Ett NASA-team skannade dessa terrestra stenprover, alla mäter två till fyra tum i diameter, att undersöka möjligheter för framtida användning i rymden av oförstörande utvärderingstekniker. De två bergproverna på botten är från jordens nyaste vulkanö i kungariket Tonga; provet längst upp till vänster från kilometers djup innehåller stora gröna olivinkristaller och kom från Oahu på Hawaii. Provet uppe till höger är en 3,7 miljoner år gammal slagsmältbreccia från Elgygytgyns nedslagskrater i Sibirien. Kredit:NASA/W. Hrybyk
Ett diagnostiskt verktyg, liknar i teorin de som används av läkarkåren för att icke-invasivt avbilda inre organ, ben, mjukvävnad, och blodkärl, kan vara lika effektiva för att "triagera" utomjordiska stenar och andra prover innan de skickas till jorden för vidare analys.
I ett försök att hitta kreativ användning av teknik för framtida robot- och mänskliga uppdrag till månen, Mars, och asteroider, NASA-ingenjören Justin Jones använde en industriell röntgendatortomografi, eller CT, skanner vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, att utvärdera vulkaniska stenar från en nybildad ö i södra Stilla havet och andra exemplar inkapslade i tjocka glas- och metallinneslutningar.
"Tänk dig att ta något så stort och skala ner det till brödlådans storlek, sedan förbereda utrustningen för att vara rymdfärdsvärd, "Sa Jones, hänvisar till skannern som upptar ett litet rum inne i Goddards icke-förstörande utvärdering, eller NDU, Laboratorium. "Sådana instrument skulle kunna testas på den internationella rymdstationen och sedan övergå till en framtida djuprymdport där besättningsmedlemmar kunde analysera nya prover från månen eller asteroider eller till och med Mars innan de skickas tillbaka till jorden för vidare analys."
"Vi är nöjda med våra resultat, "fortsatte Jones, som genomförde sitt teknikdemonstrationsprojekt med stöd från Goddards Fellows Innovation Challenge, ett forsknings- och utvecklingsprogram utformat för att främja teknik och utredningar med hög belöning i nya, tvärvetenskapliga sätt. "Demonstrationen gav några nya insikter i 3D-strukturen för de prover vi testade och underströk värdet av att potentiellt skapa en CT-kapacitet specifikt för användning i rymden, speciellt för triageändamål."
Jones, som hjälpte sin ledning att skaffa CT-skannern för sex år sedan, ägnar normalt inte sina dagar åt att undersöka stenar. "När något misslyckas, när en del misslyckas, ingenjörer vill att vi ska diagnostisera vad som hände, och vi kommer att använda en uppsättning verktyg som de i den medicinska industrin för att hjälpa till att lokalisera defekten, " han sa.
Skönheten med en röntgen-CT-skanner, som fungerar som en medicinsk CAT-skanner, är att det tillåter hög upplösning, 3D-vyer inuti material som annars skulle behöva svåra, ofta destruktiv provberedning, inklusive skärning och användning av kemikalier, bara för att analysera provets sammansättning. Med Goddards CT-system, som är oförstörande, användare kan se detaljer så små som ett par mikrometer i storlek, som är flera gånger mindre än ett människohår.
"Vår teknikdrivna undersökning gav oss en bredare förståelse för vad vårt CT-system kan göra, " sa Jones.
Hunga Tonga Hunga Ha'apai vulkaniska ön utvärderad
Med skannern, Jones och hans team från Goddard's Materials Branch, inklusive Ryan Kent och Olivia Landgrover, utvärderade prover från en nybildad vulkanö, Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, i kungariket Tonga i sydvästra Stilla havet. Denna nya ö bildades i januari 2015 efter vulkanens explosiva utbrott - en potentiell analog till viss vulkanisk aktivitet på Mars, sa Goddards chefsforskare James Garvin, WHO, tillsammans med sina universitetspartners, använder avancerade fjärranalysmetoder för att utforska ön i en pilotstudie för NASA:s geovetenskapsavdelning.
"CT-tekniker möjliggör snabb bedömning för att förstå den potentiella livslängden för de ömtåliga nya vulkaniska landskapen i regionen, " sa Garvin. "Redan, Justin och hans team har identifierat möjligheten av mineraler som kallas zeoliter, "mineraler som vanligtvis används i adsorbenter som renar vatten, bland andra applikationer, och katalysatorer som påskyndar kemiska reaktioner. "Dessa fynd har en direkt betydelse för hur liknande processer kunde ha fungerat på Mars, sa Garvin.
NDE-materialforskaren/ingenjören Justin Jones (höger) håller en orörd lavasten som innehåller en zeolitkristall. Goddards chefsforskare James Garvin håller i sin högra hand en smältbreccia från Elgygytygyn -kratern i Sibirien och i sin vänstra hand en hawaiit med gröna olivinkristaller. Bakgrundsgrafiken visar datortomografin som avslöjar den interna strukturen och den unika minerologin hos lavastenen från jordens nyaste land - Hunga Tonga Hunga Ha'apai i kungariket Tonga. Kredit:NASA/W. Hrybyk
Rymdrelevanta bergarter studerade
Teknikdemonstrationsprojektet slutade inte där. Garvin, som är intresserad av att forska och utveckla nya tekniska metoder för att studera utomjordiska bergarter och mineraler, bad laget att utvärdera stenar som producerats vid stora slagkratarrangemang här på jorden, samt meteoriter.
Även med prover inkapslade i skyddsglas och metallhöljen fyllda med kväve, Goddards CT-skanner avslöjade tidigare oupptäckta mineraler och 3D-arrangemang, sa Garvin.
"Framtiden för in-situ och provbaserad planetutforskning kommer att kretsa kring nya mättekniker som avslöjar detaljer i nya skalor och på sätt som inte förstör proverna eller kontaminerar dem, " fortsatte Garvin. "Baserat på Justins arbete, Jag tror att en dag, astronauter på Mars eller månen kommer att kunna använda laboratorietekniker utanför planeten för att spana in extraordinära material på andra världar precis som vi gör i laboratoriet här på jorden idag."
