Cientistas ajudam a recuperar gases de “cápsula do tempo” lunar

CIÊNCIA/FÍSICA

A partir da esquerda, a Dra. Juliane Gross, adjunta da Divisão de Investigação e Ciência da Exploração de Astromateriais (ARES), curadora Apollo, juntamente com os Drs. Alex Meshik e Olga Pravdivtseva, da Universidade de Washington em St. Louis, iniciam um processo de extracção de gás utilizando o colector.
Crédito: NASA/James Blair

Cientistas da Universidade de Washington em St. Louis, EUA, estão a ajudar a recuperar gases de um recipiente de solo lunar que os astronautas recolheram e selaram sob vácuo na superfície da Lua, em 1972. O esforço faz parte da iniciativa ANGSA (Apollo Next Generation Sample Analysis) da NASA.

Os astronautas da Apollo 17 Harrison Schmitt e Eugene Cernan recolheram a amostra do local de um antigo deslizamento de terras no Vale Taurus-Littrow da Lua. Os astronautas utilizaram um dispositivo para escavar uma coluna de rególito lunar – uma mistura áspera de poeira, solo e rocha quebrada da superfície da Lua – e selaram-na num recipiente. De volta à Terra, a NASA colocou cuidadosamente o contentor no cofre lunar do Centro Espacial Johnson da NASA, onde permaneceu em perfeitas condições, praticamente intocado até agora.

“Durante os últimos 50 anos, esta amostra lunar esteve encerrada num recipiente de vácuo, que depois foi também ele fechado num recipiente exterior, também em vácuo,” disse Alex Meshik, professor de física e do Centro McDonnell para as Ciências Espaciais da Universidade de Washington. “Estavam aninhados juntos, quase como bonecas russas.”

Os recipientes foram colocados em duas sacas seladas de Teflon e armazenados numa caixa de azoto, num cofre.

Abrir os contentores, como Meshik e colaboradores fizeram no mês passado, foi complicado. Os cientistas precisavam de ser capazes de identificar a assinatura química original de cada pedaço de gás que pudesse estar nos recipientes. Isso inclui o gás lunar que poderia ter sido capturado no momento em que o rególito lunar foi recolhido na superfície da Lua, bem como quaisquer outros gases que poderiam ter sido libertados das rochas durante as décadas seguintes em armazenamento.

“Não existe um selo perfeito de vácuo,” disse Meshik. “Não havia maneira de saber como estavam os selos de vácuo nos contentores após 50 anos. Será que seguraram o vácuo? Até que ponto vazaram? o principal desafio na construção do sistema de extracção foi antecipar todos os cenários possíveis para que estivéssemos prontos para cada resultado.

“Por causa disso, o nosso aparelho foi concebido para poder realizar não apenas uma única extracção de gás, mas várias extracções de diferentes volumes em diferentes condições,” disse.

“Para nos ajudar a tomar as decisões informadas durante estas extracções, incorporámos no aparelho um espectrómetro de massa para análises da composição do gás e três manómetros de alta precisão para medições de pressão não destrutivas e independentes do gás,” disse Meshik.

Meshik liderou a concepção e construção do aparelho de extracção do colector, com o apoio de Olga Pravdivtseva, professora de física, e Rita Parai, professora assistente de ciências da Terra e planetárias, também bolseiras do Centro McDonnell para as Ciências Espaciais da Universidade de Washington. Os três cientistas são internacionalmente reconhecidos pelas suas análises de alta precisão de gases nobres de materiais terrestres e extraterrestre de vários corpos do Sistema Solar, incluindo o próprio Sol (missão Genesis) e poeira cósmica (missão Stardust).

Ryan Zeigler, curador de amostras Apollo da NASA e ex-aluno da Universidade de Washington, recebeu e também ajudou a testar o aparelho no Centro Espacial Johnson.

“Há cinquenta anos, quando estas amostras foram recolhidas, os cientistas da NASA tiveram e visão de pôr em prática procedimentos de cura que assegurariam às gerações futuras o acesso a amostras primitivas quando novos métodos e procedimentos analíticos estivessem disponíveis, e novas questões científicas fossem colocadas,” disse Brad Jolliff, professor de ciências da Terra e planetárias e director do Centro McDonnell para as Ciências Espaciais da Universidade de Washington.

“Temos vários laboratórios de ponta a analisar vários aspectos destas preciosas amostras e a testar hipóteses sobre as suas origens e como se enquadram num contexto moderno de ciência planetária,” disse Jolliff, que é o principal investigador institucional da Universidade de Washington na sua equipa ANGSA, liderada pela Universidade do Novo México.

“Os estudos de gases nobres são um grande exemplo porque contêm não só muita informação sobre a actual implantação de material do Sol na superfície da Lua, mas também sobre a própria origem da Lua há quatro mil milhões e meio de anos. Fiquem atentos aos resultados interessantes que se avizinham!”

Os resultados científicos preliminares da recolha inicial de gás serão discutidos na Conferência Científica Lunar e Planetária, que está a decorrer até dia 11 em Houston.

Os gases lunares dos recipientes de armazenamento estão agora a ser recolhidos usando o aparelho de extracção do colector. Após os gases retidos nos recipientes serem recolhidos, a equipa planeia deixar que outros gases se difundam lentamente para fora das próprias rochas lunares. A NASA enviará então os gases para laboratórios seleccionados nos EUA e na Europa, especializados em análises de alta precisão de oxigénio, azoto, gases nobres e material orgânico – incluindo a Universidade de Washington.

“Uma das características importantes de 73001 (o identificador da NASA para esta amostra específica de rególito lunar da Apollo 17) é que foi recolhida a uma profundidade sempre abaixo do ponto de congelação da água,” disse Jolliff. “Assim, pensou-se que poderia preservar mais voláteis do que a parte superior, que estava sujeita a mais efeitos de aquecimento e arrefecimento diurno.”

Como físico experimental, Meshik tem formação em equipamento de alto vácuo e espectrometria de massa isotópica que remonta aos seus anos universitários na Rússia, depois no Instituto Max Planck para Física Nuclear em Heidelberg, Alemanha, e finalmente na Universidade de Washington.

Partilhou com a sua esposa e frequente colaboradora Pravdivtseva uma reflexão pessoal sobre as muitas horas de trabalho meticuloso gastas na montagem do dispositivo de extracção:

“A construção do aparelho ocorreu no pico das restrições de COVID, quando tivemos de manter uma distância de 2 metros entre os membros da equipa e trabalhar a maior parte do tempo a partir de casa,” disse Meshik. “Ficámos limitados apenas a contactos momentâneos ao ar livre com os nossos colegas. Entretanto, a construção exigia mais do que duas mãos. Felizmente, as restrições não se aplicavam aos casais. Foi assim que o aparelho se tornou o nosso ‘negócio de família’.”

Astronomia On-line
8 de Março de 2022