美国宇航局研究生命构成的团队将分析50年前阿波罗号月球土壤——原因如下

阿波罗样本扫描

73002样品的底部扫描是1974年由美国宇航局使用x线摄影技术拍摄的。上面的x射线计算机微断层扫描是2019年在德克萨斯大学奥斯汀分校拍摄的。这是技术发展的一个例子,使新一代的人能够对阿波罗样本进行新的科学研究。资料来源:美国宇航局、犹他大学地球科学学院的戴夫·伊迪和罗米·汉纳

新一代,装备新技术,准备在新的一年分析50年的样本

对今天的科学家来说,幸运的是,阿波罗时代的领导人很有远见,挽救了842磅(382公斤)的月球土壤和岩石美国国家航空航天局50年前的宇航员。他们认为,新的一批科学家,使用他们那个时代的仪器,将能够以前所未有的严格程度探测样本。

现在,阿波罗 - 时代科学家设想的未来已经到来。Their successors, many of whom weren’t even born when the last astronauts scooped up the Moon samples they’ll now be probing in their labs, are ready to take a giant leap towards answering long-standing questions about the evolution of our solar system.

位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)的两支团队被选为研究封存了半个世纪的月球样本的9个科学小组之一。使用尖端的机器可以检测化学成分在土壤颗粒小的尘埃,两戈达德实验室研究生命的基石在太阳系演化以及如何在漫长的月球表面化学的来自太阳的辐射空间。yabovip2021

NASA戈达德天体生物学分析实验室的天体化学家杰米·埃尔西拉(Jamie Elsila)说:“我们使用的是早期分析月球样本时不存在的仪器。”yabo124她领导的团队将研究1972年阿波罗17号着陆点金牛座-利特罗谷地(Mare Serenitatis)东部边缘附近收集的风化层(或称月球土壤)样本。

“因为我们今天的工具更加敏感,”埃尔西拉说,“我们可以分析存在于微量的东西。我们现在还可以将化合物从混合物中分离出来,从而更容易识别它们。”

Elsila的实验室分析


Amino acids are a set of organic compounds used to build proteins. There are about 500 naturally occurring known amino acids, though only 20 appear in the genetic code. Proteins consist of one or more chains of amino acids called polypeptides. The sequence of the amino acid chain causes the polypeptide to fold into a shape that is biologically active. The amino acid sequences of proteins are encoded in the genes. Nine proteinogenic amino acids are called "essential" for humans because they cannot be produced from other compounds by the human body and so must be taken in as food.
" class="glossaryLink ">氨基酸在阿波罗样品,陨石和彗星尘埃 - 换句话说,在早期太阳系的保存完好的残余物中。氨基酸是简单的有机化合物,已经存在数十亿年,并且对于我们所知道的生活的运作至关重要。通过新的Apollo 17样品,Elsila和她的团队将寻找分子,例如甲醛或氰化氢,形成氨基酸在太阳系的原始化学上脱落。yabovip2021“对我们来说,这是一个快照,然后是世界上的背后,”elsila说。

天体生物学yabo124分析实验室

Jose Aponte和Hannah McLain在美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体生物学分yabo124析实验室工作。在这个实验室工作的科学家们分析了阿波罗号样本、陨石和彗星尘埃中的氨基酸——换句话说,这些都是早期太阳系保存完好的残留物。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/莫莉·瓦塞尔

月球表面比地球表面保存得更好,因为它没有风、风暴和其他地质过程可以侵蚀其表面。因此,研究原始月球土壤中这些能产生生命的分子的数量和类型可以帮助科学家恢复一些丢失的地球进化历史。它们还可以帮助我们了解形成这个星球的早期地质过程。

“我们没有任何地球上的岩石年龄超过40亿岁,所以我们不知道到底有多少火山活动或严重地球是如何受到小行星的轰炸”芭芭拉·科恩说,行星科学家戈达德中部惰性气体研究实验室负责人或MNGRL,戈达德的第二个实验室被选来研究阿波罗的新样本。“由于地球和月球共同形成,我们可以利用月球上的发现来推断早期地球发生了什么。”

中大西洋惰性气体研究实验室研究人员

从左到右,美国宇航局的科学家莎拉·巴伦西亚、芭芭拉·科恩和娜塔莉·柯伦拿着阿波罗号宇航员收集的月球土壤样本。在NASA戈达德太空飞行中心的中大西洋惰性气体研究实验室(MNGRL),这些科学家分析了月球土壤,以了解更多关于太阳系演化的信息。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/莫莉·瓦塞尔

考虑到这一点,戈达德的两个实验室将成为第一个研究阿波罗的样本的实验室,这些样本在50年前着陆地球后不久就冻结了,此后一直未受影响。戈达德的科学家们还将通过分析阿波罗17号宇航员在月球表面下10.6英寸(27厘米)的管道中采集到的另一组样本中的颗粒来探测月球表面以下。他们在月球上将管道中真空密封的土壤取出来。那根管子也从未打开过。

研究小组怀疑,这些独特的储存条件可能保存了脆弱的有机化合物,这些化合物可能在室温下储存的大多数其他月球样本中发生了改变。

事实上,戈达德样本团队的另一个科学目标是确定什么样的存储系统是最有效的,在长时间保持样本被禁止。这种类型的研究对于研究益生元种子的科学家至关重要。戈达德科学家的信息不仅会在美国宇航局的阿尔萨的阿尔忒弥斯使命期间收集样品的正确储存,而且在火星2020年火星样本采集任务,以及OSIRIS-REx在“Bennu”小行星上,一艘宇宙飞船将收集60到2000克的泥土和岩石,并于2023年将它们送到地球。

从太空极客到月球博士

娜塔莉·柯伦(Natalie Curran)是MNGRL实验室的博士后研究员,她的名字读作“月亮女孩”很贴切,因为该实验室的工作人员大多是女性。MNGRL的科学家们观察月球岩石颗粒和陨石中稀有气体的数量和类型,以确定它们暴露在月球表面各种辐射下的时间。例如,稀有气体,如氖和氩,是很好的研究对象,因为它们不与其他元素发生反应,所以它们在时间中保持完好,柯伦说。

“我们将利用我们的发现描绘出一幅画面,展示数亿年来是什么样的太空环境影响了金牛座-利特罗谷地。”这将为分析该地点岩石的科学家提供重要的地质背景,特别是我们的同事,他们正在研究生命的构成部分是在地球上形成的还是从太空运来的。”

通过使用将惰性气体分成基于它们的类型的仪器,然后从土壤谷物中释放来自土壤麦格兰科学家的气体,将能够讲述这些气体的产生。他们将尝试通过太阳风,宇宙射线或陨石在月球表面上植入它们,以及它们暴露于这些现象的时间。他们发现的惰性气体越高,样品接触到某种形式的这些类型的空间天气。Curran和Cohen甚至可以告诉哪种类型的空间天气,样品暴露于他们发现的惰性气体的同位素或形式。

当她在英国曼彻斯特成长时,Curran对太空的兴趣。

她的家人经常带她去曼彻斯特大学的乔瑞尔河岸天文台探险。“那是我在这个世界上最喜欢的地方之一,”她说。

在她的叔叔从位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的美国宇航局肯尼迪航天中心带回贴纸、明信片和太空主题的拼图后,柯伦对这个美国宇航局着迷了:“我把NASA的贴纸贴满了房间,”她说。

如今,作为NASA的一名科学家,无论是观看阿波罗时代的视频片段,还是处理月球样本,她仍然对NASA和登月感到敬畏。

她已经有机会研究阿波罗12号和16号任务中储存在室温下的样本。“每次我研究这些样本的时候,就好像和那些任务有了联系,”她说。这是她之前的宇航员和科学家希望与他们热爱月球的祖先建立的联系。