Wissenschaftler beginnen mit der Untersuchung von 50 Jahre alten gefrorenen Apollo-17-Proben

Wissenschaftler des Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, erhielten kürzlich Proben der Mondoberfläche, die in einem Gefrierschrank im Johnson Space Center der NASA in Houston aufbewahrt wurden, seit Apollo 17-Astronauten sie im Dezember 1972 zur Erde zurückgebracht hatten.

Diese Forschung ist Teil des Apollo Next Generation Sample Analysis Program oder ANGSA, einem Versuch, die vom Apollo-Programm zurückgegebenen Proben vor den bevorstehenden Artemis-Missionen zum Südpol des Mondes zu untersuchen.

Der Prozess, die Proben von Johnson zu Forschern in Goddard zu bringen – sowie zu Forschern des Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley, des Naval Research Laboratory in Washington, DC, und der University of Arizona, Tucson – war jedoch nicht einfach . Es ist ein Prozess, der vor mehr als vier Jahren begann, als Julie Mitchell von der NASA und ihr Artemis-Kurationsteam bei Johnson damit begannen, eine Anlage zur Verarbeitung der gefrorenen Proben von Apollo 17 zu entwerfen und nachzurüsten. Dies war ein neuer Ansatz, und die Wissenschaftler waren begeistert, eine Technik anzuwenden, die auf zukünftige Mondmissionen angewendet werden könnte.

„Wir haben Anfang 2018 damit begonnen und es gab viele technische Herausforderungen, die wir überwinden mussten, um an diesen Punkt zu gelangen“, sagte Mitchell. „Dies wurde als Übungslauf zur Vorbereitung einer Anlage für die zukünftige Kaltprobenverarbeitung angesehen.“

„Durch diese Arbeit erleichtern wir nicht nur die Erforschung von Artemis, sondern auch die zukünftige Rückgabe von Proben und die Erforschung des Rests des Sonnensystems durch Menschen“, fügte Mitchell hinzu. „Ich fühle mich sehr privilegiert, auf diese kleine Weise einen Beitrag zu leisten, indem wir die Möglichkeiten entwickeln, diese Materialien zu sammeln, sie sicher nach Hause zu bringen und sie langfristig zu kuratieren.“

Sobald die Einrichtung fertig war, mussten sich Ryan Zeigler, Apollo-Probenkurator in der Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) Division bei Johnson, und sein Team an die einzigartigen Bedingungen anpassen, die von Mitchells Team entwickelt wurden, um die Proben während der Verarbeitung eingefroren zu halten verminderte Sichtbarkeit aufgrund von Frost und Herausforderungen bei der Handhabung der Proben beim Arbeiten mit dicken Handschuhen in einem mit Stickstoff gespülten Handschuhfach, die alle in einem begehbaren Gefrierschrank bei minus 4 Grad Fahrenheit (minus 20 C) stattfanden. Die Fähigkeit, Proben gefroren zu halten, wird für Artemis wichtig sein, da Astronauten möglicherweise Eisproben vom Südpol des Mondes zurückbringen.

„Alles, was wir tun, erfordert viel Logistik und viel Infrastruktur, aber die zusätzliche Kälte macht es viel schwieriger“, sagte Zeigler. „Es ist eine wichtige Lektion für Artemis, da die Möglichkeit, Proben in der Kälte zu verarbeiten, für die Artemis-Mission noch wichtiger sein wird als für Apollo. Diese Arbeit gibt uns einige Erkenntnisse und einen guten Impuls für Artemis.“

Nachdem die gefrorenen Proben von Jeremy Kent, dem Verarbeiter von Mondproben, in Johnson verarbeitet und unterteilt worden waren, wurden die Proben in einem Kühler mit Trockeneis per Express versendet, sofort in Goddard geöffnet und in einem sicheren Gefrierschrank gelagert. Für die Wissenschaftler, die jetzt mit den Schätzen arbeiten, ist es etwas Besonderes, Proben zu erhalten, die seit fast fünf Jahrzehnten nicht mehr untersucht wurden.

Jamie Elsila, eine Forschungswissenschaftlerin im Astrobiology Analytical Laboratory in Goddard, konzentriert sich für ihre Forschung und Analyse der Probe auf die Untersuchung kleiner, flüchtiger organischer Verbindungen. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass einige Mondproben Aminosäuren enthalten, die für das Leben auf der Erde unerlässlich sind. Ihr Team will ihren Ursprung und ihre Verbreitung im Sonnensystem verstehen.

„Wir glauben, dass sich einige der Aminosäuren in den Mondböden aus Vorläufermolekülen gebildet haben könnten, bei denen es sich um kleinere, flüchtigere Verbindungen wie Formaldehyd oder Blausäure handelt“, sagte Elsila. „Unser Forschungsziel ist es, diese kleinen organischen flüchtigen Verbindungen sowie alle Aminosäuren zu identifizieren und zu quantifizieren und die Daten zu nutzen, um die präbiotische organische Chemie des Mondes zu verstehen.“

Natalie Curran, Hauptforscherin des Mid Atlantic Noble Gas Research Lab in Goddard, konzentriert sich darauf, die Geschichte zu verstehen, die die Proben während ihres Lebens auf dem Mond erlebt haben könnten. Die Oberfläche des Mondes ist eine raue Umgebung, und im Gegensatz zur Erde hat sie keine Atmosphäre, die sie vor dem Weltraum schützt.

„Unsere Arbeit ermöglicht es uns, Edelgase wie Argon, Helium, Neon und Xenon zu verwenden, um die Dauer zu messen, die eine Probe kosmischer Strahlung ausgesetzt war, und dies kann uns helfen, die Geschichte dieser Probe zu verstehen“, sagte Curran. „Kosmische Strahlung kann organisches Material schädigen, das sich möglicherweise in einer Probe befindet, daher hilft das Verständnis der Dauer, die Auswirkungen zu bestimmen, die die Exposition auf das Organische hatte.“

Sowohl Elsila als auch Curran sind im Besitz von gefrorenen und nicht gefrorenen Mondproben. Als diese Proben zur Erde gebracht wurden, wurde ein Teil bei Raumtemperatur gelagert und ein anderer Teil eingefroren, was einen Vergleich zwischen den beiden Gruppen ermöglichte. Wissenschaftler werden beide Probensätze analysieren, um festzustellen, ob es Unterschiede im organischen Gehalt gibt. Das Verständnis von Variationen, die durch die verschiedenen Kurationsmethoden verursacht werden, könnte zukünftige Entscheidungen darüber beeinflussen, wie von Artemis-Astronauten zurückgegebene Proben aufbewahrt werden sollen, was Teil dessen ist, was das ARES-Team bei Johnson tun wird.

Für Elsila „ist es sehr cool, an all die Arbeit zu denken, die in das Sammeln der Proben auf dem Mond geflossen ist, und dann an all die Voraussicht und Sorgfalt, die in die Erhaltung dieser Proben geflossen sind, damit wir sie zu diesem Zeitpunkt analysieren können“, bemerkte sie.

Was Curran betrifft, „wenn Sie daran denken, wie diese Proben aus einer anderen Welt gekommen sind, wie weit sie gereist sind und welche Geschichte des Sonnensystems sie in ihnen bewahrt haben, dann bin ich immer wieder überwältigt“, fügte sie hinzu.