Apollo 17 holdkőzet minta. (Karl Mills/Scientific Photo Arts/NASA) A holdpor nanoszkopikus foltja, amely nagyjából akkora széles, mint egy emberi haj, most atomonként nagy felbontásban elemezhető.
Az atomszonda tomográfiának (APT) nevezett innovatív megközelítést alkalmazva a Chicagói Egyetem kutatói azt mondják, hogy megtalálták a módját az Apollo-küldetések során gyűjtött értékes holdkőzeteink korlátozott mintájának megőrzésére.
'Ötven évvel ezelőtt senki sem számított arra, hogy valaki valaha is elemezni fog egy mintát ezzel a technikával, és csak egy szemcse apró darabkájával' mondja Philipp Heck geofizikus a Chicagói Egyetemről, aki a Field Museum kurátora is.
'Egy űrhajós kesztyűjén több ezer ilyen szem lehet, és elegendő anyag lenne egy nagy tanulmányhoz.'
Elképesztő belegondolni, hogy valami ilyen kicsi ennyi információt tartalmazhat, nem beszélve arról, hogy valahogy hozzáférhetünk ehhez a tudástárhoz.
Az APT, a zseniális technika, amely hozzáférést biztosít számunkra, olyan érzékeny , képes atomról atomra egy apró anyagmintát leképezni, így a kutatók hatékony 3D-s elemzést készíthetnek a forrásról.
Egy holdporszemcsék APT-vel történő elemzéséhez Jennika Greer geofizikus a Chicagói Egyetemen egy tű alakú, mindössze néhány száz atom széles mintát készített – ezt az apró, apró oszlopot töltött atomok fókuszált nyalábjával kifaragta a szemcsékből.
Használhatjuk a nanoasztalos kifejezést, magyarázza A fene. 'Ahogy az ács a fát formálja, mi is nanoméretben csináljuk az ásványokhoz.'
„Tűk” előkészítése a porszemről való kiemeléshez. ( Greer et al., Meteoritics & Planetary Science, 2020 )
Aztán jött az atomszonda rész – lézer segítségével a kutatók egyenként ütötték le az atomokat a tű alakú mintájukról, és figyelték, hogy az egyes atomok elrepülnek és egy detektorlemezre csapódnak.
Bizonyos elemek különböző sebességgel repülnek ki a mintából, és ez lehetővé tette a kutatók számára, hogy elemezzék a minta valódi összetételét és állagát. Például a vasnak hosszabb ideig tart, amíg eléri a detektorlemezt, mint a hidrogénhez képest, mivel ez nehezebb elem.
Egy apró, kihegyezett darab holdpor. (Jennika Greer/Field Museum)
A szerzők szerint ez az első alkalom, hogy az atomok típusát és pontos elhelyezkedését is láthattuk egy apró holdi talajban. Még jobb, mivel olyan kevés anyagot vettek le a gabonáról, az eredeti minta még mindig nagyrészt érintetlen, és a jövőbeni kutatások számára elérhető.
'Ennek a technikának olyan nagy az érzékenysége és felbontása, hogy olyan dolgokat talál, amelyeket egyébként nem találna, és csak egy kis részt használ el a mintából.' mondja A fene.
Az eredmények már meggyőzték a NASA-t, hogy finanszírozzon három éven át a holdporral kapcsolatos kutatást, és az APT segítségével számszerűsítse víztartalom és a tér mállási szintje .
A közelmúltban a kutatók azt javasolták a Hold tartnagy víztartalékoka mélyebb altalajrétegben; és óriási lenne, ha a már meglévő talajmintákban erre bizonyítékot találnánk.
Saját bolygónkkal ellentétben a Holdnak nincs légköre, amely megvédené. Az űr pedig zord környezet, különösen, ha a Nap lecsap rá, végtelen naprészecskék-folyamokat és kozmikus sugárzást küldve.
A Hold talaját olyan mélyen megváltoztatta ez az időjárás, hogy ami a műhold belsejében van, valószínűleg nem egyezik a külsővel. Az új tanulmány szerzői abban reménykednek, hogy a felszín változásának megértésével valahogy meg tudjuk fordítani az órát, és megpróbáljuk kitalálni, mi volt egykor a Hold talaja.
A Greer és munkatársai a Hold pormintájából készített nanoméretű 3D térképen a csapat az űrmállás több termékét is feljegyzi, beleértve a mikrofázisú vasat, hidrogént és még egy hólyagot is, amelyet valaha a napszél ionjaival tölthettek meg.
„Az ilyesmi miatt megértjük, milyen a Hold környezete” – mondta Greer mondja .
„Ez jóval túlmutat azon, amit az űrhajósok elmondhatnak nekünk, miközben a Holdon járnak. Ez a kis gabona több millió éves történelmet őriz.
A tanulmány ben jelent meg Meteoritika és bolygótudomány .