图解:阿波罗17月球宇航员哈里森施密特在第一次太空行走任务期间,在陶拉斯-利特罗峡谷地区登陆地点收集月球样本。图片:NASA
在阿波罗任务期间,美国宇航局巧妙地预留了一些月球材料,因为他们知道未来的科学家可能会更好地分析它们。现在,50多年以后,航天局正在为一批精选的研究人员提供研究这些未开封和未经开发的样品的绝佳机会。
根据美国国家航空航天局戈达德说,美国宇航局根据阿波罗新一代样本分析计划(ANGSA)选择了九项研究未开放的阿波罗样本的提案。月球样本是在阿波罗15号(第四次月球任务,始于1971年7月26日)和阿波罗17号(第六次和最终的月球任务,于1972年12月7日开始)期间收集的。为了防止污染一些被带回的样品从未被打开,而其他月球材料经过一些初步处理后被重新密封并置于冷藏库中。
所有这一切的关键在于确保月球材料的完整性以供以后研究,让未来拥有新技术的科学家来探索。鉴于自1972年以来没有任何月球材料返回地球,这是一个非常有先见之明的想法。
ANGSA计划中的目的之一是为计划在未来数十年的未来登月任务提供信息。研究人员将探索用于存储阿波罗上材料的方法是否可行,并使其保持纯净无污染。这项工作也将与从事源光谱释义资源安全风化层辨认探测器(OSIRIS-REx)任务的科学家有关,其中将从小行星贝努(Bennu)收集的样品将于2021年3月返回地球。
图解:杰米·埃利斯拉(Jamie Elisla)是位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体生物学分析实验室的成员。图片:NASA / Goddard / Tim Childers
来自Geddards Astrobiglogx分析实验室的天体化学家杰米·埃利斯拉将领导为该计划选定的团队之一。
埃利斯拉告诉我们:“我们正在寻找在月球样品中可能以非常低的浓度存在的有机小分子。在过去的50年中,我们的分析灵敏度得到了极大的提高,并且已经开发出分离这些化合物的新方法。我们感兴趣的是,它提供了50年前不可能的检测能力。这实际上是更先进的仪器和方法的问题,现在我们可以找到和测量这些分子。”
埃利斯拉的小组将根据先前的研究,研究样品中已知存在于样品中的挥发性有机化合物-氨基酸的前体。研究人员想了解有机化合物是否存在于植物阴影区。月亮,以及这些化合物的丰度是否随深度而异。
她说:“这将帮助我们更好地了解月球化学。科学家们在返回阿波罗样品时询问有关有机化合物的问题,但我们的新仪器将帮助我们以当时无法获得的方式回答这些问题。”
此外,埃利斯拉的团队将研究样品是否受到所采用的策展程序的影响。例如,他们想知道在真空或冷藏条件下储存的材料是否比标准条件更好地保存了挥发性化合物,即在室温下于干净的流动氮气中存储。她说,答案将有助于为将来返回的样品设计策展计划。
亚利桑那大学月球与行星实验室的研究员杰西卡·巴恩斯将参与此次策展调查。为此,她将有权使用在阿波罗17号期间收集的材料-特别是样品71036,其中包含近4盎司的岩石。
“我们要回答的问题是,我们是在测量月球的真实特征吗?还是在样品存储期间是否存在影响样品的地面影响?”巴恩斯在稿中说:“冷冻样品的优点在于,其保存方式与室温下保存的样品不同。我们无法打开冷冻样品进行此项研究。”
图解:娜塔莉·柯伦(Natalie Curran)使用质谱仪,图片:NASA
巴恩斯将与同事一起将岩石嵌入树脂中,然后将其切成薄片,进行化学分析。这些切片也将提供给将来的研究人员。
戈达德中大西洋稀有气体研究实验室(MNGRL)的娜塔莉·柯兰(Natalie Curran)和芭芭拉·科恩(Barbara Cohen)将领导另一个参加ANGSA项目的戈达德团队。
史密森尼国家自然历史博物馆和卡内基研究所的研究人员将为他们提供帮助。柯兰和科恩希望通过使用稀有气体来了解有关月球的地质历史的更多信息,例如样品(可能还有有机化合物)暴露在表面的时间长短。他们还计划研究影响和滑坡等事件。
柯兰在一份声明中说:“获得处理这些样品的机会就像参加对月球的全新任务一样。尽管这些是阿波罗样品,但它们从未被打开过,而且我们不知道对于我们来说,有什么惊喜。我很高兴能参与到我们这一代探索月球的时代。”
宇航员已经有50多年没有登上月球了,但是由于一些出色的预见性,对月球的科学研究仍可以继续。我们热切期待结果。