NASA-forskare öppnade ett orört sten- och jordprov från månen som återvände till jorden på Apollo 17, För första gången på mer än 40 år har ett orördt prov av sten och regolit från Apollo-eran öppnats. Det sätter scenen för forskare att öva tekniker för att studera framtida prover som samlats in på Artemis-uppdrag.

Provexemplaret, öppnade 5 nov. i Lunar Curation Laboratory vid byråns Johnson Space Center i Houston, samlades på månen av Apollo 17-astronauterna Gene Cernan och Harrison "Jack" Schmitt, som körde ett 4-centimeter brett rör in i månens yta för att samla in det och ett annat prov planerat att öppnas i januari. Provet öppnades som en del av NASA:s Apollo Next-Generation Sample Analysis (ANGSA) initiativ, som utnyttjar avancerad teknik för att studera Apollo-prover med hjälp av nya verktyg som inte var tillgängliga när proverna ursprungligen returnerades till jorden.

"Vi kan göra mätningar idag som helt enkelt inte var möjliga under åren av Apollo-programmet, sa Dr Sarah Noble, ANGSA-programforskare vid NASA:s högkvarter i Washington. "Analysen av dessa prover kommer att maximera vetenskapens avkastning från Apollo, samt möjliggöra för en ny generation av forskare och curatorer att förfina sina tekniker och hjälpa till att förbereda framtida upptäcktsresande för månuppdrag som förväntas under 2020-talet och framåt."

Sedan Apollo-eran, alla prover som returnerades till jorden har noggrant lagrats i laboratoriet för att bevara dem för framtida generationer. De flesta prover har studerats väl, och många är föremål för pågående forskning. Dock, NASA tog också beslutet att hålla några prover helt orörda som en investering i framtiden, så att de kan analyseras med mer avancerad teknik allt eftersom de utvecklas. Dessa inkluderar prover som förblev förseglade i sina originalförpackningar, samt vissa lagrade under särskilda förhållanden, alla avsedda att öppnas och analyseras med mer avancerad analysteknik än vad som var tillgängligt under Apollo.

De oöppnade Apollo-proverna samlades på Apollo 15, 16 och 17 uppdrag. Två av dessa prover, 73002 och 73001, båda samlade på Apollo 17, kommer att studeras som en del av ANGSA. Framsteg inom tekniker som icke-förstörande 3-D-bilder, masspektrometri och mikrotomi med ultrahög upplösning kommer att möjliggöra en samordnad studie av dessa prover i en aldrig tidigare skådad skala.

Proverna 73002 och 73001 är en del av ett två fot långt "drivrör" av regolit (sten och jord) som samlats in från en jordskredavsättning nära Lara-kratern vid Apollo 17-platsen. Proverna bevarar den vertikala skiktningen i månens jord, information om jordskred på luftlösa kroppar som månen, och ett register över de flyktiga ämnen som fångades i månregolit, kanske till och med de som flyr från månen längs Lee-Lincoln Scarp, ett fel på Apollo 17-platsen.

"Att öppna dessa prover nu kommer att möjliggöra nya vetenskapliga upptäckter om månen och kommer att tillåta en ny generation av forskare att förfina sina tekniker för att bättre studera framtida prover som returneras av Artemis-astronauter, sa Francis McCubbin, NASA:s astromaterialkurator på Johnson. "Vår vetenskapliga teknik har förbättrats avsevärt under de senaste 50 åren och forskare har en möjlighet att analysera dessa prover på sätt som tidigare inte varit möjliga."

Två prover, Två processer

Prov 73002, som har förblivit oöppnad men inte förseglad under vakuum sedan den fördes till jorden, var det första provet som extruderades från sin behållare den 5 november. Provbehandlare på Johnson kommer att tillbringa de kommande månaderna med att bearbeta provet och distribuera delar av det till ANGSA:s vetenskapsteam för analys.

För att hjälpa till att öppna provet, forskare har använt röntgen datortomografi (XCT) gjord vid University of Texas Austin för att spela in en högupplöst 3D-bild av regoliten i röret. Avbildningen hjälper processorerna när de utvecklar strategier för att ta bort provet för dissektion och distribution till forskarlag, samt att hjälpa forskare att förstå provets struktur innan behållaren öppnas. Det kommer också att skydda ömtåliga jordkomponenter från skador under öppning och bearbetning, och ger detaljerade bilder av enskilda korn och mindre prover som kallas rocklets.

Efter röntgenskanning, proverna tas bort från röret med hjälp av specialverktyg inuti ett handskfack fyllt med ultrarent torrt kväve, och delas sedan in i en kvartstumssegment för att tillåta forskare att förstå variationen som observeras längs kärnans längd. Detta är första gången NASA har bearbetat ett drivrör som detta på över 25 år, och curation scientists har arbetat hårt under de senaste månaderna med att repetera processen.

"Jag växte upp på berättelserna om Apollo, de inspirerade mig att göra en karriär i rymden och nu har jag en möjlighet att bidra till studierna som möjliggör nästa uppdrag till månen, sa Charis Krysher, månprovsprocessorn som kommer att öppna prov 73002. "Att vara den som öppnar ett prov som inte har öppnats sedan det samlades in på månen är en sådan ära och ett stort ansvar, vi berör historien."

Prov 73001, som öppnar i början av 2020, förseglades på månen i en speciell kärnprovsvakuumbehållare och placerades sedan i en annan vakuumbehållare och förseglades på jorden. Det provet kommer att öppnas när forskarna har finjusterade planer för att fånga upp de gaser från månen som samlas in i behållaren tillsammans med själva provet. När den väl tagits bort, den kommer att bearbetas i ett handskfack och delas med forskarlag som valts ut för ANGSA-forskningen.

Artemis Generation och UNM:s koppling

Utforskning av månen av astronauter i Artemis-programmet kommer att möjliggöras genom att använda månens resurser, inklusive vattenis som kan användas för att göra raketbränsle eller syre att andas. Att studera dessa oöppnade prover kan göra det möjligt för forskare att få insikt om ursprunget till månens polära isavlagringar, såväl som andra potentiella resurser för framtida utforskning. De kommer också att få en bättre förståelse för hur väl Apollo-verktyg fungerade, som kommer att hjälpa till med verktygsdesign för framtida månuppdrag.

"Fynden från dessa prover kommer att ge NASA nya insikter om månen, inklusive historien om nedslag på månens yta, hur jordskred sker på månens yta, och hur månskorpan har utvecklats över tiden, " sa Charles "Chip" Shearer, vetenskap medledare för ANGSA och professor vid University of New Mexicos Institute of Meteoritics (IOM) och Department of Earth and Planetary Sciences (E&PS), som har varit en förespråkare för detta initiativ i mer än ett decennium.

"Denna forskning kommer att hjälpa NASA att bättre förstå hur flyktiga reservoarer utvecklas, utvecklas och interagerar på månen och andra planetariska kroppar. Det är spännande att få denna vision att gå i uppfyllelse, " han lade till.

Ytterligare medlemmar i UNM-teamet inkluderar:James Papike, Steve Simon, Zach Sharp, Michael Cato, Adrian Brearley och Karen Ziegler, alla är medlemmar i IOM och E&PS. Schmitt, från Albuquerque, är den ensamma geologen bland Apollo-astronauterna och månmodulpiloten för Apollo 17 som samlade in prov 73002. Han är också aktivt involverad i UNM:s vetenskapsteam.

Under den preliminära undersökningen av dessa oöppnade Apollo-prover, flera generationer av vetenskapsmän, ingenjörer, och curatorer kommer att arbeta tillsammans för att studera proverna. Lagmedlemmar, som har lång erfarenhet från NASA och några av dem ingick i de ursprungliga teamen för att först studera Apollo-prover, kommer att arbeta med yngre teammedlemmar i ett verkligt samarbete mellan tidigare och nuvarande generationer av månutforskare.

"Kurationsteamet vid Johnson Space Center var felfritt i att öppna kärnprovet under en tvådagarsperiod, ", sa Shearer. "Detta ger en viktig länk mellan den första generationens månutforskare från Apollo och framtida generationer som kommer att utforska månen och därefter med Artemis."

Om cirka 2-3 veckor, UNM kommer att få sina första prover som initialt kommer att analyseras i Center for Stable Isotopers (CSI).

Eftersom dessa prover samlades in, NASA har fortsatt att studera jordens närmaste granne genom uppdrag som Lunar Reconnaissance Orbiter och har nu en otrolig mängd data om månens yta, miljö och sammansättning. Under Artemis, byrån kommer att skicka en svit av nya vetenskapliga instrument och teknikdemonstrationer för att studera månen innan astronauter landar på månens yta senast 2024, och etablera en varaktig närvaro senast 2028.

Nästa kärna som ska öppnas kommer att vara lite svårare eftersom den ligger i flera behållare. Shearer och Sharp tillsammans med teammedlemmar från andra institutioner arbetar på verktygen för att öppna och analysera denna andra behållare.

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