оба набора образцов, чтобы установить, есть ли различия в содержании органических веществ. Понимание любых изменений, вызванных различными методами курирования, может помочь в будущих решениях о том, как хранить образцы, возвращенные астронавтами Artemis, что является частью того, что будет делать команда ARES в Джонсоне.
Для Эльсилы «очень здорово подумать обо всей работе, которая была проделана для сбора образцов на Луне, а затем обо всех предусмотрительности и заботе, которые были вложены в их сохранение, чтобы мы могли проанализировать их в это время», — отметила она.
Что касается Курран, «когда вы думаете о том, как эти образцы прибыли из другого мира, как далеко они путешествовали и историю солнечной системы, которую они сохранили внутри себя, это всегда поражает меня», — добавила она.