Johnson Space Center Campus 31 no difiere en la grandeza e historia de ninguna Torre de Londres. No hay guardia real afuera. Sin embargo, es aquí, en un edificio de la era de los 60, donde la NASA guarda las joyas de su programa espacial. Dentro de varias salas limpias, los curadores rastrean meteoritos de Marte y el cinturón de asteroides, polvo cósmico, muestras de viento solar, partículas de cometas y, por supuesto, cientos de kilogramos de rocas lunares. Ars Technica hizo un recorrido por este repositorio secreto de la NASA y sacó muchas cosas interesantes, de las que hablaremos.
A fines de diciembre, los representantes de este recurso pasaron el día recorriendo las colecciones del Objeto 31, incluido el Laboratorio de Génesis que rara vez se visitaba. Y aunque no se les dio una piedra lunar para recordar, hicieron un recorrido sin precedentes por todos y cada uno de los astromateriales que la NASA recopiló de otros cuerpos en el sistema solar y más allá. Ahora tenemos la oportunidad de estudiar cómo la NASA protege sus ejemplos más raros y valiosos de otros mundos. Además en primera persona, la historia de Ars.
Meteoritos antárticos
norte
Primero queríamos echar un vistazo a la famosa roca marciana.
Antes de llegar al laboratorio de meteoritos de la NASA, nos quitamos los anillos de boda y luego nos cubrimos los zapatos, gorros quirúrgicos y vestimentas blancas. Después del vestuario, nos trasladaron a una celda pequeña, en la que una ducha de aire nos quitó las partículas libres, una especie de simulador de huracanes. Finalmente, nos encontramos en una habitación estéril brillantemente iluminada en la que la NASA almacena asteroides que los científicos han recolectado en la Antártida.
Video promocional:
Esta colección contiene alrededor de 20.000 piedras, pero la más famosa de ellas es ALH84001. Hace unos 16 millones de años, un gran meteorito o asteroide de 0,5 a 1 kilómetro de diámetro cayó a la superficie de Marte y elevó una hilera de rocas al espacio a una velocidad superior a la velocidad de escape planetaria. Uno de ellos voló por el espacio y hace 13.000 años cayó en la Antártida. Un equipo de científicos, financiado por la National Science Foundation, lo descubrió en el invierno de 1984, pero en ese momento no sabía que el asteroide era el hogar de Marte.
Los estadounidenses no fueron los primeros en darse cuenta de que la Antártida es el mejor lugar del mundo para buscar meteoritos. Los exploradores japoneses los han paseado y recogido allí desde los años 60. Cuando el geólogo William Cassidy de la Universidad de Pittsburgh se enteró de los hallazgos exitosos de todo tipo de meteoritos en 1973, convenció a la National Science Foundation de financiar las expediciones estadounidenses. En 1976, los estadounidenses se habían puesto al día con los científicos japoneses en esta área; y dos años después, se creó un laboratorio de la NASA para almacenar estas muestras.
Aunque la corriente de meteoritos en la Antártida no es diferente de las corrientes en cualquier otro lugar del mundo, el clima en este continente es árido y frío, casi sin gente, lo que ayuda a que los meteoritos se mantengan intactos. La geografía también ayuda. A medida que enormes capas de hielo flotan desde el Polo Sur, chocan con las Montañas Transantárticas, una cresta de 3500 kilómetros de altura que se extiende por todo el continente. Los meteoritos caen en la región polar ancha y plana y son absorbidos por esta corriente, que se detiene después de llegar a las montañas.
“Cuando aparece este hielo, la combinación correcta de altitud y temperatura crea una zona de ablación para el hielo y los meteoritos permanecen debajo de él”, explica Kevin Reiter, científico planetario y curador del meteorito antártico. "Hay áreas en la cresta con una concentración increíble de meteoritos".
Las rocas permanecen congeladas hasta que llegan al laboratorio en Houston. Esto evita la oxidación y la alteración mineral que puede ocurrir a temperaturas más altas. Una vez en el laboratorio, las piedras se derriten en un ambiente cálido y seco, del cual la humedad se elimina rápidamente. Luego, las piedras se almacenan en gabinetes de nitrógeno para evitar una mayor oxidación.
Diez años después de que los científicos descubrieron el ALH84001, se dieron cuenta de que este y una docena de otros meteoritos similares provenían casi con certeza de Marte, ya que contienen rastros de gas inherentes a la atmósfera de Marte.
Esto provocó un inesperado aumento de interés por parte de los laboratorios. Cuando Dave McKay y otros científicos del Centro Espacial Johnson examinaron la roca, descubrieron características diminutas y extrañas que se parecían a fósiles de gusanos. Con base en este hallazgo, se publicó un artículo en Science en 1996 en el que los científicos anunciaron el descubrimiento de evidencia de la existencia de vida antigua en Marte. De la noche a la mañana, el laboratorio para el estudio de los meteoritos antárticos se convirtió en uno de los lugares más calientes del mundo. Los científicos y los periodistas competían entre sí para entrar.
Hoy, con los rovers de la NASA raspando toda la superficie de Marte, podría parecer que la búsqueda de nuevas rocas marcianas en la Antártida, donde estuvieron expuestas a la atmósfera de la Tierra durante miles de años, sería inútil para la ciencia. Pero eso no es cierto, dice Reiter.
“Los meteoritos marcianos son de gran interés”, explica. - Hemos recibido mucha información útil sobre Marte de los rovers, y se presta mucha atención a encontrar evidencia de la existencia de agua líquida, volátiles y todo lo que pueda estar asociado con la vida. Sin embargo, cuando recolectamos rocas marcianas aquí en la Tierra, no hay mucha evidencia en estos meteoritos que indique tales procesos. Por lo tanto, creemos que nos falta una parte significativa de la diversidad de rocas de Marte en nuestra colección. Si realmente encontráramos un fragmento de sedimento de Marte, podría haber muchas más mediciones en la Tierra en el laboratorio de las que permitirían las misiones robóticas”.
Además de las rocas marcianas, la NASA tiene cientos de meteoritos del gran asteroide West, y se cree que algunos provienen de otros cuerpos en el cinturón de asteroides. También hay meteoritos de la Luna, y Reiter dice que ofrecen una valiosa variedad sobre nuestra muestra de seis sitios de alunizaje. También hay varias docenas de meteoritos "perdidos", el lugar de origen que los científicos no pueden rastrear. Es posible que uno de ellos haya nacido en Venus o Mercurio. La búsqueda de nuevos meteoritos interesantes es la razón por la que los científicos regresan a la Antártida cada noviembre.
En cuanto a ALH84001, Reiter recibió el meteorito empaquetado en poco tiempo. “Aquí está”, dice para que entendamos la escala de la entrega. "Un gran trozo de roca". Y había un gran trozo de roca. Poco después de su publicación en Science, la mayoría de la comunidad científica propuso una explicación diferente y más aceptable para los pequeños túneles fósiles. Esta piedra no tiene vida hoy y probablemente siempre lo ha sido.
Pero la búsqueda continúa. Si el universo va a traer trozos de otros mundos a la Tierra, lo mínimo que podemos hacer es ir a buscarlos.
Cometas y polvo de estrellas
Estaba de pie sobre la mesa, justo frente a nosotros. Hace once años, este conjunto de 132 baldosas llenas de aerogel con forma de raqueta de tenis voló a través de la coma del cometa Wilde 2. Después de pasar a 400 kilómetros del núcleo del cometa, el conjunto capturó por primera vez pequeñas piezas del cometa. La nave espacial Stardust regresó con éxito a la Tierra en 2006. Ahora, casi diez años después, los científicos continúan examinando cada baldosa en busca de partículas de polvo que hayan quedado atrapadas en el aerogel.
El aerogel en sí es casi una sustancia mágica. Parece humo congelado. Con una densidad 1000 veces menor que la del vidrio, es casi aire. Pero es perfecto para detener partículas más pequeñas que un grano de arena que viajan seis veces más rápido que una bala de rifle. Las partículas crean senderos a medida que atraviesan el aerogel hasta que se detienen pero se destruyen por completo.
Ron Bastien, gerente de laboratorio de Stardust, preparó uno de los mosaicos para demostrar durante nuestra visita. "Si lo miras de cerca, puedes ver esta línea atravesándolo, aquí es donde una pequeña partícula golpea el aerogel y lo atraviesa", dice. "Si miras al final de este sendero, habrá una partícula". Una partícula de cometa ahora a cientos de millones de kilómetros de distancia.
El material del cometa ha sido estudiado por decenas de grupos de investigación. Para su sorpresa, encontraron que los cometas se forman simultáneamente en condiciones heladas y calientes. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el hielo del cometa se forma en el borde frío del sistema solar más allá de la órbita de Neptuno, pero ahora se dieron cuenta de que un núcleo rocoso se forma mucho más cerca del sol.
Ellos son conscientes de esto porque algunas de las partículas recolectadas por Stardust eran blancas e irregulares. Se cree que estas inclusiones de calcio y aluminio se formaron muy cerca de la superficie del sol en el fuego de la creación del sistema solar. Se encuentran entre los materiales más antiguos del sistema solar, que tienen cerca de 4.560 millones de años. Y ahora los científicos los han encontrado en cometas que han viajado a Plutón y más allá. Esto les da a los científicos una confianza adicional en que el estudio de los cometas es el estudio de las cápsulas del tiempo, lo que dirá mucho sobre los tiempos de formación del sistema solar.
norte
Dado que la bandeja de aerogel se proporcionó al cometa durante un tiempo relativamente corto, la misión Stardust tenía una segunda bandeja de azulejos, solo en caso de incendio.
Durante su vuelo prolongado hacia y desde el cometa Wilde 2, la nave espacial usó esta segunda bandeja para recolectar polvo interestelar. A diferencia de la poderosa corriente de partículas cometarias, los científicos esperaban recolectar solo unas pocas partículas interestelares diminutas, de micrones de tamaño, que se precipitaran hacia el sistema solar en diferentes ángulos. Entonces, cuando la nave espacial regresó a la Tierra, se pidió a los científicos que encontraran estas partículas.
El laboratorio Stardust instaló microscopios de escaneo automático que tomaron fotografías del colector interestelar, y los científicos invitaron al público - "plumero" - a ayudar a encontrar rastros de partículas en mosaicos individuales como parte del proyecto Stardust @ Home.
En agosto de 2014, se anunciaron siete partículas de polvo interestelar, las primeras muestras de polvo de estrellas fuera del sistema solar. Los plumeros encontraron dos partículas. Incluso ahora, los científicos apenas están comenzando a comprender la naturaleza de estas partículas, algunas de las cuales son "esponjosas" como copos de nieve y pueden provenir de una explosión de supernova hace millones de años.
Génesis
Nos estábamos preparando para la parte más deliciosa de la caminata durante una hora y media cuando Judine Alton preguntó si necesitábamos usar el baño (olvidé preguntar antes). Afortunadamente, no es necesario.
La NASA almacena las muestras más sensibles en el laboratorio Génesis, que se mantiene limpio de acuerdo con los protocolos más estrictos del centro espacial. El Laboratorio Génesis almacena partículas del viento solar, pequeñas piezas del Sol que contienen pistas sobre la composición de la nebulosa solar cuando los planetas se estaban formando.
Esa mañana nos dijeron que no debíamos usar anillos de boda ni desodorante. En el pasillo nos pusimos guantes, cubrezapatos y redecillas. En el “camerino” nos pusieron máscaras, trajes de cuerpo entero, gorros, botas especiales y un segundo par de guantes. También tomaron mi cuaderno y me dieron papel "limpio", y dentro también obtuve un bolígrafo Sharpie "limpio". Nuestro equipo de fotografía también pasó por una limpieza: tuvimos que pasar varios minutos limpiando lentes y trípodes con toallitas con alcohol hasta que los científicos estuvieron seguros de que los dispositivos estaban lo suficientemente libres de polvo.
Después de todo esto, preguntamos cuántos visitantes recibió el laboratorio. “No acepto gente”, dijo Alton, el curador del laboratorio. - Ustedes son especiales. Esto se debe principalmente a que la gente está sucia.
En 2001, la nave espacial Genesis de la NASA viajó al espacio hasta el punto L1 Lagrange, en el que la gravedad entre la Tierra y el Sol está equilibrada. Durante más de dos años, las matrices del aparato han estado recolectando iones que fluyen desde la capa exterior del Sol. Los filtros se han desarrollado a partir de una variedad de purezas de materiales, que incluyen aluminio, zafiro, germanio, silicio, oro y carbono amorfo similar al diamante, para recolectar diferentes tipos de viento solar.
Se creía que la nave espacial sería capaz de recolectar miles de millones de partículas solares, igual en peso a unos pocos granos de sal, y luego ir a la Tierra. Pero durante la fase final del regreso, el sistema de paracaídas de la aeronave falló y cayó en el desierto de Utah a una velocidad catastrófica de 300 km / h.
Se suponía que este era el final. Para la mayoría de la experimentación, esto significaría el final del juego. Pero las partículas de viento solar capturadas estaban entre 40 y 100 nanómetros por debajo de la superficie. Los científicos, incluido Alton, han descubierto que pueden salvar algunas de las partículas si limpian a fondo los filtros que sobrevivieron al impacto con la Tierra.
En resumen, los científicos se han adaptado. En una habitación limpia y bien iluminada, Carla González nos mostró exactamente cómo colocar un chorro de agua ultrapura sobre un filtro de muestra que gira a varios miles de revoluciones por minuto. Después de 15 minutos, el agua limpió la suciedad y los desechos espaciales del filtro. Este proceso tampoco dejó disolventes. En los diez años transcurridos desde el regreso de Génesis a la Tierra, Alton, González y otros han limpiado y clasificado más de 2,000 muestras, muchas de las cuales están disponibles para su estudio por parte de los científicos.
Los científicos lograron la mayoría de los objetivos de investigación de la misión, incluido el sorprendente descubrimiento de que el Sol tiene más oxígeno-16, el isótopo más abundante, que la Tierra. Esta divergencia ha llevado a los científicos a investigar cómo este oxígeno salió del Sol durante los primeros millones de años de su existencia, lo que ha llevado a nuevos hallazgos sobre la naturaleza y el desarrollo del sistema solar primitivo.
Cuando llegamos al final de nuestro recorrido en un laboratorio impecable, González sacó un filtro con muestras de agua ultrapura. Pregunté si era posible comerlo ahora si estaba tan limpio. "Creo que puedes", respondió Alton. "Pero me romperías el corazón si hicieras eso".
Piedras lunares
Ryan Ziegler sonrió ampliamente, su rostro redondo perfectamente enfatizado por la gorra limpia que cubría su cabeza cuando nos encontramos frente a la puerta brillante de varias toneladas de la bóveda del banco. “Bueno, chicos, he dejado lo mejor para el final”, dijo. Ziegler está estudiando rocas lunares en el Centro Espacial Johnson para comprender mejor cómo se formó la luna. También supervisa las muestras de Apolo y organizó nuestro recorrido por el Laboratorio de Astromateriales de la NASA.
Ahora estábamos parados frente a la bóveda que contenía dos tercios de todas las piedras lunares del mundo.
Y luego entramos. Construido en 1979, este edificio alberga las colecciones Apollo 11 a Apollo 17, que se encuentran en gabinetes de acero inoxidable separados. Los astronautas trajeron unas 2.200 muestras durante seis misiones Apolo. Aunque el 85% de la colección permanece en perfectas condiciones, actualmente se rastrean más de 100,000 piedras lunares. "La vigilancia general de la NASA permite solicitar una muestra específica en cualquier momento y se puede encontrar", explicó Ziegler.
Había algo extraterrestre en la propia habitación. Las piedras mismas no eran visibles; fueron cuidadosamente empaquetados en contenedores de metal en bolsas de teflón, sellados tres veces en gabinetes que estaban llenos de nitrógeno puro. "Se está haciendo un gran esfuerzo para mantener estos especímenes lunares seguros para las generaciones futuras", dice Ziegler. Y aunque no puedes verlos, puedes sentir la presencia de toneladas de piedras. Una vez estuvieron en la superficie de la luna durante miles de millones de años, y luego fueron recolectados por una docena de manos humanas, levantados de la superficie lunar y cayeron al Océano Pacífico. Y ahora yacen callados de nuevo, ya en esta habitación.
A pesar de las precauciones tomadas, las muestras "abiertas" no se pueden almacenar indefinidamente. Incluso dentro de recipientes herméticos con triple sellado, el nitrógeno ultrapura contiene de 10 a 100 ppb de agua. Las rocas lunares no muestran signos de corrosión, pero aún así el nanómetro o dos superiores ya han sido contaminados. Ziegler nos lleva a uno de los armarios. “Estos nunca se han abierto”, dice. "Estas son tres de nuestras siete muestras no descubiertas". Fueron recolectados en el vacío de la superficie lunar, alojados en tubos sellados al vacío y permanecen así hasta el día de hoy. La NASA los está guardando para un futuro teórico incierto en el que los científicos encontrarán nuevas formas de analizar.
El 70% de todas las rocas lunares se almacenan en esta única habitación. Aproximadamente el cinco por ciento ha sido destruido durante varios procesos de investigación, y otro 15% se almacena en una instalación de almacenamiento de reserva en White Sands, Nuevo México. Johnson Space Center es seguro, y esta instalación está en el segundo piso. Pero el centro espacial está al otro lado de la calle de Clear Lake, que desemboca en la Bahía de Galveston, que desemboca en el Golfo de México. Un huracán de categoría 5 podría destruir esta instalación.
Ziegler nos lleva fuera de la bóveda a una sala de trabajo de tamaño similar donde se guarda el resto de la piedra lunar. Grandes piezas de la Luna se exhiben en gabinetes de acero inoxidable más grandes. Las muestras se devuelven aquí después del estudio: el laboratorio distribuye de 500 a 1000 muestras lunares al año a los científicos para su investigación. También se traen VIP para mostrar las piedras lunares.
Entre las muestras expuestas se encuentra la llamada roca Génesis, que parece estar cubierta de azúcar en polvo. A la tripulación del Apolo 15 se le encomendó la tarea de encontrar solo uno en la roca de anortosita, y lo encontraron cerca de los Apeninos. Con 4.100 millones de años, nacida solo un par de cientos de millones de años después de la formación del sistema solar, la piedra del Génesis ayudó a confirmar la teoría de la formación de la luna después de que la Tierra colisionó con un objeto del tamaño de Marte al comienzo del sistema solar.
Basado en materiales de Ars Technica
