science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Maanstof is niet te versmaden

Het spul waarvan dromen waren gemaakt:de Max Planck-onderzoekers gebruikten relatief kleine hoeveelheden maansteen om het verleden van de maan in het laboratorium te verkennen. Krediet:MPI voor scheikunde

Toen de astronauten van de Apollo 11-missie terugkeerden naar de aarde, ze hadden bijna 22 kilo steen van het oppervlak van de maan in hun bagage. Josef Zähringer van het Max Planck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg was een van de eerste onderzoekers die het materiaal in de VS mocht analyseren. Twee maanden later, Ook het team van Heinrich Wänke van het Max Planck Instituut voor Chemie in Mainz kreeg een graantje mee.

Donderdag, 18 september 1969, laat in de middag. Op de luchthaven van Frankfurt, een bleke, vermoeid uitziende man stapt uit het vliegtuig. Zijn naam:Dr. Hans Voshage. Zijn bestemming:het Max Planck Instituut voor Chemie. In zijn handbagage:105,9 gram moon. Waarde:onbetaalbaar. Voshage begint nu aan de laatste fase van zijn reis, de rit naar Mainz. Het is minder dan 48 uur geleden dat hij Mainz verliet om naar Houston te vliegen, Texas, om de waardevolle lading op te halen en naar Duitsland te brengen. Op de avond van 18 sept. 1969, Voshage betreedt het instituut waar de ongeduldige directeur Heinrich Wänke en zijn staf hem opwachten. Het duurt slechts een paar minuten voordat de wetenschappers beginnen met hun eerste metingen. De tweede verkenning van de maan begint.

Terugblik:zondag, 20 juli 1969, 21:18 uur Midden-Europese tijd. Met zijn laatste druppel brandstof, de Eagle-maanmodule landt in de Zee van Rust. Een paar uur later, Neil Armstrong zet als eerste mens voet op de maan, 20 minuten later gevolgd door Buzz Aldrin. Zeshonderd miljoen mensen kijken naar de wazige televisiebeelden waarop twee korrelige figuren in slow motion als kangoeroes over het scherm springen. In de studio's van de Westdeutscher Rundfunk zender in Keulen, Heinrich Wänke kijkt naar het scherm. De wetenschapper is een van de experts die de "gigantische sprong voor de mensheid" live op de Duitse televisie presenteert. Wänke is bijzonder opgewonden als hij ziet hoe de gebeurtenissen zich ontvouwen, omdat zijn instituut een van degenen zal zijn die laboratoriumonderzoek mogen doen op de maanrots die de astronauten verzamelen.

"NASA had aanbestedingen uitgeschreven voor de analyse van de monsters. We namen deel - en waren succesvol, " herinnert Heinrich Wänke zich. De onderzoekers van zijn afdeling kosmochemie hadden gedurende vele jaren een internationale reputatie opgebouwd door hun onderzoek naar meteorieten. Ook de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie nam de aanvragen van wetenschappers in Keulen en Tübingen in ontvangst. Het Max Planck Instituut voor Kernfysica in Heidelberg werd Ook regisseur Josef Zähringer kreeg een bijzondere eer:hij werd uitgenodigd in Houston om mee te werken aan de voorlopige evaluatie van het materiaal.

"De komst van de Apollo 11-monsters was erg spannend"

Bij hun terugkeer, de containers die op de maan waren afgesloten, werden eerst bestraald met ultraviolet licht en gedesinfecteerd met perazijnzuur voordat ze werden gespoeld in steriel water en gedroogd in stikstofgas. Pas toen mochten de onderzoekers ze zien. "De komst van de Apollo 11-monsters was erg opwindend. De wetenschappers hadden het probleem om te beslissen wie de eerste historische blik mocht nemen, " schreef Zähringer in een artikel voor het 1970 Yearbook van de Max Planck Society. "Maar toen de monstercontainer eindelijk werd geopend en de rotsen voor het eerst zichtbaar waren, je kon alleen maar teleurgestelde blikken zien. De rotsen leken op een hoop coke. Ze waren bedekt met een laag zeer fijn stof en het was niet mogelijk om mineralogische details te herkennen.

"Hoe dan ook, de metingen waren van historisch belang en werden uitgevoerd onder ongebruikelijke omstandigheden:de onderzoekers moesten de monsters in hermetisch afgesloten handschoenkasten hanteren uit angst voor dodelijke maanbacteriën of giftig stof. Er waren wat haperingen:een gescheurde handschoen en een gesprongen toevoerleiding in de monsterkamer. De verantwoordelijken bij NASA waren bang dat dergelijke gebeurtenissen de wetenschappers in gevaar zouden brengen en hen mogelijk met ziektekiemen zouden besmetten. Dus moesten ze zich bij de astronauten voegen, die sinds hun terugkeer in een verplaatsbare quarantainemodule hadden gezeten, en kijk door een klein raampje naar de wereld.

Josef Zähringer had ook een klein ongelukje - dus hij, te, moest "in quarantaine gaan". De Max Planck-onderzoeker nam het ter harte en haalde er zelfs iets positiefs uit:"Het directe contact met de astronauten was een groot voordeel voor het identificeren van de rotsmonsters, omdat ze veel vragen konden beantwoorden met informatie die nog vers in hun geheugen zat, ", schrijft hij. Zähringer vond de maanverkenners "normaal, erg aardige en zeer humoristische mannen." Ondanks de drie weken van isolatie, de bemanning had plezier en bracht hun tijd door met pokeren.

Josef Zahringer, die in juli 1970 omkwam bij een verkeersongeval, had al een eerste wetenschappelijke blik op de maanrots genomen toen Heinrich Wänke in de avond van 18 september aan zijn analyses begon, 1969. Hij wilde de samenstelling van het materiaal onderzoeken om vragen te beantwoorden over hoe de maan werd gevormd, zijn leeftijd en de invloed van de zonnewind. "We stonden aan het begin van een nieuwe fase van maanonderzoek, ", zegt Wänke. En snelheid was van essentieel belang:"De onstabiele radio-isotopen vervielen elke dag steeds meer en werden daardoor steeds moeilijker te meten." Op 10 oktober, het Max Planck Instituut voor Chemie in Mainz ontving nog eens 140 gram van de maan. Wänke's collega Heinrich Hintenberger, hoofd van de afdeling massaspectrometrie, heel goed gekeken.

Wat was de code van de kluis ook alweer?

Het spul waarvan de dromen van planetologen waren gemaakt, mocht niet zomaar in het laboratorium rondslingeren. NASA had bepaald dat het materiaal in een kluis moest worden bewaard. De onderzoekers in Mainz hebben er een georganiseerd en laten installeren in het kantoor van directeur Wänke. "De Amerikanen dachten er niet veel aan om het op slot te doen met een sleutel, " zegt Wänke lachend, "Het moest een kluis zijn met een cijferslot." Heel begrijpelijk, de wetenschappers hadden belangrijker dingen aan hun hoofd dan deze combinatie van getallen, en op een dag was het papiertje met de code nergens te vinden - de kluis moest worden geopend door een speciaal bedrijf, met veel moeite…

Dus wat hebben de onderzoekers ontdekt? "Geef me een stuk van de maan en ik zal je vertellen hoe ons zonnestelsel werd gevormd, " zei de Amerikaanse Nobelprijswinnaar Harold C. Urey vóór de Apollo-vluchten. Deze hoop was ijdel - niet in het minst omdat de rotsen en het stof van het oppervlak geenszins pure oersubstantie zijn. Integendeel, de maan is in de loop van de eeuwen veranderd door smeltprocessen, het is dus niet het geologisch primitieve hemellichaam dat de meeste deskundigen hadden aangenomen.

De metgezel van de aarde is getekend door kraters die zijn ontstaan ​​als kosmische brokken steen die op het oppervlak zijn ingeslagen. Lavastromen die zich over het oppervlak hadden verspreid nadat bijzonder grote fragmenten waren gebotst met de jonge maan, vormden de zogenaamde zeeën. In aanvulling, het permanente bombardement van kleinere meteorieten verpulvert de rots en bedekt het oppervlak van de maan met een meter dikke laag stof. Deze regoliet bevat niet alleen zandkorrels, maar ook glazige insluitsels. De onderzoekers ontdekten dat de monsters een dozijn mineralen bevatten, vooral pyroxeen, plagioklaas en ilmeniet.

De belangrijkste vraag, echter, was:Hoe werd de maan gevormd? Een leeftijdsbepaling van het maangesteente toonde aan dat het niet veel jonger kan zijn dan de aarde, of ongeveer vier en een half miljard jaar oud. Algemeen, de maan leek erg op onze eigen planeet:"Het leek ons ​​een stuk van de aarde, ", zegt Heinrich Wänke. De wetenschapper gebruikte zijn onderzoek om de theorie af te leiden dat de maan echt van onze planeet afkomstig is. De theorie stelt voor dat een hemellichaam ter grootte van Mars de oeraarde heeft geraakt met een soort blikslag. Bij de botsing werden grote hoeveelheden uitgestoten van materiaal uit de korst en mantel in een baan om de aarde - waar het de maan vormde. "In de jaren tachtig computersimulaties bevestigden dit scenario, ’ zegt Wanke.

Fatale klap voor samenzweerders

En de analyses van de onderzoekers bevestigden nog iets:de Amerikanen waren echt naar de maan geweest! Omdat naast de Apollo-monsters, de onderzoekers in Mainz ontvingen later ook materiaal verzameld door onbemande Russische ruimtevaartuigen. "De monsters van beide missies kwamen zo goed overeen dat dit de theorie doodde dat de Amerikanen de landing in Hollywood-studio's hadden georganiseerd - tenzij de Russen met hen onder een hoedje speelden, " zegt Friedrich Begemann, voormalig directeur van de afdeling isotopenkosmologie.

Terug naar 1969:Op een heldere avond in de herfst, Heinrich Wänke keerde terug van Begemanns kantoor, waar de twee onderzoekers maansteen in een vijzel hadden vermalen. De volle maan verlichtte de nachtelijke hemel. Wänke keek met het blote oog naar de Zee van Rust. Toen snoot hij zijn neus - en stopte kort:in zijn zakdoek zaten twee kleine donkere korrels - materiaal van de maan, ademde in terwijl hij met de stamper werkte. "Dat was beangstigend, omdat NASA erop stond dat elk individueel stofdeeltje nauwkeurig moest worden verantwoord, " legt Wänke grijnzend uit. "Na er lang over nagedacht te hebben, Ik besloot mijn bevindingen toch niet vast te leggen. Tot op de dag van vandaag weten de Amerikanen hier niets van."

nasa, trouwens, is de juridische eigenaar van de monsters. Het Max Planck Instituut voor Chemie heeft in de herfst van 2008 de laatste korrels van de maan teruggegeven. In het voorjaar van 2009 de ruimtevaartorganisatie stuurde een bevestiging van hun ontvangst.