当阿波罗 15 号和 17 号任务带着碎片返回地球时1971年和1972年,部分样本被故意搁置为将来。
半个世纪过去了,这些样本终于得到了研究。
2019 年,在即将到来的阿耳忒弥斯登月任务后不久宣布, 九个研究小组选择分析阿波罗任务带回的未受影响的岩石和土壤。
一些真空密封的样品以前从未在地球上被打开过。 其他的自五十年前到达以来就被小心地存放在冰箱里。
将这些珍贵的货物从德克萨斯州运送到美国宇航局全国各地的实验室需要多年的准备工作。
必须在马里兰州戈达德太空飞行中心建造一个特殊设施来存放月球样本,花了四年时间才建成。
直到现在,研究人员才终于开始分析阿波罗任务中长期保存的宝藏,为阿尔忒弥斯任务做准备。
“当你想到这些样本是如何来自另一个世界、它们走了多远以及它们内部保存的太阳系历史时,这总是让我大吃一惊,”说行星科学家娜塔莉·柯兰(Natalie Curran)正在戈达德研究月球样本。
Curran 正在分析的一些月球碎片在 1972 年抵达地球时被冻结,需要在精确的条件下保存。
为了处理这些珍贵的样本,研究人员必须进入温度为 -20 摄氏度(4 华氏度)的步入式冷冻柜,并将手臂伸入氮气净化的手套箱中。 只有当他们的手戴上厚厚的橡胶手套时,他们才能触摸月球岩石。
“我们所做的一切都涉及大量的物流和基础设施,但加上寒冷,事情就变得更加困难,”说天体材料研究员瑞安·齐格勒(Ryan Zeigler)帮助策划了实验室的处理方法。
“这对阿耳忒弥斯来说是一个重要的学习教训,因为能够在寒冷中处理样本对于阿耳忒弥斯任务来说比阿波罗任务更重要。这项工作为我们提供了一些经验教训,并为阿耳忒弥斯提供了良好的前馈。”
冷冻阿波罗 17 号样本在氮气净化的手套箱内进行处理。 (美国宇航局/罗伯特·马科维茨)
柯兰是戈达德大西洋中部惰性气体研究实验室的首席研究员,该实验室正在将月球样本视为时间胶囊。
研究小组正在利用惰性气体来测量月球表面的碎片暴露在宇宙射线下的时间。 这些知识可以帮助揭示月球上的条件如何随着时间的推移而变化。
“宇宙射线可能会损坏样品中可能存在的有机物质,因此了解持续时间有助于确定暴露对有机物质的影响,”解释库兰.
戈达德天体生物学分析实验室的另一组研究人员正在研究月球样本是否含有挥发性有机化合物以及其浓度。
20世纪70年代的早期研究发现一些月球岩石含有氨基酸,氨基酸是地球上生命的重要组成部分。 但从那时起,技术和我们对天体生物学的理解已经有了很大的进步。
“我们认为月球土壤中的一些氨基酸可能是由前体分子形成的,这些前体分子是更小、更易挥发的化合物,例如甲醛或氰化氢,”解释杰米·埃尔西拉 (Jamie Elsila),天体生物学分析实验室的研究员。
“我们的研究目标是识别和量化这些小的有机挥发性化合物以及任何氨基酸,并利用这些数据来了解月球的生命起源之前的有机化学。”
美国宇航局的研究人员还将比较冷冻月球样本和未冷冻样本之间的差异,看看从长远来看哪种保存方法更好。
这些发现最终将为未来处理月球样本提供信息,这些样本将通过阿耳忒弥斯任务带回。
毫无疑问,一些样本将被搁置以备将来使用,届时改进的技术可以帮助我们看到以前没有注意到的东西。
“想到在月球上收集样本所进行的所有工作,以及为保存这些样本以便我们此时能够进行分析而付出的所有深思熟虑和关怀,真是太酷了,”说艾尔西拉。
有关 Apollo 下一代样品分析计划的更多信息,请参见这里。