Al Kuiper-Arizona Laboratory for Astromaterials Analysis dell’università, una serie di strumenti consente ai ricercatori di studiare le particelle raccolte dall’astromateriale Missione OSIRIS-REx fino alla scala atomica.
Questo mosaico di Bennu è stato creato utilizzando le osservazioni effettuate dalla navicella spaziale OSIRIS-REx della NASA, che si trovava in prossimità dell’asteroide per oltre due anni. Credito immagine: NASA/Goddard/Università dell’Arizona via wikipedia.orgDominio pubblico
Ultimamente, Tom Zega ha osservato l’assunzione di caffeina prima di andare al lavoro.
In qualità di co-investigatore del team di analisi dei campioni OSIRIS-REx della NASA, Zega fa parte di un piccolo, ma crescente, numero di scienziati che hanno iniziato a lavorare sull’analisi del materiale extraterrestre incontaminato che la missione guidata dall’Università dell’Arizona ha riportato da Bennu. , un asteroide vicino alla Terra ritenuto un residuo della formazione del sistema solare avvenuta 4,5 miliardi di anni fa.
Alcune particelle nel campione di Bennu sono minuscole, appena visibili ad occhio nudo e manipolarle richiede una mano molto ferma, ha affermato Zega, professore di scienze planetarie all’UArizona. Laboratorio Lunare e Planetario.
“A volte scherzo con i miei studenti su questo argomento: se non hai assunto abbastanza caffeina o ne hai bevuta troppa, la tua mano potrebbe tremare un po’, e più piccola è la particella con cui lavori, più ovviamente devi stare attento,” Egli ha detto. Attualmente, al suo team presso LPL sono stati assegnati circa 200 milligrammi di campione di Bennu, circa settemillesimi di oncia.
Grazie alle attrezzature estremamente sofisticate di UArizona Laboratorio Kuiper-Arizona per l’analisi degli astromaterialipossono estrarre una grande quantità di informazioni dalle particelle del campione fino al livello del nanogrammo, persino del picogrammo, riferendosi rispettivamente a un miliardesimo o un trilionesimo di grammo.
L’interesse principale del team risiede nel modo in cui si sono formati questi materiali trovati sull’asteroide e quali indizi contengono sull’origine dei pianeti, inclusa la Terra.
Un quarto del campione, che è stato curato presso il Johnson Space Center della NASA a Houston, potrebbe essere assegnato ai membri del team scientifico della missione, sparsi in tutto il mondo, mentre circa il 70% sarà conservato per i ricercatori esterni al team della missione. e per le generazioni future, secondo Zega, lo stesso è stato fatto con le rocce e il terreno portati dagli astronauti durante gli sbarchi sulla Luna del programma Apollo.
“La NASA ha conservato gran parte di questi campioni affinché le successive generazioni di scienziati potessero esaminarli, e stiamo ancora facendo scienza innovativa su campioni lunari riportati alla fine degli anni ’60 e all’inizio degli anni ’70”, ha affermato. “Proprio come gli strumenti che abbiamo ora superano quelli che avevano a disposizione in quel momento, in futuro avremo strumenti che supereranno quelli che abbiamo adesso.”
Ciò che rende questi campioni unici e preziosi è che sono stati raccolti nel luogo da cui hanno avuto origine, a differenza dei meteoriti, che arrivano in laboratorio solo dopo un lungo viaggio sulla superficie terrestre. I meteoriti non sono più incontaminati perché sono stati esposti al calore durante la caduta attraverso l’atmosfera e agli agenti atmosferici sul terreno e potrebbero provenire da qualsiasi luogo. Mancano, come dicono i geologi, di “contesto”.
“Con questi campioni di Bennu, ora disponiamo di tutte le informazioni contestuali che ci consentiranno di studiare questi materiali ai livelli fondamentali e raccontare la storia delle origini e della storia dell’asteroide Bennu”, ha detto Zega.
Una serie di strumenti nel laboratorio dell’LPL, che vanno dai microscopi ottici a quelli elettronici, consente al team di sondare il campione fino alla scala atomica, secondo Pierre Haenecourassistente professore di scienze planetarie presso LPL e co-investigatore di OSIRIS-REx.
“Possiamo letteralmente osservare i singoli atomi”, ha detto. “Abbiamo anche uno spettrometro di massa di ioni secondari su scala nanometrica, o nanoSIMS in breve. Ci permette di osservare gli isotopi (diverse variazioni di atomi) per capire come ha avuto origine ogni particolare componente del campione”.
I primi risultati confermano le previsioni fatte su Bennu dal sondaggio remoto che la navicella spaziale OSIRIS-REx ha effettuato durante due anni sull’asteroide, prima di andare a prelevare il campione.
Come suggerito dall’osservazione remota dell’asteroide, i campioni di Bennu contengono abbondanti quantità di acqua racchiusa in minerali come le argille. Secondo il professore assistente della LPL, i campioni sono anche ricchi di carbonio, azoto, zolfo e fosforo Jessica Barnesche è anche un co-investigatore di OSIRIS-REx.
“L’abbondanza e la composizione isotopica di questi e di altri elementi ci permetteranno di indagare dove nel sistema solare si è formato il corpo genitore di Bennu e da quali costituenti”, ha detto. “Lo studio delle molecole organiche può aiutarci a svelare i processi chimici che hanno trasformato questi semplici elementi in molecole complesse che potrebbero aver contribuito all’inizio della vita sulla Terra e forse altrove”.
La formazione degli studenti nelle scienze all’avanguardia è una parte importante della missione OSIRIS-REx. L’opportunità di venire all’università come studente laureato e trascorrere quattro o cinque anni lavorando su un campione di una missione storica come OSIRIS-REx è un’opportunità che Haenecour ha detto che avrebbe amato.
“È davvero un’opportunità storica per essere coinvolti e arrivare a fare una scienza innovativa”, ha affermato.
Lavorare con campioni di tale importanza comporta una responsabilità che tutti prendono sul serio, ha affermato Zega.
Fare tutto bene è importante e molto lavoro è richiesto nella misurazione vera e propria: calibrare gli strumenti, prendere appunti meticolosi e delineare l’intero processo di pensiero prima di iniziare gli esperimenti. Alcune delle tecniche analitiche consumano materiale campione nel processo e tutti i membri del team di analisi dei campioni ne sono consapevoli, ha affermato Zega.
“Mentirei se dicessi che non ho sentito pressione mentre lavoro con uno di questi campioni”, ha detto, aggiungendo che quando lavora in laboratorio, tende a non volere un pubblico. “A volte, quando ho un collaboratore in laboratorio e lavoriamo insieme, gli dico: ‘Ho bisogno che tu non parli per i prossimi minuti, perché siamo in una fase davvero critica.'”
Secondo i requisiti scientifici della NASA, la missione OSIRIS-REx aveva il compito di portare 60 grammi, o circa due once, di campione sulla Terra. Con una massa del campione confermata finora di poco più di 70 grammi, e altro campione ancora in attesa di essere estratto dalla testa di campionamento, la missione ha già raggiunto questo traguardo, ha detto Zega.
“È molto emozionante avere campioni di Bennu all’interno dei nostri laboratori, nello stesso edificio in cui la missione è stata concepita per la prima volta dal defunto direttore della LPL Mike Drake”, ha affermato Marco Marley, capo del Dipartimento di Scienze Planetarie e direttore della LPL. “Sono così orgoglioso dei nostri docenti, del personale e degli studenti che hanno portato a compimento la sua visione.”
Il team di analisi del campione comprende circa 200 ricercatori provenienti da tutto il mondo, che coordinano i tipi di misurazioni e analisi per garantire che massimizzino la scienza che ottengono dal campione. Si prevedono centinaia di articoli scientifici che descrivono le analisi del campione di Bennu solo nei prossimi due anni.
Secondo Haenecour, una particella da 10 microgrammi è sufficiente per produrre scienza per anni alla volta, e la quantità di campioni già presenti all’UArizona è sufficiente a tenere occupati gli studenti per anni.
Dell’UArizona Dante Lauretta è l’investigatore principale di OSIRIS-REx (formalmente Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security – Regolith Explorer), e guida il team scientifico e la pianificazione dell’osservazione scientifica e l’elaborazione dei dati della missione.
Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, fornisce la gestione complessiva della missione. Lockheed Martin Space a Littleton, in Colorado, ha costruito la navicella spaziale. Goddard e KinetX Aerospace erano responsabili della navigazione della navicella spaziale OSIRIS-REx.
Fonte: Università dell’Arizona
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