Bijna 50 jaar nadat de Apollo-missies maanmateriaal naar de aarde hadden teruggebracht, ESA-experts helpen de geheimen van twee eerder ongeopende monsters te ontrafelen om meer te weten te komen over oude processen op de maan, en om technieken te verfijnen en te oefenen voor toekomstige monsterretourmissies.

Met één monster dat al wordt geanalyseerd, er worden nu voorbereidingen getroffen om later dit jaar de tweede te openen.

Dit werk concentreert zich op gesteente en aarde die tijdens de Apollo 17-missie in 1972 zijn teruggevonden, en maakt deel uit van NASA's Apollo Next-Generation Sample Analysis (ANGSA) programma, die gebruik maakt van geavanceerde analytische technieken.

ANGSA bestaat uit negen deskundige wetenschappelijke teams, waarin verschillende aspecten van monsteranalyse worden behandeld. Wetenschappers en ingenieurs van ESA maken deel uit van het Consortium for the Advanced Analysis of Apollo Samples, onder leiding van Charles "Chip' Shearer, een van de hoofdwetenschappers van ANGSA.

"ESA-medewerkers zullen helpen bij het karakteriseren van monsters, en ons te helpen beoordelen hoe goed het maanmateriaal is verzameld en bewaard, "zegt Shearer. "Vooruitkijkend, dit zal ons helpen bij het ontwerpen van toekomstige collectie- en beheerprocedures voor de door NASA geleide Artemis-missie."

Om de doelstellingen van ANGSA te helpen bereiken, er wordt gewerkt aan een echt collaboratieve aanpak.

"ANGSA verbindt degenen die betrokken waren bij de initiële samenstelling en analyse van Apollo-monsters met de volgende generatie planetaire wetenschappers, " zegt Francesca McDonald, ESA Research Fellow die de ANGSA-deelname van ESA coördineert. "Ons diverse team omvat Harrison "Jack' Schmitt, de enige geoloog die op de maan liep, die samen met mede-Apollo-astronaut Gene Cernan, oorspronkelijk het maanmateriaal verzameld."

Oude maanprocessen

De landingsplaats van Apollo 17 ligt in de smalle Taurus-Littrow-vallei, omgeven door verschillende steile bergen, waaronder het Noord- en Zuid-massief, met veel scarp, veroorzaakt door een hoogteverschil tussen de twee zijden van de fout, dwars door de hele regio. De monsters werden verzameld op een prominente aardverschuivingsafzetting, die zich voordeed toen sediment uit het Zuidmassief naar beneden stroomde op de met lava gevulde vallei. Dus, ze bevatten materiaal uit verhoogde gebieden waar astronauten geen toegang toe hadden.

Om de regoliet te extraheren, een cilindrische buis van 70 cm werd in de aardverschuivingsafzetting gehamerd om een ​​kern te produceren, die vervolgens op het oppervlak van de maan in twee helften werd verdeeld.

De onderste helft van de sectie, bekend als monster 73001, bevat waarschijnlijk een deel van de ondergrond dat koud genoeg is om losjes gebonden vluchtige stoffen vast te houden, zoals kooldioxide en waterstof. Om te proberen deze kostbare gassen te behouden, het werd verzegeld in een vacuümcontainer op het maanoppervlak en vervolgens dubbel verzegeld in een tweede vacuümcontainer terug op aarde.

Het bovenste deel van de kern, monster 73002, werd ook zorgvuldig ingeperkt na te zijn verzameld, maar was niet vacuüm verzegeld. Beide helften zijn in opslag gebleven, onder de deskundige zorg van het NASA Astromaterials Curation Team, sinds terugkomst.

ESA heeft in eerste instantie een ondersteunende rol bij de planning en processen die verband houden met het onderzoeken van de maanmonsters, samenwerken met het NASA-curatieteam om ervoor te zorgen dat de wetenschappers hun zeer nauwkeurige metingen kunnen doen.

Francesca maakte de reis naar het Johnson Space Center van NASA in Houston, ONS., in december 2019 om te helpen bij de nauwgezette dissectie van 73002 in submonsters, kort nadat het werd geopend.

Tijdens dissectie, er wordt een gedetailleerd verslag gemaakt van waar elke subsample precies vandaan komt in de kern, waardoor de wetenschappelijke teams conclusies kunnen trekken over maanprocessen.

Ter voorbereiding op het openen van het onderste deelmonster, Wetenschappers en ingenieurs van ESA werken momenteel nauw samen met ANGSA-experts op het gebied van edelgas en vluchtige stoffen om een ​​hulpmiddel te ontwerpen om alle kostbare gassen die het kan bevatten, op te vangen.

De resultaten van de analyse zullen vragen beantwoorden die eerst door wetenschappers uit het Apollo-tijdperk werden overwogen.

'Het is niet helemaal bekend wat de aardverschuiving heeft veroorzaakt - kwam het door een botsing? Of door beweging van de breuk?' zegt Francesca. "Als het te maken had met de beweging van de breuklijn, hoe lang geleden is dit gebeurd? En heeft dit geleid tot het vrijkomen van gassen vanuit de maan, die vastzaten in de aardverschuivingsafzetting?"

Les geleerd

Een ander doel van ANGSA is om te begrijpen hoe effectief de dubbel-vacuüm verzegelde insluiting was, wat van het grootste belang is voor het behoud van de integriteit van de kern en de zinvolheid van eventuele latere analyses.

Met toekomstige maanmissies die zich waarschijnlijk op de poolgebieden zullen richten, en de internationale Mars Sample Return-campagne in voorbereiding, dit zal essentiële informatie opleveren voor het ontwikkelen van toekomstige procedures voor het insluiten en beheren van buitenaardse monsters.

"Het gebruik van materialen die op de maan aanwezig zijn, is een belangrijk onderdeel van het mogelijk maken van een toekomstige duurzame aanwezigheid voor mannen en vrouwen aan het maanoppervlak en voor het ontwikkelen van verdere menselijke verkenning van Mars, " legt Dayl Martin uit, ESA Research Fellow en ANGSA-teamlid.

"Het begrijpen van de samenstelling en het gedrag van maanmateriaal is belangrijk om dit te bereiken. De technieken die momenteel worden verfijnd als onderdeel van ANGSA zullen dergelijke inzichten opleveren."