На пороге стерильной лаборатории в Космическом центре им. Джонсона в Хьюстоне НАСА я надеваю белый костюм для чистых комнат, хирургическую кепку и маску, пинетки и латексные перчатки. Мой ведущий, минералог по имени Майк Золенский, вытирает мой цифровой диктофон спиртом, чтобы удалить чешуйки кожи и карманный ворс. Он не хочет, чтобы какой-либо детрит загрязнил драгоценную пыль в комнате.
Связанный контент
- Происхождение жизни
- Спасение самой угрожаемой морской черепахи в мире
- Воспоминания о звездной пыли
- Подсказки от кометы
Оказавшись внутри, Золенский достает из шкафа стеклянную коробку размером с ладонь. Коробка содержит прямоугольный кусок, менее двух дюймов в поперечнике, из жутко прозрачного материала. Я наклоняюсь и прищуриваюсь, но не могу сосредоточиться ни на чем. Золенский выключает свет и протягивает мне лазерную указку. Красный луч выявляет тонкие полосы в куске, которые начинаются на его поверхности и проникают на доли дюйма, как следы крошечных пуль. «Это кометные удары», - говорит он. «На это красиво смотреть».
Следы были сделаны во время первой и единственной в мире попытки преследовать комету и вернуть ее домой. Миссия НАСА, названная «Звездная пыль», отправила космический корабль на комету Wild 2 (произносится как «VILT-too») во время семилетнего путешествия, которое закончилось в 2006 году. Оно вернуло единственный материал - кроме лунных камней - взятый непосредственно из инопланетян тело.
Ученые ожидают, что кометная пыль даст подсказки о том, как сформировались наша солнечная система и планета. За 4, 5 миллиарда лет Земля прошла через многое - извергались вулканы, горы поднимались и опускались, тепло и вода снова и снова химически преобразовывали камни - что ученым трудно получить самые ранние геологические свидетельства того, что может быть состояние выставочного зала. Все было похоронено или изменено. Напротив, кометы, которые примерно того же возраста, что и Земля, являются древними реликвиями. «На поверхности Земли не осталось ничего столь же старого, как эти кусочки кристаллов и минералов», - говорит Карлтон Аллен, куратор астрономических материалов в Космическом центре Джонсона. Комета, продолжает он, таит в себе «исходный материал для нашей солнечной системы, материал, который собрался вместе, чтобы сделать все, что мы видим».
Кометы возникли на окраине огромного облака газа и пыли, которое образовалось в нашей солнечной системе более 4, 5 миллиардов лет назад. Кристаллы льда вдали от Солнца постепенно соединяются с пылью, образуя триллионы комет, которые с тех пор медленно вращаются вокруг Солнца в глубокой заморозке далеко за пределами Нептуна. Только когда гравитация от ближайшей звезды или какое-то космическое возмущение подталкивает их, они приближаются к Солнцу; затем мы видим потоки газа и пыли, когда лед испаряется - фирменный хвост.
Самая известная комета Галлея имеет ширину всего в десять миль, но у нее получается прекрасный хвост длиной в десятки миллионов миль, когда ее круговая орбита доставляет ее между Землей и Солнцем каждые 76 лет. (Земля увидит это снова в 2061 году.) Астероиды тоже древние, но большинство орбит между Марсом и Юпитером, где Солнце пекло их в течение миллиардов лет. Большинство из них плотные и каменистые, некоторые даже металлические, осыпающиеся, которые иногда попадают на Землю как метеориты.
План путешествия звездной пыли НАСА звучит как приключение Бака Роджерса. Проезжайте далеко мимо Марса в пределах 150 миль от кометы Wild 2, скорость которой составляет 13 700 миль в час. Поймать фрагменты, не уничтожая их. Отправляйся обратно на Землю и брось капсулу в атмосферу для яркого ночного возвращения через Юту. Парашют на землю без сбоев. «Мы были напуганы до последней секунды», - говорит Золенский. «Мы до сих пор не можем поверить, что это действительно сработало».
При всей впечатляющей ракетной технике самой важной технологией миссии, возможно, было странное вещество, которое улавливало кометную пыль. Называется аэрогель, это самое легкое твердое вещество из когда-либо созданных. Плита размером с обычного человека весила бы меньше фунта. Ученый однажды позволил мне крошить некоторые в моей руке; это было похоже на хрупкий тальк. Все же аэрогель жесток. Он сделан из соединений кремнезема, расположенных в сложном полотне, которое может задерживать частицы, вталкивающиеся в него со скоростью, в шесть раз превышающей скорость пули винтовки. Космический корабль нес два алюминиевых сборных лотка в форме огромных теннисных ракеток. Каждый поднос содержал около 130 прямоугольных карманов, заполненных блоками аэрогеля, меньшими, чем кубики льда.
В чистой комнате Золенский возвращает кусок аэрогеля в шкаф для хранения и снимает алюминиевый корпус с болтовым креплением. Внутри лежит целый лоток для сбора комет. Это стоит около 200 миллионов долларов. «Я всегда нервничаю из-за этой части», - говорит он. «Я стараюсь не бросать это». Он помещает футляр на стол из нержавеющей стали, откручивает его и поднимает крышку. «С потолка стекает воздух, поэтому здесь правило таково, что мы никогда не стоим над подносом», - говорит он мне. Даже при маске я прекрасно осознаю, что не должен чихать.
Кубики аэрогеля с оттенком люминесцентного синего цвета напоминают дыхание, выдыхаемое зимним утром и застывшее твердое тело. Лазерная указка выявляет множество треков, соединяющих поверхности и внутренности кубов, некоторые из которых похожи на острые уколы, другие - на растрескавшиеся корни.
Несколько десятков кубиков отсутствуют в лотке. Золенский и его коллеги вырезали сотни маленьких срезов этих кубиков. Они удаляют целую дорожку частиц, проталкивая пару острых стеклянных волокон в аэрогель, и этот процесс занимает один день. Извлеченный кусок выглядит как обрезанный угол ногтя и имеет частицу на одном конце.
При взгляде в микроскоп частица, изображенная Золенским, черновато-черная. Астрономы однажды изобразили кометы как мягко распадающиеся «пушистые ледяные шарики». Затем подробные фотографии показали, что внешние оболочки комет представляют собой почерневшие корки, обугленные излучением космоса. Лед и пыль изрыгают сквозь трещины в коре, разрушая внутреннюю часть кометы с каждой орбитой. Образцы Stardust - посланники из Wild 2 - показывают, что кометы темны до конца.
При большем увеличении частицы пыли выглядят как взорванные ядра попкорна. Ученые из Stardust были удивлены, обнаружив, что некоторые зерна кометы сделаны из минералов, которые образуются только при очень высоких температурах. Похоже, что эти зерна возникли недалеко от Солнца, внутри орбиты Меркурия, в доменной печи, далекой от спокойных, холодных краев солнечной системы, где кометы сейчас дрейфуют.
Никто не ожидал, что горячие ингредиенты внутренней солнечной системы смешались с холодной внешней солнечной системой миллиарды лет назад. «Это замечательный результат», - говорит ученый-планетатор Майкл А'Хирн из Университета Мэриленда. «Это заставляет нас переосмыслить, как все сложилось вместе». Это может означать, что ветер или радиация от новорожденного Солнца были сильнее, чем ожидалось, продвигая тепловые зерна глубоко в солнечную систему, где они сливались со льдом и холодной пылью в кометы.
В сборном лотке также были обнаружены доказательства того, что кометы, возможно, помогли посеять жизнь на Земле. Исследователи НАСА обнаружили следы глицина - одной из аминокислот, которые составляют белки всех живых существ - на алюминиевой фольге, выстилающей края кубиков аэрогеля. Открытие, подтвержденное этим летом, предполагает, что кометы содержат некоторые основные молекулы жизни. Кометы и метеориты, сталкивающиеся с молодой Землей, могли бы распространять такие соединения, возможно, обеспечивая ингредиенты для первых клеток Земли.
Звездная пыль была не единственной кометной миссией. В 2005 году космический аппарат НАСА «Глубокий удар» врезался в комету P9 / Tempel 1 и обнаружил, что кора была жесткой, но слои под ней были слабыми и рыхлыми. Европейская миссия, находящаяся в пути, Розетта, попытается приземлиться на комету в 2014 году, выкопать немного ледяной грязи и проанализировать ее на месте.
После того, как мы снимаем наши костюмы для чистых комнат, Золенский ведет меня вниз по лестнице, чтобы увидеть капсулу возвращения миссии. (В настоящее время он выставлен в Национальном музее авиации и космонавтики.) Конусообразный щит, который защищал груз Stardust во время его огненного возвращения, имеет ширину в ярд. Там есть грязь, грязь из Юты с площадки. Поверхность капсулы из углеродного композита, смешанного с пробкой, обжигается и слегка поддается прикосновению. Космический корабль пролетел три миллиарда миль - самый дальний путешественник, который когда-либо находил дорогу домой.
Роберт Ирион написал о черных дырах и новых планетах для Смитсоновского института .
Космический корабль Stardust собирал кометную пыль и транспортировал ее в капсуле. Испытания заполненного гелем коллектора (Майк Золенский в лаборатории в Хьюстоне) дали удивительные материалы. (Роберт Сил) 
Миссия НАСА, названная «Звездная пыль», вернула единственный материал - кроме лунных камней - взятый непосредственно из внеземного тела. (NASA) 
Капсула кометной пыли пылает на Земле около Вендовера, штат Юта. (Брюс Фишер / Огденское астрономическое общество) 
«Аэрогель» - самое легкое из когда-либо созданных: блок размером с обычного человека весил бы меньше фунта. (Роберт Сил) 
Направленный в космос на три миллиарда миль, аэрогель поймал частицы, разлетающиеся в шесть раз быстрее, чем пуля (след частицы). (Пол Чинн / Хроника Сан-Франциско / Корбис)
