Η NASA συνέλεξε δείγμα από αστεροειδή για πρώτη φορά — εδώ είναι γιατί έχει σημασία

Η NASA ολοκλήρωσε την πρώτη της αποστολή δείγματος επιστροφής από αστεροειδή σήμερα, με μια επιστημονική κάψουλα που περιείχε υλικό από προσγείωση αστεροειδούς αφού είχε ταξιδέψει σε ένα ταξίδι 1,2 δισεκατομμυρίων μιλίων από τον αστεροειδή Bennu. Η κάψουλα απελευθερώθηκε από το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx καθώς περνούσε από τη Γη σήμερα το πρωί, μπαίνοντας στην ατμόσφαιρα με περίπου 27.000 mph.

Η αποστολή OSIRIS-REx, που ξεκίνησε το 2016, έχει συγκεντρώσει έως και αρκετές εκατοντάδες γραμμάρια αστεροειδούς υλικού, το οποίο θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τα πρώτα στάδια του ηλιακού συστήματος.

«Η NASA επενδύει σε αποστολές μικρών σωμάτων όπως το OSIRIS-REx για να διερευνήσει τον πλούσιο πληθυσμό αστεροειδών στο ηλιακό μας σύστημα που μπορούν να μας δώσουν στοιχεία για το πώς σχηματίστηκε και εξελίχθηκε το ηλιακό σύστημα», δήλωσε η Melissa Morris, στέλεχος του προγράμματος OSIRIS-REx, σε μια αποστολή.

ενημέρωση

επισκόπησης. «Είναι η δική μας

ιστορία

κατ

αγωγή

ς».

Η επιστημονική κάψουλα επιβραδύνθηκε από αλεξίπτωτα και προσγειώθηκε στην περιοχή δοκιμών και εκπαίδευσης του Υπουργείου Άμυνας στη Γιούτα στις 10:52 π.μ. ET, μια περιοχή προσγείωσης που επιλέχθηκε καθώς είναι ο μεγαλύτερος περιορισμένος εναέριος χώρος στις Ηνωμένες Πολιτείες και έχει χρησιμοποιηθεί για προηγούμενη επιστροφή δειγμάτων της NASA αποστολές όπως το Genesis και το Stardust.

Η περιοχή προσγείωσης είναι 36 μίλια επί 8,5 μίλια και ολόκληρη η αποστολή χρειάστηκε πολύ υψηλό επίπεδο ακρίβειας – ιδιαίτερα για το διαστημόπλοιο να συναντήσει τον αστεροειδή και να συλλέξει το δείγμα του το 2020.

«Η πραγματικά ακριβής πλοήγηση που απαιτείται για να περιφέρουμε τον Bennu και να αγγίξουμε και να συλλέξουμε το δείγμα μας, βρισκόμασταν λιγότερο από ένα μέτρο μακριά από τον στόχο μας», δήλωσε η Sandra Freund, υπεύθυνη προγράμματος OSIRIS-REx, σε μια ενημέρωση πριν από την προσγείωση. “Έτσι αυτό δείχνει τι είδους ακρίβεια πλοήγησης είχαμε σε όλη αυτή την αποστολή.”

Οι ομάδες ανάκτησης συνέλεξαν το δείγμα από την έρημο της Γιούτα, με ένα ελικόπτερο που μετέφερε το δείγμα να απογειώνεται στις 12:15 μ.μ. ET. Η κάψουλα θα μεταφερθεί σε ένα προσωρινό καθαρό δωμάτιο για πρώτη αποσυναρμολόγηση, αφαιρώντας μερικά από τα μεγαλύτερα μέρη, όπως το πίσω κέλυφος. Στη συνέχεια θα υποβληθεί σε μια διαδικασία που ονομάζεται καθαρισμός αζώτου κατά την οποία άζωτο αντλείται στο κάνιστρο για να προστατεύσει το δείγμα. Αυτό εμποδίζει οποιαδήποτε από την ατμόσφαιρα της Γης να εισέλθει σε αυτήν καθώς αποστέλλεται στο Διαστημικό Κέντρο Johnson στο Χιούστον του Τέξας, όπου το κάνιστρο θα ανοίξει για πρώτη φορά, ώστε να μπορεί να αναλυθεί το δείγμα.

Γιατί χρειαζόμαστε ένα δείγμα αστεροειδούς;

«Μας ενδιαφέρει πραγματικά η οργανική μοριακή χημεία», είπε ο Dante Lauretta, κύριος ερευνητής του OSIRIS-REx.

Το χείλος

. «Θέλουμε πραγματικά να καταλάβουμε – τα πράγματα που χρησιμοποιούνται στη βιολογία σήμερα, όπως τα αμινοξέα που παράγουν

πρωτεΐνες

και τα νουκλεϊκά οξέα που αποτελούν τα γονίδιά μας – δημιουργήθηκαν σε αρχαία σώματα αστεροειδών και παραδόθηκαν στη Γη από το διάστημα;»

Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με τα μοντέλα σχηματισμού του ηλιακού συστήματος, αυτή η ιδέα μπορεί να ακούγεται περίεργη, σχεδόν φανταστική. Αλλά στην πραγματικότητα είναι μια αρκετά καλά υποστηριζόμενη και ευρέως αποδεκτή θεωρία για το πώς μερικά από τα βασικά στοιχεία για τη ζωή εμφανίστηκαν στη Γη.

Είναι σημαντικό να είμαστε σαφές ότι η θεωρία δεν είναι ότι η ίδια η ζωή προέκυψε αλλού και παραδόθηκε στη Γη, αλλά ότι τα βασικά δομικά στοιχεία της ζωής – που συχνά αναφέρονται ως οργανικές ενώσεις – θα μπορούσαν να έχουν φτάσει εδώ πριν από δισεκατομμύρια χρόνια που μεταφέρθηκαν από αστεροειδείς.

Αυτό είναι μια θεωρία για δεκαετίες. αλλά για να το δοκιμάσουν, οι επιστήμονες χρειάζονται πρόσβαση σε αστεροειδές υλικό. Το να επισκεφθείτε έναν αστεροειδή και να χρησιμοποιήσετε όργανα σε ένα διαστημόπλοιο για να τον μελετήσετε είναι μια καλή αρχή, αλλά για να κάνετε το είδος της λεπτομερούς ανάλυσης που θέλουν οι επιστήμονες απαιτεί ένα πολύ μεγαλύτερο εργαστήριο, εξοπλισμένο με όργανα όπως ένας τύπος επιταχυντή σωματιδίων πλάτους μιλίου που ονομάζεται σύγχροτρο που θα ήταν αδύνατο να χωρέσει σε διαστημόπλοιο.

Μια άλλη επιλογή είναι η μελέτη μετεωριτών, που είναι κομμάτια ύλης (συμπεριλαμβανομένων των αστεροειδών) που προέρχονται από το διάστημα και πέφτουν στην επιφάνεια της Γης. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο το μεγαλύτερο μέρος αυτής της έρευνας έχει πραγματοποιηθεί ιστορικά, χρησιμοποιώντας αυτά τα μικροσκοπικά θραύσματα ως δείγματα.

Υπάρχουν όμως δύο προβλήματα με αυτή την προσέγγιση. Πρώτον, όταν πέφτει ένας μετεωρίτης, δεν έχει το πλαίσιο από πού προήλθε στο ηλιακό σύστημα. Οι ερευνητές δεν μπορούν να γνωρίζουν την προέλευσή του ή να δουν σε ποια άλλα σώματα βρισκόταν κοντά, γεγονός που μπορεί να δώσει σημαντικές ενδείξεις για την ερμηνεία οποιωνδήποτε δεδομένων. Και δεύτερον, από τη στιγμή που ένας μετεωρίτης έχει περάσει από την ατμόσφαιρα της Γης και προσγειωθεί, μπορεί να έχει συλλάβει την ύλη στην πορεία και να έχει μολυνθεί από το τοπικό περιβάλλον.

Όταν οι επιστήμονες αναζητούν αυτά τα ίχνη οργανικών ενώσεων, πρέπει να γνωρίζουν ότι οτιδήποτε βρίσκουν προέρχεται από το διάστημα και δεν έχει συλλεχθεί εδώ στη Γη. Έτσι, για να το κάνουν αυτό, χρειάζονται ένα δείγμα αστεροειδούς που να είναι όσο πιο παρθένο γίνεται. Εκεί μπαίνει το OSIRIS-REx.

Η αποστολή OSIRIS-REx είναι η πρώτη φορά που η NASA έφερε πίσω δείγμα από αστεροειδή, αλλά ακολουθεί τα βήματα της ιαπωνικής διαστημικής υπηρεσίας JAXA, η οποία συνέλεξε δύο δείγματα αστεροειδών στις ιστορικές αποστολές Hayabusa και Hayabusa 2. Αν και η πρώτη αποστολή Hayabusa συγκέντρωσε μόνο μια μικροσκοπική ποσότητα υλικού, η δεύτερη αποστολή κατάφερε να επιστρέψει περίπου πέντε γραμμάρια υλικού από τον αστεροειδή Ryugu το 2020.

Το OSIRIS-REx επιστρέφει πολύ περισσότερο υλικό από τον αστεροειδή Bennu, περίπου στα 250 γραμμάρια, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να γίνει περισσότερη επιστήμη — ιδιαίτερα όταν αναζητάτε αυτές τις μικρές ποσότητες ιχνοστοιχείων. Αλλά οι ερευνητές βλέπουν τις δύο αποστολές ως συμπληρωματικές και όχι ανταγωνιστικές.

«Δεν είναι όλοι οι αστεροειδείς ίδιοι», είπε η Lauretta, η οποία είναι επίσης μέλος της ομάδας Hayabusa 2. Τόσο ο Ryugu όσο και ο Bennu έχουν παρόμοιο σχήμα που μοιάζει με σβούρα, αλλά φαίνονται πολύ διαφορετικά. Το Ryugu είναι μεγαλύτερο και πιο κόκκινο στο χρώμα, ενώ το Bennu είναι μικρότερο και πιο μπλε. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην είναι σίγουροι τι σημαίνει αυτή η διαφορά στο χρώμα, αλλά η δυνατότητα ανάλυσης και σύγκρισης των δειγμάτων στη Γη θα βοηθήσει στην κατανόηση και του τρόπου με τον οποίο οι αστεροειδείς είναι παρόμοιοι και πώς διαφέρουν.

«Το βλέπουμε αυτό όχι ως δύο προγράμματα ανάλυσης δειγμάτων, αλλά ως ένα μεγάλο πρόγραμμα ανάλυσης δειγμάτων», είπε η Lauretta, «επειδή είναι μια παγκόσμια προσπάθεια».

Ένα παράθυρο στο πρώιμο ηλιακό σύστημα

Όταν οι επιστήμονες θέλουν να καταλάβουν πώς σχηματίστηκε η Γη, πρέπει να κοιτάξουν πέρα ​​από τον πλανήτη μας και έξω στο ηλιακό σύστημα. Τα αστρικά συστήματα σχηματίζονται από τεράστια νέφη αερίου που καταρρέουν σε ένα αστέρι στο κέντρο, περιστρέφοντας έναν δίσκο υλικού γύρω του.

Αυτό είναι ξεκάθαρο από την εξέταση άλλων αστρικών συστημάτων, αλλά υπάρχουν επίσης στοιχεία από το δικό μας ηλιακό σύστημα: οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο προς την ίδια κατεύθυνση και σε ένα μόνο επίπεδο, υποστηρίζοντας την ιδέα που σχημάτισαν από έναν μόνο δίσκο υλικού. Μερικά από αυτά υλικό συγχωνεύτηκε σε πλανήτες, και μερικοί παρασύρθηκαν στους πρώτους αστεροειδείς, ένας αριθμός από τους οποίους υπάρχουν ακόμη και σήμερα.

Στην πραγματικότητα, οι εκτιμήσεις που έχουμε για την ηλικία του ηλιακού συστήματος προέρχονται από τη χρονολόγηση κόκκων εντός μετεωριτών που έχουν πέσει στη Γη. Αυτό συμβαίνει επειδή η Γη έχει παράγοντες όπως η διάβρωση και οι τεκτονικές πλάκες που ανακυκλώνουν πετρώματα και εξαφανίζουν την παλαιότερη ιστορία του πλανήτη, που σημαίνει ότι τα παλαιότερα πετρώματα που έχουμε βρει ποτέ εδώ είναι περίπου 4 δισεκατομμυρίων ετών. Το υλικό από αστεροειδείς, ωστόσο, μπορεί να είναι και παλαιότερο.

«Οι αστεροειδείς χρονολογούνται από περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από τους παλαιότερους βράχους στη Γη. Ως γεωλόγος, λοιπόν, θέλω να επιστρέψω στην αρχή», είπε η Lauretta. «Και το διασκεδαστικό είναι ότι όταν κοιτάζεις αστεροειδείς πηγαίνεις κυριολεκτικά στην αρχή του ηλιακού συστήματος».

Ο Bennu, ο αστεροειδής από τον οποίο το OSIRIS-REx συνέλεξε το δείγμα του, θεωρείται ότι αποτελείται από υλικό ηλικίας περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών, καθιστώντας τον μια πιθανή χρονοκάψουλα από τα πρώτα στάδια του ηλιακού συστήματος. Αλλά οι ερευνητές δεν μπορούν να γνωρίζουν με βεβαιότητα την ηλικία του μέχρι να γίνει μια λεπτομερής ανάλυση.

Τώρα που το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx έχει πέσει από την κάψουλα που περιέχει το δείγμα, η αρχική του δουλειά έχει τελειώσει. Αλλά το διαστημόπλοιο είναι ακόμα στο διάστημα, και παρόλο που δεν μπορεί να συλλέξει άλλο δείγμα, εξακολουθεί να έχει ισχύ και ένα σύστημα πρόωσης και όλα τα επιστημονικά του όργανα εξακολουθούν να λειτουργούν.

Έτσι, αντί να σπαταλήσει αυτό το σκάφος, θα γίνει OSIRIS-APEX και θα συνεχίσει να μελετά έναν νέο στόχο, τον αστεροειδή Apophis. Με μια τυχερή πιθανότητα τροχιακής δυναμικής, θα είναι σε θέση να συναντήσει αυτόν τον αστεροειδή – έναν από τους πιο διάσημους στο ηλιακό σύστημα, επειδή θα πλησιάσει τη Γη τα επόμενα χρόνια – και να τον μελετήσει.

«Το 2029, τον Απρίλιο, ο Apophis θα πετάξει σε απόσταση 30.000 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της Γης, που είναι περίπου το υψόμετρο στο οποίο βρίσκονται σε τροχιά οι μετεωρολογικοί δορυφόροι μας», είπε η Lauretta. «Είναι το μεγαλύτερο, πλησιέστερο πέρασμα αστεροειδούς εδώ και χίλια χρόνια» και μπορεί ακόμη και να είναι ορατό με γυμνό μάτι από ορισμένες τοποθεσίες στη Γη.

Το OSIRIS-APEX θα μπορεί να ακολουθήσει την πορεία του αστεροειδούς γύρω από τη Γη και να τον συναντήσει, για να πραγματοποιήσει περισσότερες επιστημονικές παρατηρήσεις.

Όσον αφορά το δείγμα από τον αστεροειδή Bennu, αυτό θα μεταφερθεί σε μια ειδική εγκατάσταση στο Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA στο Χιούστον, όπου μπορεί να ξεκινήσει η εργασία για την κατανόηση της χημείας αυτού του πολύτιμου αγαθού.

Η επιστροφή του δείγματος στη Γη είναι μόνο η αρχή της επιστημονικής έρευνας και η ομάδα περιμένει με αγωνία αυτή την κορύφωση όλων των προσπαθειών της.

«Θα γίνω ένας από τους πρώτους ανθρώπους στη γη που είδα την κάψουλα, καθώς βρίσκεται σε θέση εκεί έξω στην έρημο. Θα είναι μια πολύ συναισθηματική στιγμή για μένα», είπε η Lauretta. «Χτίζουμε και δοκιμάζουμε και σχεδιάζουμε αυτό το πράγμα για πάνω από 12 χρόνια. Είναι λοιπόν το τέλος ενός πολύ, πολύ μεγάλου ταξιδιού και η αρχή του επόμενου κεφαλαίου».