NASA-wetenschappers openden een onaangeroerd rots- en grondmonster van de maan dat op Apollo 17 naar de aarde terugkeerde, het is de eerste keer in meer dan 40 jaar dat een ongerept staal van gesteente en regoliet uit het Apollo-tijdperk is geopend. Het vormt de weg voor wetenschappers om technieken te oefenen om toekomstige monsters te bestuderen die zijn verzameld op Artemis-missies.

Het voorbeeld, geopend op 5 november in het Lunar Curation Laboratory in het Johnson Space Center van het bureau in Houston, werd op de maan verzameld door Apollo 17-astronauten Gene Cernan en Harrison "Jack" Schmitt, die een 4 centimeter brede buis in het oppervlak van de maan dreef om het te verzamelen en een ander monster zou in januari worden geopend. Het monster werd geopend als onderdeel van NASA's Apollo Next-Generation Sample Analysis (ANGSA) -initiatief, die gebruikmaakt van geavanceerde technologieën om Apollo-monsters te bestuderen met behulp van nieuwe hulpmiddelen die niet beschikbaar waren toen de monsters oorspronkelijk naar de aarde werden teruggebracht.

"We kunnen vandaag metingen doen die in de jaren van het Apollo-programma gewoon niet mogelijk waren, " zei dr. Sarah Noble, ANGSA-programmawetenschapper op het NASA-hoofdkwartier in Washington. "De analyse van deze monsters zal het wetenschappelijke rendement van Apollo maximaliseren, en om een ​​nieuwe generatie wetenschappers en curatoren in staat te stellen hun technieken te verfijnen en toekomstige ontdekkingsreizigers voor te bereiden op maanmissies die in de jaren 2020 en daarna worden verwacht."

Sinds het Apollo-tijdperk alle monsters die naar de aarde zijn teruggebracht, zijn zorgvuldig in het laboratorium bewaard om ze voor toekomstige generaties te bewaren. De meeste monsters zijn goed bestudeerd, en velen zijn het onderwerp van lopend onderzoek. Echter, NASA heeft ook de beslissing genomen om sommige monsters volledig onaangeroerd te laten als een investering in de toekomst, waardoor ze kunnen worden geanalyseerd met meer geavanceerde technologieën terwijl ze worden ontwikkeld. Deze omvatten monsters die verzegeld bleven in hun originele containers, evenals sommige opgeslagen onder speciale omstandigheden, allemaal bedoeld om te worden geopend en geanalyseerd met meer geavanceerde analytische technologieën dan beschikbaar waren tijdens Apollo.

De ongeopende Apollo-monsters werden verzameld op Apollo 15, 16 en 17 missies. Twee van die monsters, 73002 en 73001, beide verzameld op Apollo 17, zal worden bestudeerd als onderdeel van ANGSA. Vooruitgang in technieken zoals niet-destructieve 3D-beeldvorming, massaspectrometrie en microtomie met ultrahoge resolutie zullen een gecoördineerde studie van deze monsters op een ongekende schaal mogelijk maken.

Monsters 73002 en 73001 maken deel uit van een twee voet lange "aandrijfbuis" van regoliet (gesteente en aarde) die is verzameld uit een aardverschuivingsafzetting nabij Lara Crater op de Apollo 17-locatie. De monsters behouden de verticale gelaagdheid in de maanbodem, informatie over aardverschuivingen op luchtloze lichamen zoals de maan, en een verslag van de vluchtige stoffen gevangen in maanregoliet, misschien zelfs degenen die van de maan ontsnappen langs de Lee-Lincoln Scarp, een fout op de Apollo 17-site.

"Door deze monsters nu te openen, kunnen nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen over de maan worden gedaan en kan een nieuwe generatie wetenschappers hun technieken verfijnen om toekomstige monsters die door Artemis-astronauten zijn teruggestuurd, beter te bestuderen. " zei Francis McCubbin, NASA's astromaterialencurator bij Johnson. "Onze wetenschappelijke technologieën zijn de afgelopen 50 jaar enorm verbeterd en wetenschappers hebben de mogelijkheid om deze monsters te analyseren op manieren die voorheen niet mogelijk waren."

twee monsters, Twee processen

Monster 73002, die ongeopend is gebleven maar niet onder vacuüm is verzegeld sinds hij naar de aarde is gebracht, was het eerste monster dat op 5 november uit zijn container werd geëxtrudeerd. Monsterverwerkers bij Johnson zullen de komende maanden besteden aan het verwerken van het monster en het distribueren van delen ervan aan de wetenschappelijke teams van ANGSA voor analyse.

Om te helpen bij het openen van het monster, onderzoekers hebben X-ray Computer Tomography (XCT) gebruikt aan de Universiteit van Texas Austin om een ​​3D-beeld met hoge resolutie van de regoliet in de buis op te nemen. De beeldvorming helpt de processors bij het ontwikkelen van strategieën om het monster te verwijderen voor dissectie en distributie naar onderzoeksteams, evenals het helpen van wetenschappers om de structuur van het monster te begrijpen voordat ze de container openen. Het zal ook kwetsbare bodemcomponenten beschermen tegen beschadiging tijdens het openen en verwerken, en biedt gedetailleerde afbeeldingen van individuele korrels en kleinere monsters die bekend staan ​​​​als raketten.

Na röntgenscanning, de monsters worden uit hun buis verwijderd met behulp van speciaal gereedschap in een handschoenenkastje gevuld met ultrazuivere droge stikstof, en worden vervolgens onderverdeeld in segmenten van een kwart inch om wetenschappers in staat te stellen de waargenomen variatie langs de lengte van de kern te begrijpen. Dit is de eerste keer dat NASA een aandrijfbuis als deze heeft verwerkt in meer dan 25 jaar, en curatoren hebben de afgelopen maanden hard gewerkt om het proces te oefenen.

"Ik ben opgegroeid met de verhalen van Apollo, ze inspireerden me om een ​​carrière in de ruimte na te streven en nu heb ik de kans om bij te dragen aan de studies die de volgende missies naar de maan mogelijk maken, " zei Charis Krysher, de maanmonsterverwerker die monster 73002 zal openen. "Het is zo'n eer en zware verantwoordelijkheid om een ​​monster te openen dat niet is geopend sinds het op de maan is verzameld, we raken de geschiedenis aan."

Monster 73001, die begin 2020 wordt geopend, werd op de maan verzegeld in een speciale vacuümcontainer voor kernmonsters en vervolgens in een andere vacuümcontainer geplaatst en op aarde verzegeld. Dat monster zal worden geopend zodra wetenschappers verfijnde plannen hebben voor het opvangen van de gassen van de maan die samen met het monster zelf in de container zijn verzameld. Eenmaal verwijderd, het wordt verwerkt in een handschoenenkastje en gedeeld met wetenschappelijke teams die zijn geselecteerd voor het ANGSA-onderzoek.

Artemis Generation en UNM's connectie

Verkenning van de maan door astronauten in het Artemis-programma wordt mogelijk gemaakt door gebruik te maken van de bronnen van de maan, inclusief waterijs dat kan worden gebruikt om raketbrandstof of zuurstof te maken om te ademen. Door deze ongeopende monsters te bestuderen, kunnen wetenschappers inzicht krijgen in de oorsprong van de poolijsafzettingen op de maan, evenals andere potentiële bronnen voor toekomstig onderzoek. Ze zullen ook een beter begrip krijgen van hoe goed Apollo-tools werkten, die zal helpen bij het ontwerpen van gereedschappen voor toekomstige maanmissies.

"De bevindingen van deze monsters zullen NASA nieuwe inzichten geven in de maan, inclusief de geschiedenis van inslagen op het maanoppervlak, hoe aardverschuivingen plaatsvinden op het maanoppervlak, en hoe de korst van de maan in de loop van de tijd is geëvolueerd, " zei Charles "Chip" Shearer, wetenschappelijk co-lead voor ANGSA en professor aan het Institute of Meteoritics (IOM) van de Universiteit van New Mexico en het Department of Earth and Planetary Sciences (E&PS), die al meer dan tien jaar voorstander is van dit initiatief.

"Dit onderzoek zal NASA helpen beter te begrijpen hoe vluchtige reservoirs zich ontwikkelen, evolueren en interageren op de maan en andere planetaire lichamen. Het is opwindend om deze visie uit te laten komen, " hij voegde toe.

Extra leden van het UNM-team zijn:James Papike, Steve Simon, Zach Scherp, Michaël Cato, Adrian Brearley en Karen Ziegler, ze zijn allemaal lid van de IOM en E&PS. Schmitt, uit Albuquerque, is de enige geoloog onder de Apollo-astronauten en maanmodulepiloot van Apollo 17 die monster 73002 verzamelde. Hij is ook actief betrokken bij het wetenschappelijke team van UNM.

Tijdens het vooronderzoek van deze ongeopende Apollo-monsters, meerdere generaties wetenschappers, ingenieurs, en curatoren zullen samenwerken om de monsters te bestuderen. Leden van het team, die lange NASA-ervaring hebben en van wie sommigen deel uitmaakten van de oorspronkelijke teams om eerst Apollo-monsters te bestuderen, zal werken met jongere teamleden in een echte samenwerking tussen vroegere en huidige generaties maanverkenners.

"Het curatorteam van het Johnson Space Center was onberispelijk in het openen van het kernmonster gedurende een periode van twee dagen, "Zei Shearer. "Dit vormt een essentiële schakel tussen de eerste generatie maanverkenners van Apollo en toekomstige generaties die de maan en verder zullen verkennen, te beginnen met Artemis."

Over ongeveer 2-3 weken, UNM krijgt de eerste monsters die in eerste instantie worden geanalyseerd in het Center for Stable Isotopes (CSI).

Aangezien deze monsters zijn verzameld, NASA is doorgegaan met het bestuderen van de naaste buur van de aarde via missies zoals de Lunar Reconnaissance Orbiter en heeft nu een ongelooflijke hoeveelheid gegevens over het maanoppervlak, omgeving en compositie. Onder Artemis, het bureau zal een reeks nieuwe wetenschappelijke instrumenten en technologiedemonstraties sturen om de maan te bestuderen voordat astronauten tegen 2024 op het maanoppervlak landen, en het vestigen van een duurzame aanwezigheid tegen 2028.

De volgende kern die moet worden geopend, zal iets moeilijker zijn omdat deze zich in meerdere containers bevindt. Shearer en Sharp werken samen met teamleden van andere instellingen aan de tools om deze tweede container te openen en te analyseren.

The agency will build on its past to leverage its Artemis experience to prepare for the next giant leap—sending astronauts to Mars.