O Campus 31 do Johnson Space Center não tem a grandeza e a história de nenhuma Torre de Londres. Não há guarda real fora. Porém, é aqui, em um prédio dos anos 60, que a NASA guarda as joias de seu programa espacial. Dentro de várias salas limpas, os curadores rastreiam meteoritos de Marte e do cinturão de asteróides, poeira cósmica, amostras de vento solar, partículas de cometas e, claro, centenas de quilogramas de rochas lunares. A Ars Technica fez um tour por este repositório secreto da NASA e trouxe muitas coisas interessantes, sobre as quais falaremos.
No final de dezembro, representantes deste recurso passaram o dia visitando as coleções do Objeto 31, incluindo o raramente visitado Laboratório Genesis. E embora eles não tenham recebido uma pedra lunar como lembrança, eles fizeram um tour sem precedentes por cada um dos materiais astronômicos que a NASA coletou de outros corpos no sistema solar e além. Agora temos a oportunidade de estudar como a NASA protege seus exemplos mais raros e valiosos de outros mundos. Mais adiante, na primeira pessoa, a história de Ars.
Meteoritos antárticos
Primeiro, queríamos dar uma olhada na famosa rocha marciana.
Antes de chegar ao laboratório de meteoritos da NASA, tiramos nossas alianças e colocamos protetores de sapatos, gorros cirúrgicos e vestimentas brancas. Depois do vestiário, fomos transferidos para uma pequena câmara, na qual uma ducha de ar retirou de nós as partículas - uma espécie de simulador de furacão. Finalmente, nos encontramos em uma sala esterilizada bem iluminada na qual a NASA armazena asteróides que os cientistas coletaram na Antártica.
Vídeo promocional:
Esta coleção contém cerca de 20.000 pedras, mas a mais famosa delas é a ALH84001. Cerca de 16 milhões de anos atrás, um grande meteorito ou asteróide de 0,5 a 1 quilômetro de diâmetro caiu na superfície de Marte e ergueu uma fileira de rochas para o espaço a uma velocidade superior à velocidade de escape planetário. Um deles voou pelo espaço e caiu na Antártica há 13.000 anos. Uma equipe de cientistas, financiada pela National Science Foundation, descobriu no inverno de 1984, mas não sabia na época que o asteróide era o lar de Marte.
Os americanos não foram os primeiros a perceber que a Antártica é o melhor lugar do mundo para a busca de meteoritos. Exploradores japoneses caminham e os coletam desde os anos 60. Quando o geólogo William Cassidy da Universidade de Pittsburgh soube das descobertas bem-sucedidas de todos os tipos de meteoritos em 1973, ele convenceu a National Science Foundation a financiar expedições americanas. Em 1976, os americanos alcançaram os cientistas japoneses nessa área; e dois anos depois, um laboratório da NASA foi criado para armazenar essas amostras.
Embora o fluxo de meteoritos na Antártica não seja diferente dos fluxos de qualquer outra parte do mundo, o clima neste continente é árido e frio, quase sem pessoas, o que ajuda os meteoritos a se manterem intactos. A geografia também ajuda. Como enormes camadas de gelo flutuam do Pólo Sul, elas colidem com as Montanhas Transantárticas, uma cordilheira de 3.500 quilômetros de altura que se estende por todo o continente. Os meteoritos caem na vasta e plana região polar e são absorvidos por este riacho, que pára após atingir as montanhas.
“Quando esse gelo aparece, a combinação certa de altitude e temperatura cria uma zona de ablação para o gelo e os meteoritos permanecem abaixo dele”, explica Kevin Reiter, cientista planetário e curador do meteorito antártico. “Existem áreas no cume com uma concentração incrível de meteoritos.”
As rochas permanecem congeladas até chegarem ao laboratório em Houston. Isso evita ferrugem e alteração mineral que podem ocorrer em altas temperaturas. Uma vez no laboratório, as pedras derretem em um ambiente quente e seco, do qual a umidade é rapidamente removida. As pedras são então armazenadas em gabinetes de nitrogênio para evitar mais oxidação.
Dez anos depois que os cientistas descobriram o ALH84001, eles perceberam que este e uma dúzia de outros meteoritos semelhantes quase certamente vieram de Marte, uma vez que contêm traços de gás inerentes à atmosfera de Marte.
Isso levou a um aumento inesperado de interesse dos laboratórios. Quando Dave McKay e outros cientistas do Centro Espacial Johnson examinaram a rocha, eles descobriram pequenas características estranhas que se assemelhavam a fósseis semelhantes a vermes. Com base nessa descoberta, um artigo foi publicado na Science em 1996 no qual cientistas anunciaram a descoberta de evidências da existência de vida antiga em Marte. Da noite para o dia, o laboratório para o estudo dos meteoritos da Antártica se tornou um dos lugares mais quentes do mundo. Cientistas e jornalistas competiam entre si para entrar.
Hoje, com os robôs da NASA arranhando toda a superfície de Marte, pode parecer que a busca por novas rochas marcianas na Antártica, onde foram expostas à atmosfera da Terra por milhares de anos, seria inútil para a ciência. Mas isso não é verdade, diz Reiter.
“Os meteoritos marcianos são de grande interesse”, explica ele. - Recebemos muitas informações úteis sobre Marte de rovers, e muita atenção é dada para encontrar evidências da existência de água líquida, voláteis e tudo o que pode estar associado à vida. No entanto, quando coletamos rochas marcianas aqui na Terra, não há muitas evidências nesses meteoritos que indiquem tais processos. Portanto, acreditamos que está faltando uma parte significativa da diversidade de rochas de Marte em nossa coleção. Se realmente encontrássemos um pedaço de sedimento de Marte, poderia haver muito mais medições na Terra em condições de laboratório do que as missões robóticas permitiriam.”
Além das rochas marcianas, a NASA tem centenas de meteoritos do grande asteróide West, e acredita-se que alguns tenham vindo de outros corpos no cinturão do asteróide. Também há meteoritos da Lua, e Reiter diz que eles oferecem uma variedade valiosa em relação à nossa amostra de seis locais de pouso lunar. Existem também várias dezenas de meteoritos "perdidos", o local de origem que os cientistas não conseguem rastrear. É possível que um deles tenha nascido em Vênus ou Mercúrio. A busca por novos meteoritos interessantes é o motivo pelo qual os cientistas voltam à Antártica todo mês de novembro.
Quanto ao ALH84001, Reiter recebeu o meteorito embalado em nenhum momento. “Aqui está”, ele diz para que possamos entender a escala da entrega. "Um grande pedaço de rocha." E havia um grande pedaço de rocha. Logo após ser publicado na Science, a maioria da comunidade científica surgiu com uma explicação diferente e mais aceitável para os pequenos túneis fósseis. Esta pedra não tem vida hoje e provavelmente sempre foi.
Mas a busca continua. Se o universo vai trazer pedaços de outros mundos para a Terra, o mínimo que podemos fazer é ir buscá-los.
Cometas e poeira estelar
Ele estava de pé na mesa, bem na nossa frente. Onze anos atrás, esta matriz de 132 ladrilhos preenchidos com aerogel no formato de uma raquete de tênis voou pelo coma do cometa Wilde 2. Depois de passar 400 quilômetros do núcleo do cometa, a matriz primeiro capturou pequenos pedaços do cometa. A espaçonave Stardust então retornou com sucesso à Terra em 2006. Agora, quase dez anos depois, os cientistas continuam a examinar cada ladrilho em busca de partículas de poeira presas no aerogel.
O próprio aerogel é quase uma substância mágica. Parece fumaça congelada. Com uma densidade 1000 vezes menor que a do vidro, é quase ar. Mas é perfeito para parar partículas menores do que um grão de areia que viajam seis vezes mais rápido do que uma bala de rifle. As partículas criam trilhas à medida que passam pelo aerogel até parar, mas são completamente destruídas.
Ron Bastien, gerente do laboratório Stardust, preparou um dos azulejos para demonstrar durante nossa visita. “Se você olhar de perto, pode ver essa linha passando por ele, é aqui que uma pequena partícula atinge o aerogel e passa por ele”, diz ele. "Se você olhar para o final desta trilha, verá uma partícula." Uma partícula de cometa agora a centenas de milhões de quilômetros de distância.
O material do cometa foi estudado por dezenas de grupos de pesquisa. Para sua surpresa, eles descobriram que os cometas se formam simultaneamente em condições de gelo e calor. Os cientistas sabem há muito tempo que o gelo de cometa se forma na borda fria do sistema solar, além da órbita de Netuno, mas agora eles perceberam que um núcleo rochoso se forma muito mais perto do sol.
Eles estão cientes disso porque algumas das partículas coletadas pela Stardust eram brancas e irregulares. Acredita-se que essas inclusões de cálcio-alumínio tenham se formado muito perto da superfície do Sol no incêndio da criação do sistema solar. Eles estão entre os materiais mais antigos do sistema solar, que têm cerca de 4,56 bilhões de anos. E agora os cientistas os encontraram em cometas que viajaram para Plutão e além. Isso dá aos cientistas uma confiança adicional de que o estudo dos cometas é o estudo das cápsulas do tempo, o que dirá muito sobre os tempos de formação do sistema solar.
Como a bandeja de aerogel foi fornecida ao cometa por um período relativamente curto, a missão Stardust tinha uma segunda bandeja de ladrilhos, apenas em caso de incêndio.
Durante seu vôo estendido de e para o cometa Wilde 2, a espaçonave usou esta segunda bandeja para coletar poeira interestelar. Ao contrário da poderosa corrente de partículas cometárias, os cientistas esperavam coletar apenas algumas partículas interestelares minúsculas, de tamanho mícron, correndo em direção ao sistema solar em ângulos diferentes. Então, quando a espaçonave voltou à Terra, os cientistas foram solicitados a encontrar essas partículas.
O laboratório Stardust instalou microscópios de varredura automáticos que tiraram fotos do coletor interestelar, e os cientistas convidaram o público - "espanador" - para ajudar a encontrar vestígios de partículas em ladrilhos individuais como parte do projeto Stardust @ Home.
Em agosto de 2014, sete partículas de poeira interestelar foram anunciadas, as primeiras amostras de poeira de estrelas fora do sistema solar. Os traços encontraram duas partículas. Mesmo agora, os cientistas estão apenas começando a entender a natureza dessas partículas, algumas das quais são "fofas" como flocos de neve e podem ter vindo de uma explosão de supernova milhões de anos atrás.
Gênese
Estávamos nos preparando para a parte mais gostosa da caminhada por uma hora e meia quando Judine Alton perguntou se precisávamos usar o banheiro (esqueci de perguntar antes). Felizmente, não é necessário.
A NASA armazena as amostras mais sensíveis no laboratório Genesis, que é mantido limpo de acordo com os protocolos mais rígidos do centro espacial. O Laboratório Genesis armazena partículas do vento solar, minúsculos pedaços do Sol que contêm pistas sobre a composição da nebulosa solar quando os planetas estavam se formando.
Fomos instruídos naquela manhã a não usar alianças ou desodorante. No corredor, colocamos luvas, protetores de sapatos e redes para o cabelo. No “camarim” vestimos máscaras, macacões, chapéus, botas especiais e um segundo par de luvas. Eles também pegaram meu caderno e me deram papel "limpo" - e dentro eu também peguei uma caneta Sharpie "limpa". Nosso equipamento fotográfico também passou por uma limpeza: tivemos que passar vários minutos limpando lentes e tripés com álcool até que os cientistas tivessem certeza de que os dispositivos estavam suficientemente livres de poeira.
Depois de tudo isso, perguntamos quantos visitantes o laboratório recebeu. “Eu não aceito pessoas”, disse Alton, curador do laboratório. - Vocês são especiais. Principalmente porque as pessoas são sujas."
Em 2001, a espaçonave Genesis da NASA foi ao espaço para o ponto L1 Lagrange, onde a gravidade entre a Terra e o Sol está equilibrada. Por mais de dois anos, as matrizes do aparelho coletam íons que fluem da camada externa do Sol. Os filtros foram desenvolvidos em várias purezas de materiais, incluindo alumínio, safira, germânio, silício, ouro e carbono amorfo semelhante ao diamante, para coletar diferentes tipos de vento solar.
Acreditava-se que a espaçonave seria capaz de coletar bilhões de partículas solares, com peso igual a apenas alguns grãos de sal, e então ir para a Terra. Mas, durante a fase final do retorno, o sistema de pára-quedas da aeronave falhou e ela caiu no deserto de Utah a uma velocidade catastrófica de 300 km / h.
Era para ser o fim. Para a maioria dos experimentos, isso significaria o fim do jogo. Mas as partículas do vento solar capturadas estavam 40-100 nanômetros abaixo da superfície. Cientistas, incluindo Alton, descobriram que podem salvar algumas das partículas se limparem completamente os filtros que sobreviveram ao impacto com a Terra.
Em suma, os cientistas se adaptaram. Em uma sala limpa e bem iluminada, Carla Gonzalez nos mostrou exatamente como, colocando um fluxo de água ultrapura sobre um filtro de amostra girando a vários milhares de rotações por minuto. Após 15 minutos, a água limpou a sujeira e os resíduos espaciais do filtro. Este processo também não deixou solventes. Nos dez anos desde o retorno de Genesis à Terra, Alton, Gonzalez e outros limparam e classificaram mais de 2.000 amostras, muitas das quais estão disponíveis para estudo por cientistas.
Os cientistas realizaram a maioria dos objetivos de pesquisa da missão, incluindo a surpreendente descoberta de que o Sol tem mais oxigênio-16, o isótopo mais abundante, do que a Terra. Essa divergência levou os cientistas a investigar como esse oxigênio deixou o Sol durante os primeiros milhões de anos de sua existência, levando a novas descobertas sobre a natureza e o desenvolvimento do início do sistema solar.
Quando chegamos ao final de nossa excursão em um laboratório impecável, Gonzalez puxou um filtro contendo amostras de água ultrapura. Perguntei se dava para comer agora, se estivesse tão limpo. "Eu acho que você pode", respondeu Alton. "Mas você quebraria meu coração se fizesse isso."
Pedras da lua
Ryan Ziegler sorriu amplamente, seu rosto redondo perfeitamente enfatizado pelo boné limpo que cobria sua cabeça quando nos vimos em frente à porta brilhante de várias toneladas do cofre do banco. “Bem, pessoal, guardei o melhor para o final”, disse ele. Ziegler está estudando rochas lunares no Centro Espacial Johnson para entender melhor como a lua se formou. Ele também supervisiona as amostras da Apollo e organiza nosso tour no Laboratório de Astromateriais da NASA.
Estávamos agora em frente à abóbada que guardava dois terços de todas as rochas lunares do mundo.
E então entramos. Construído em 1979, este edifício abriga as coleções Apollo 11 a Apollo 17, que estão alojadas em gabinetes separados de aço inoxidável. Os astronautas trouxeram cerca de 2.200 amostras durante seis missões Apollo. Embora 85% da coleção permaneça em boas condições, mais de 100.000 pedras da lua foram rastreadas atualmente. “A vigilância geral da NASA permite que uma amostra específica seja solicitada a qualquer momento e possa ser encontrada”, explicou Ziegler.
Havia algo extraterrestre na própria sala. As próprias pedras não eram visíveis; eles foram cuidadosamente embalados em recipientes de metal em sacos de teflon, selados três vezes em armários que estavam cheios de nitrogênio puro. “Há muito esforço para manter esses espécimes lunares seguros para as gerações futuras”, diz Ziegler. E embora você não possa vê-los, você pode sentir a presença de toneladas de pedras. Uma vez, eles permaneceram na superfície da lua por bilhões de anos, e então foram coletados por uma dúzia de mãos humanas, levantados da superfície lunar e caíram no oceano Pacífico. E agora eles estão deitados silenciosamente de novo, já nesta sala.
Apesar das precauções tomadas, as amostras "abertas" não podem ser armazenadas indefinidamente. Mesmo dentro de recipientes hermeticamente fechados, o nitrogênio ultrapuro contém 10 a 100 ppb de água. As rochas lunares não mostram sinais de corrosão, mas mesmo assim um ou dois nanômetros do topo já foram contaminados. Ziegler nos leva a um dos armários. “Estes nunca foram abertos”, diz ele. "Estas são três das nossas sete amostras não descobertas." Eles foram coletados no vácuo da superfície lunar, alojados em tubos selados a vácuo e assim permanecem até hoje. A NASA está guardando-os para um futuro teórico incerto, no qual os cientistas encontrarão novas maneiras de analisar.
70% de todas as rochas lunares são armazenadas nesta sala. Cerca de cinco por cento foram destruídos durante vários processos de pesquisa e outros 15% estão armazenados em uma instalação de armazenamento de reserva em White Sands, Novo México. O Johnson Space Center é seguro e esta instalação fica no segundo andar. Mas o centro espacial fica do outro lado da rua de Clear Lake, que deságua na Baía de Galveston, que deságua no Golfo do México. Um furacão de categoria 5 pode destruir esta instalação.
Ziegler nos leva para fora do cofre para uma sala de trabalho de tamanho semelhante, onde o resto da pedra da lua é mantida. Grandes pedaços da Lua são exibidos em gabinetes maiores de aço inoxidável. As amostras são devolvidas aqui após o estudo - o laboratório distribui de 500 a 1000 amostras lunares por ano para cientistas para pesquisa. VIPs também são trazidos aqui para mostrar as pedras da lua.
Entre as amostras expostas está a chamada pedra Gênesis, que parece recoberta com açúcar de confeiteiro. A tripulação da Apollo 15 foi encarregada de encontrar apenas uma na rocha anortosita, e eles a encontraram perto dos Apeninos. Aos 4,1 bilhões de anos, nascida apenas algumas centenas de milhões de anos após a formação do sistema solar, a pedra do Gênesis ajudou a confirmar a teoria da formação da lua depois que a Terra colidiu com um objeto do tamanho de Marte no início do sistema solar.
Com base em materiais da Ars Technica
