Joe Nuth älskar damm. Bland astronomer, vilket sätter honom i minoritet.

"De traditionella astronomerna - människorna som tittar på galaxer och stjärnor - de hatar damm, sa Nuth, en planetforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Det är grejerna som är i deras väg."

Som det jordiska stoftet som samlas under din säng, kosmiskt damm är svårt att undvika. "Det är ungefär två procent av de totala sakerna, härifrån till var som helst, sa Nuth. Men det tar inte upp all den plats för ingenting.

Damm kondenserar till asteroider och planeter. Jätte dammmoln kan transportera gaser från en döende stjärna för att befrukta en ny. Damm som omger unga planeter kan hålla dem varma, tillhandahåller ytor för vatten att samlas och organiska molekyler att bildas. Men om någon av dessa effekter inträffar beror på hur dessa små dammkorn är konstruerade, i minsta skala.

Det är därför Nuth lanserar Determining Unknown yet Significant Traits, eller DAM-ljudande raket. Ett samarbete mellan NASA och Japan Aerospace Exploration Agency, raketen kommer att göra en kort flygning ut i rymden, bära labbutrustning till en miljö med noll gravitation. Där, Nuth och hans team kommer att bygga själva dammkorn, i hopp om att kasta ljus över den överdimensionerade roll dessa små prickar spelar i vårt universum. DUST:s första möjlighet att avfyra från White Sands Missile Range i New Mexico börjar den 7 oktober, 2019.

Sparkar upp damm

Hur vanligt det än är, kosmiskt damm bildas inte lätt. Dammkorn föds när enskilda atomer kolliderar och fastnar vid varandra. Men i rymden, direkta kollisioner är sällsynta (utrymmet där damm bildas är cirka 2,7 miljarder gånger mindre tätt än luft vid havsnivån). Även när atomer kolliderar, de kanske inte fastnar. I ett tidigare experiment, Nuth fann att för varje 100:e 000 kollisioner mellan zinkatomer, bara tre fastnar på en växande dammkristall.

När några atomer trängs ihop, framträder ett vingligt Jenga-liknande torn. "Du går uppför en stege av instabilitet, " sa Nuth. "Små kluster vill verkligen falla isär." Men om du kan omge tillräckligt med atomer på alla sidor, systemet börjar stabiliseras. Du har ett växande dammkorn.

Det är när själva dammkornen kolliderar som det blir intressant. Om de packas ihop som snö till snöbollar, de reagerar inte mycket med ljus eller värme. Men om de istället länkar ihop till spets, snöflingaliknande strukturer, de gör mycket mer. Sådana kristallina dammaggregat fångar stjärnljus som ett segel, vispa gaser från en stjärna till nästa. De fångar också värme, potentiellt förändra ödet för planeter de täcker. "Om du har en växande planet omgiven av en dammig filt, det är en annan termisk miljö än utan, sade Nuth. Damm påverkar hur planeter växer.

Men hur dessa dammkorn bildas och aggregeras tillsammans är fortfarande inte väl förstått. Att ta reda på det kan ge stor avkastning inom rymdfysiken.

Samlar damm

Än så länge, Nuth har gjort det mesta av sitt arbete i labbet, men jordens gravitation sätter allvarliga begränsningar. Hans experiment kräver uppvärmning av material till långt över 1000 grader Fahrenheit. Men så höga temperaturer skapar konvektion - den kärring av luft som händer i din ugn - som inte händer i djupa rymden. "För att mäta dammkorns tillväxt, vi behöver en konstant miljö, " sa Nuth. För att få det, du måste gå till mikrogravitation.

Nuth slog sig ihop med sin tidigare postdoc Yuki Kimura från Hokkaido University i Japan för att skjuta upp labbutrustning i rymden. Nyttolasten, designad av Kimura, väger ca 330 pund. "Den är ungefär lika stor som en liten motorcykel, sa Kimura.

Inuti, en uppsättning metalltrådar belagda med magnesiumsilikater – skulle vara dammpartiklar – väntar på lansering. När raketen väl kommer in i rymden och upplever mikrogravitation, tråden värms upp och atomerna och molekylerna diffunderar bort. Vissa kolliderar, pinne, och börjar bilda dammkorn; andra gör det inte. Med hjälp av spektroskopi och andra åtgärder, DUST-experimentet kommer att mäta när korn börjar växa och länkas samman till aggregat, notera vid vilken temperatur och densitet de klarar sig bäst. Nyttolasten kommer sedan att falla tillbaka till jorden för att samlas in för vidare analys.

När dammet lägger sig

Redan innan du hämtar nyttolasten, Nuth kommer att vara i labbet och arbeta med den jordbaserade delen av experimentet. Hans fråga är om bildningen av dammkorn kan bli enklare än väntat.

I princip, dammkorn kan bildas från vilket som helst av de 92 naturligt förekommande elementen i det periodiska systemet. "Men det är väldigt svårt att modellera, " sa Nuth. Varje element har sina egna egenskaper; att ta hänsyn till dem alla på en gång är en stor utmaning.

I tidigare experiment, Nuth lärde sig att vissa element blockerar varandra:Om järn kommer in i ett växande dammkorn, till exempel, det tenderar att hålla magnesium ute. Han undersöker detta beteende i labbet, i hopp om att reducera en ekvation med 92 variabler till något mycket mer hanterbart. "Det är mycket lättare om du bara behöver oroa dig för ett eller två särskilda material, sa Nuth.

Resultaten från raketen, i kombination med Nuths arbete i labbet, syftar till att belysa hur de dammiga två procenten av vårt synliga universum fungerar. Övergripande, DUST-experimentet påminner oss om att nyckeln till det ofattbart stora ibland ligger i det otroligt lilla.

Den DUST-ljudande raketen kommer att avfyras från White Sands Missile Range på en Black Brant IX-raket. Under sin cirka 14 minuters flygning, raketen kommer att nå en uppskattad höjd av 200 miles innan den faller tillbaka till jorden för återhämtning.