Johnson Space Center Campus 31 n'a pas la grandeur et l'histoire d'une tour de Londres. Il n'y a pas de garde royale à l'extérieur. Pourtant, c'est ici, dans un bâtiment des années 60, que la NASA garde les joyaux de son programme spatial. Dans diverses salles blanches, les conservateurs suivent les météorites de Mars et de la ceinture d'astéroïdes, de la poussière cosmique, des échantillons de vent solaire, des particules de comètes et, bien sûr, des centaines de kilogrammes de roches lunaires. Ars Technica a fait le tour de ce référentiel secret de la NASA et a fait ressortir beaucoup de choses intéressantes, dont nous parlerons.
À la fin du mois de décembre, les représentants de cette ressource ont passé la journée à parcourir les collections d'Object 31, y compris le Genesis Lab, rarement visité. Et bien qu'ils n'aient pas reçu de pierre lunaire à retenir, ils ont fait une visite sans précédent de chaque astromatériau que la NASA a collecté auprès d'autres corps du système solaire et au-delà. Nous avons maintenant l'occasion d'étudier comment la NASA protège ses exemples les plus rares et les plus précieux d'autres mondes. Plus loin à la première personne, l'histoire d'Ars.
Météorites antarctiques
Nous avons d'abord voulu jeter un œil au célèbre rock martien.
Avant d'arriver au laboratoire de météorite de la NASA, nous avons enlevé nos alliances, puis mis des couvre-chaussures, des casquettes chirurgicales et des vêtements blancs. Après le vestiaire, nous avons été transférés dans une petite cellule, dans laquelle une douche d'air nous a enlevé des particules libres - une sorte de simulateur d'ouragan. Enfin, nous nous retrouvons dans une pièce stérile bien éclairée dans laquelle la NASA stocke des astéroïdes que des scientifiques ont collectés en Antarctique.
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Cette collection contient environ 20 000 pierres, mais la plus célèbre d'entre elles est ALH84001. Il y a environ 16 millions d'années, une grande météorite ou un astéroïde de 0,5 à 1 kilomètre de diamètre est tombé à la surface de Mars et a soulevé une rangée de roches dans l'espace à une vitesse dépassant la vitesse de fuite planétaire. L'un d'eux a survolé l'espace et est tombé en Antarctique il y a 13 000 ans. Une équipe de scientifiques, financée par la National Science Foundation, l'a découverte à l'hiver 1984, mais ne savait pas à l'époque que l'astéroïde abritait Mars.
Les Américains étaient loin d'être les premiers à se rendre compte que l'Antarctique est le meilleur endroit au monde pour rechercher des météorites. Les explorateurs japonais y ont marché et les ont ramassés depuis les années 60. Lorsque le géologue de l'Université de Pittsburgh William Cassidy a appris la découverte réussie de toutes sortes de météorites en 1973, il a convaincu la National Science Foundation de financer des expéditions américaines. En 1976, les Américains avaient rattrapé les scientifiques japonais dans ce domaine; et deux ans plus tard, un laboratoire de la NASA a été créé pour stocker ces échantillons.
Bien que le flux de météorites en Antarctique ne soit pas différent des ruisseaux partout ailleurs dans le monde, le climat de ce continent est aride et froid, avec presque aucun peuple, ce qui aide les météorites à rester intactes. La géographie aide aussi. Alors que d'énormes nappes de glace flottent du pôle Sud, elles entrent en collision avec les montagnes transantarctiques, une crête de 3 500 kilomètres de haut qui s'étend à travers le continent. Les météorites tombent dans la région polaire large et plate et sont absorbées par ce ruisseau, qui s'arrête après avoir atteint les montagnes.
«Lorsque cette glace apparaît, la bonne combinaison d'altitude et de température crée une zone d'ablation pour la glace et les météorites restent en dessous», explique Kevin Reiter, planétologue et conservateur de la météorite antarctique. "Il y a des zones sur la crête avec une concentration incroyable de météorites."
Les roches restent gelées jusqu'à ce qu'elles atteignent le laboratoire de Houston. Cela empêche la rouille et l'altération minérale qui peuvent se produire à des températures plus élevées. Une fois au laboratoire, les pierres fondent dans un environnement chaud et sec, d'où l'humidité est rapidement éliminée. Les pierres sont ensuite stockées dans des armoires à azote pour éviter une oxydation supplémentaire.
Dix ans après que les scientifiques ont découvert ALH84001, ils se sont rendu compte que celui-ci et une douzaine d'autres météorites similaires venaient presque certainement de Mars, car ils contiennent des traces de gaz inhérentes à l'atmosphère de Mars.
Cela a conduit à un regain d'intérêt inattendu de la part des laboratoires. Lorsque Dave McKay et d'autres scientifiques du Johnson Space Center ont examiné la roche, ils ont découvert de minuscules caractéristiques étranges qui ressemblaient à des fossiles ressemblant à des vers. Sur la base de cette découverte, un article a été publié dans Science en 1996 dans lequel les scientifiques ont annoncé la découverte de preuves de l'existence d'une vie ancienne sur Mars. Du jour au lendemain, le laboratoire de recherche sur les météorites antarctiques est devenu l'un des endroits les plus chauds du monde. Les scientifiques et les journalistes se sont affrontés pour entrer.
Aujourd'hui, avec les rovers de la NASA grattant toute la surface de Mars, il peut sembler que la recherche de nouvelles roches martiennes en Antarctique, où elles ont été exposées à l'atmosphère terrestre pendant des milliers d'années, serait inutile pour la science. Mais ce n'est pas vrai, dit Reiter.
«Les météorites martiennes sont d'un grand intérêt», explique-t-il. - Nous avons reçu beaucoup d'informations utiles sur Mars de la part de rovers, et une grande attention est accordée à la recherche de preuves de l'existence d'eau liquide, de volatiles et de tout ce qui peut être associé à la vie. Cependant, lorsque nous collectons des roches martiennes ici sur Terre, il n'y a pas beaucoup de preuves dans ces météorites pour indiquer de tels processus. Par conséquent, nous pensons qu'il nous manque une partie importante de la diversité des roches de Mars dans notre collection. Si nous trouvions réellement un morceau de sédiment de Mars, il pourrait y avoir beaucoup plus de mesures sur Terre en laboratoire que les missions robotiques ne le permettraient.
En plus des roches martiennes, la NASA possède des centaines de météorites du grand astéroïde ouest, et certaines seraient issues d'autres corps de la ceinture de l'astéroïde. Il y a aussi des météorites de la Lune, et Reiter dit qu'elles offrent une variété précieuse sur notre échantillon de six sites d'atterrissage lunaire. Il existe également plusieurs dizaines de météorites «errantes», lieu d'origine que les scientifiques ne peuvent pas retracer. Il est possible que l'un d'eux soit né sur Vénus ou Mercure. La recherche de nouvelles météorites intéressantes est la raison pour laquelle les scientifiques reviennent en Antarctique chaque novembre.
Quant à ALH84001, Reiter a reçu la météorite emballée en un rien de temps. «Ça y est», dit-il pour que nous comprenions l'ampleur de la livraison. "Un gros morceau de roche." Et il y avait un gros morceau de roche. Peu de temps après avoir été publié dans Science, la plupart de la communauté scientifique a proposé une explication différente et plus acceptable pour les petits tunnels fossiles. Cette pierre est sans vie aujourd'hui et l'a probablement toujours été.
Mais la recherche continue. Si l'univers doit apporter des morceaux d'autres mondes sur Terre, le moins que nous puissions faire est d'aller les chercher.
Comètes et poussière d'étoiles
Il était debout sur la table, juste en face de nous. Il y a onze ans, ce réseau de 132 tuiles remplies d'aérogel en forme de raquette de tennis a traversé le coma de la comète Wilde 2. Après avoir passé 400 kilomètres du noyau de la comète, le réseau a d'abord capturé de minuscules morceaux de la comète. Le vaisseau spatial Stardust est ensuite revenu sur Terre avec succès en 2006. Aujourd'hui, près de dix ans plus tard, les scientifiques continuent de scruter chaque carreau à la recherche de particules de poussière emprisonnées dans l'aérogel.
L'aérogel lui-même est presque une substance magique. Cela ressemble à de la fumée gelée. Avec une densité 1000 fois inférieure à celle du verre, c'est presque de l'air. Mais il est parfait pour arrêter les particules plus petites qu'un grain de sable qui voyagent six fois plus vite qu'une balle de fusil. Les particules créent des traînées lorsqu'elles traversent l'aérogel jusqu'à ce qu'elles s'arrêtent mais soient complètement détruites.
Ron Bastien, Stardust Lab Manager, a préparé l'une des tuiles à démontrer lors de notre visite. «Si vous le regardez de près, vous pouvez voir cette ligne le traverser, c'est là qu'une petite particule frappe l'aérogel et se fraye un chemin à travers lui», dit-il. "Si vous regardez au bas de cette piste, il y aura une particule." Une particule de comète maintenant à des centaines de millions de kilomètres.
Le matériau des comètes a été étudié par des dizaines de groupes de recherche. À leur grande surprise, ils ont découvert que les comètes se forment simultanément dans des conditions glaciales et chaudes. Les scientifiques savent depuis longtemps que la glace des comètes se forme sur le bord froid du système solaire au-delà de l'orbite de Neptune, mais ils ont maintenant réalisé qu'un noyau rocheux se forme beaucoup plus près du soleil.
Ils en sont conscients car certaines des particules collectées par Stardust étaient blanches et irrégulières. On pense que ces inclusions de calcium-aluminium se sont formées très près de la surface du soleil dans le feu de la création du système solaire. Ils font partie des matériaux les plus anciens du système solaire, vieux de près de 4,56 milliards d'années. Et maintenant, les scientifiques les ont trouvés dans des comètes qui ont voyagé jusqu'à Pluton et au-delà. Cela donne aux scientifiques une confiance supplémentaire dans le fait que l'étude des comètes est l'étude des capsules temporelles, ce qui en dira long sur les temps de formation du système solaire.
Le plateau d'aérogel ayant été fourni à la comète pendant un temps relativement court, la mission Stardust disposait d'un deuxième plateau de tuiles, juste en cas d'incendie.
Au cours de son vol prolongé vers et depuis la comète Wilde 2, le vaisseau spatial a utilisé ce deuxième plateau pour collecter la poussière interstellaire. Contrairement au puissant flux de particules cométaires, les scientifiques s'attendaient à ne collecter que quelques minuscules particules interstellaires, d'une taille de microns, se précipitant vers le système solaire sous différents angles. Ainsi, lorsque le vaisseau spatial est revenu sur Terre, les scientifiques ont été invités à trouver ces particules.
Le laboratoire Stardust a installé des microscopes à balayage automatique qui ont pris des photos du collecteur interstellaire, et les scientifiques ont invité le public - «plumeau» - à aider à trouver des traces de particules dans des carreaux individuels dans le cadre du projet Stardust @ Home.
En août 2014, sept particules de poussière interstellaires ont été annoncées, les premiers échantillons de poussière d'étoiles en dehors du système solaire. Les dasters ont trouvé deux particules. Même maintenant, les scientifiques commencent tout juste à comprendre la nature de ces particules, dont certaines sont "pelucheuses" comme des flocons de neige et pourraient provenir d'une explosion de supernova il y a des millions d'années.
Genèse
Nous nous préparions pour la partie la plus délicieuse de la promenade pendant une heure et demie lorsque Judine Alton a demandé si nous devions utiliser les toilettes (j'ai oublié de demander plus tôt). Heureusement, pas nécessaire.
La NASA stocke les échantillons les plus sensibles dans le laboratoire Genesis, qui est maintenu propre selon les protocoles les plus stricts du centre spatial. Le laboratoire de la Genèse stocke les particules du vent solaire, de minuscules morceaux du Soleil qui contiennent des indices sur la composition de la nébuleuse solaire lorsque les planètes venaient de se former.
On nous a dit ce matin-là de ne pas porter d'alliances ni d'utiliser de déodorant. Dans le couloir, nous mettons des gants, des couvre-chaussures et des filets à cheveux. Dans le «vestiaire», on nous a mis des masques, des combinaisons intégrales, des chapeaux, des bottes spéciales et une deuxième paire de gants. Ils ont également pris mon cahier et m'ont donné du papier «propre» - et à l'intérieur j'ai aussi eu un stylo Sharpie «propre». Notre équipement photographique a également subi un nettoyage: nous avons dû passer plusieurs minutes à essuyer les objectifs et les trépieds avec des lingettes alcoolisées jusqu'à ce que les scientifiques soient sûrs que les appareils étaient suffisamment exempts de poussière.
Après tout cela, nous avons demandé combien de visiteurs le laboratoire a reçu. «Je n'accepte pas les gens», a déclaré Alton, le conservateur du laboratoire. - Vous êtes spéciaux. C'est principalement parce que les gens sont sales."
En 2001, le vaisseau spatial Genesis de la NASA est allé dans l'espace jusqu'au point L1 de Lagrange, où la gravité entre la Terre et le Soleil est équilibrée. Depuis plus de deux ans, les réseaux de l'appareil collectent des ions provenant de la couche externe du Soleil. Les filtres ont été développés dans diverses puretés de matériaux, notamment l'aluminium, le saphir, le germanium, le silicium, l'or et le carbone amorphe de type diamant, pour collecter différents types de vent solaire.
On pensait que le vaisseau spatial serait capable de collecter des milliards de particules solaires, d'un poids égal à seulement quelques grains de sel, puis d'aller sur Terre. Mais lors de la phase finale du retour, le système de parachute de l'avion est tombé en panne et il est tombé dans le désert de l'Utah à une vitesse catastrophique de 300 km / h.
C'était censé être la fin. Pour la plupart des expériences, cela signifierait la fin du jeu. Mais les particules du vent solaire capturées se trouvaient entre 40 et 100 nanomètres sous la surface. Les scientifiques, y compris Alton, ont découvert qu'ils pouvaient sauver certaines des particules s'ils nettoyaient soigneusement les filtres qui ont survécu à l'impact avec la Terre.
Bref, les scientifiques se sont adaptés. Dans une pièce propre et bien éclairée, Carla Gonzalez nous a montré exactement comment en plaçant un jet d'eau ultrapure sur un filtre à échantillon tournant à plusieurs milliers de tours par minute. Après 15 minutes, l'eau a éliminé la saleté et les débris spatiaux du filtre. Ce processus n'a également laissé aucun solvant. Au cours des dix années qui ont suivi le retour de Genesis sur Terre, Alton, Gonzalez et d'autres ont nettoyé et classé plus de 2000 échantillons, dont beaucoup sont disponibles pour étude par des scientifiques.
Les scientifiques ont atteint la plupart des objectifs de recherche de la mission, y compris la découverte surprenante que le Soleil a plus d'oxygène-16, l'isotope le plus abondant, que la Terre. Cette divergence a conduit les scientifiques à étudier comment cet oxygène a quitté le Soleil au cours des premiers millions d'années de son existence, ce qui a conduit à de nouvelles découvertes sur la nature et le développement du système solaire primitif.
Alors que nous arrivions à la fin de notre visite dans un laboratoire impeccable, Gonzalez a sorti un filtre avec des échantillons d'eau ultrapure. J'ai demandé s'il était possible de le manger maintenant s'il était si propre. "Je pense que vous pouvez," répondit Alton. «Mais tu me briserais le cœur si tu faisais ça.
Pierres de lune
Ryan Ziegler sourit largement, son visage rond parfaitement mis en valeur par le bonnet propre qui couvrait sa tête alors que nous nous trouvions devant la porte brillante de plusieurs tonnes du coffre-fort. «Eh bien les gars, j'ai gardé le meilleur pour la fin», dit-il. Ziegler étudie les roches lunaires au Johnson Space Center pour mieux comprendre comment la lune s'est formée. Il supervise également les échantillons d'Apollo et a organisé notre visite du laboratoire d'astromatériaux de la NASA.
Nous nous tenions maintenant devant la voûte qui contenait les deux tiers de toutes les roches lunaires du monde.
Et puis nous sommes entrés. Construit en 1979, ce bâtiment abrite les collections Apollo 11 à Apollo 17, logées dans des armoires séparées en acier inoxydable. Les astronautes ont rapporté environ 2200 échantillons au cours de six missions Apollo. Bien que 85% de la collection reste en parfait état, plus de 100 000 pierres de lune sont actuellement suivies. «La surveillance générale de la NASA permet de demander un échantillon spécifique à tout moment et peut être trouvé», a expliqué Ziegler.
Il y avait quelque chose d'extraterrestre dans la pièce elle-même. Les pierres elles-mêmes n'étaient pas visibles; ils ont été soigneusement emballés dans des conteneurs métalliques dans des sacs en téflon, scellés trois fois dans des armoires elles-mêmes remplies d'azote pur. «Il y a beaucoup d'efforts pour garder ces spécimens lunaires en sécurité pour les générations futures», dit Ziegler. Et bien que vous ne puissiez pas les voir, vous pouvez sentir la présence de tonnes de pierres. Une fois qu'ils se sont couchés à la surface de la lune pendant des milliards d'années, ils ont ensuite été recueillis par une douzaine de mains humaines, soulevés de la surface lunaire et sont tombés dans l'océan Pacifique. Et maintenant, ils sont de nouveau couchés tranquillement, déjà dans cette pièce.
Malgré les précautions prises, les échantillons «ouverts» ne peuvent pas être conservés indéfiniment. Même à l'intérieur de récipients hermétiques à triple fermeture, l'azote ultrapur contient 10 à 100 ppb d'eau. Les roches lunaires ne montrent aucun signe de corrosion, mais le nanomètre supérieur ou deux ont déjà été contaminés. Ziegler nous conduit à l'un des placards. «Ceux-ci n'ont jamais été ouverts», dit-il. "Ce sont trois de nos sept échantillons non découverts." Ils ont été collectés dans le vide de la surface lunaire, logés dans des tubes scellés sous vide et le restent à ce jour. La NASA les sauve pour un avenir théorique incertain dans lequel les scientifiques trouveront de nouvelles façons d'analyser.
70% de toutes les roches lunaires sont stockées dans cette seule pièce. Environ cinq pour cent ont été détruits au cours de divers processus de recherche et 15% sont stockés dans une installation de stockage de rechange à White Sands, au Nouveau-Mexique. Le Johnson Space Center est sûr et cette installation se trouve au deuxième étage. Mais le centre spatial se trouve en face de Clear Lake, qui se jette dans la baie de Galveston, qui se jette dans le golfe du Mexique. Un ouragan de catégorie 5 pourrait détruire cette installation.
Ziegler nous conduit hors de la voûte dans une salle de travail de taille similaire où le reste de la pierre de lune est conservé. De gros morceaux de la Lune sont exposés dans de plus grandes armoires en acier inoxydable. Les échantillons sont retournés ici après étude - le laboratoire distribue de 500 à 1000 échantillons lunaires par an aux scientifiques pour la recherche. Des VIP sont également amenés ici pour montrer les pierres de lune.
Parmi les échantillons exposés, il y a le soi-disant rocher Genesis, qui semble être recouvert de sucre en poudre. L'équipage d'Apollo 15 a été chargé d'en trouver un seul dans la roche anorthosite, et ils l'ont trouvé près des Apennins. Âgée de 4,1 milliards d'années, née à peine quelques centaines de millions d'années après la formation du système solaire, la pierre de la Genèse a contribué à confirmer la théorie de la formation de la lune après la collision de la Terre avec un objet de la taille de Mars au tout début du système solaire.
Basé sur des matériaux d'Ars Technica
