Les scientifiques de la NASA ont ouvert un échantillon de roche et de sol intact de la Lune retournée sur Terre sur Apollo 17, marquant la première fois depuis plus de 40 ans, un échantillon vierge de roche et de régolithe de l'ère Apollo a été ouvert. Il prépare le terrain pour que les scientifiques mettent en pratique des techniques pour étudier les futurs échantillons collectés lors des missions Artemis.

L'échantillon, ouvert le 5 novembre, dans le Lunar Curation Laboratory du Johnson Space Center de l'agence à Houston, a été collecté sur la Lune par les astronautes d'Apollo 17 Gene Cernan et Harrison "Jack" Schmitt, qui a enfoncé un tube de 4 centimètres de large dans la surface de la Lune pour le collecter et un autre échantillon devrait être ouvert en janvier. L'échantillon a été ouvert dans le cadre de l'initiative Apollo Next-Generation Sample Analysis (ANGSA) de la NASA, qui exploite des technologies de pointe pour étudier les échantillons d'Apollo à l'aide de nouveaux outils qui n'étaient pas disponibles lorsque les échantillons ont été initialement renvoyés sur Terre.

"Nous sommes capables de faire des mesures aujourd'hui qui n'étaient tout simplement pas possibles pendant les années du programme Apollo, " a déclaré le Dr Sarah Noble, Scientifique du programme ANGSA au siège de la NASA à Washington. "L'analyse de ces échantillons maximisera le retour scientifique d'Apollo, ainsi que de permettre à une nouvelle génération de scientifiques et de conservateurs d'affiner leurs techniques et d'aider à préparer les futurs explorateurs aux missions lunaires prévues dans les années 2020 et au-delà."

Depuis l'ère Apollon, tous les échantillons qui ont été renvoyés sur Terre ont été soigneusement stockés en laboratoire afin de les préserver pour les générations futures. La plupart des échantillons ont été bien étudiés, et beaucoup font l'objet de recherches en cours. Cependant, La NASA a également pris la décision de garder certains échantillons complètement intacts comme un investissement dans l'avenir, leur permettant d'être analysés avec des technologies plus avancées au fur et à mesure de leur développement. Il s'agit notamment d'échantillons restés scellés dans leurs contenants d'origine, ainsi que certains stockés dans des conditions particulières, tous destinés à être ouverts et analysés avec des technologies analytiques plus avancées que celles disponibles pendant Apollo.

Les échantillons d'Apollo non ouverts ont été collectés sur Apollo 15, 16 et 17 missions. Deux de ces échantillons, 73002 et 73001, tous deux collectés sur Apollo 17, sera étudié dans le cadre de l'ANGSA. Les avancées des techniques telles que l'imagerie 3D non destructive, la spectrométrie de masse et la microtomie à ultra haute résolution permettront une étude coordonnée de ces échantillons à une échelle sans précédent.

Les échantillons 73002 et 73001 font partie d'un "tube d'entraînement" de deux pieds de long en régolithe (roche et sol) qui a été collecté dans un dépôt de glissement de terrain près du cratère Lara sur le site d'Apollo 17. Les échantillons préservent la stratification verticale dans le sol lunaire, des informations sur les glissements de terrain sur des corps sans air comme la Lune, et un enregistrement des volatiles piégés dans le régolithe lunaire, peut-être même ceux qui s'échappent de la Lune le long de l'escarpe Lee-Lincoln, une faille sur le site d'Apollo 17.

"L'ouverture de ces échantillons maintenant permettra de nouvelles découvertes scientifiques sur la Lune et permettra à une nouvelle génération de scientifiques d'affiner leurs techniques pour mieux étudier les futurs échantillons renvoyés par les astronautes d'Artemis, " a déclaré Francis McCubbin, Le conservateur des astromatériaux de la NASA à Johnson. "Nos technologies scientifiques se sont considérablement améliorées au cours des 50 dernières années et les scientifiques ont la possibilité d'analyser ces échantillons d'une manière qui n'était pas possible auparavant."

Deux échantillons, Deux processus

Échantillon 73002, qui est resté non ouvert mais non scellé sous vide depuis son apport sur Terre, a été le premier échantillon à être extrudé de son conteneur le 5 novembre. Les processeurs d'échantillons de Johnson passeront les prochains mois à traiter l'échantillon et à en distribuer des parties aux équipes scientifiques de l'ANGSA pour analyse.

Pour faciliter l'ouverture de l'échantillon, les chercheurs ont utilisé la tomographie par ordinateur à rayons X (XCT) réalisée à l'Université du Texas à Austin pour enregistrer une image 3D haute résolution du régolithe dans le tube. L'imagerie aide les processeurs à développer des stratégies pour prélever l'échantillon pour la dissection et la distribution aux équipes de recherche, ainsi que d'aider les scientifiques à comprendre la structure de l'échantillon avant d'ouvrir le conteneur. Il protégera également les composants fragiles du sol contre les dommages lors de l'ouverture et du traitement, et fournit des images détaillées de grains individuels et d'échantillons plus petits appelés roquettes.

Après la radiographie, les échantillons sont retirés de leur tube à l'aide d'outils spécialisés à l'intérieur d'une boîte à gants remplie d'azote sec ultra pur, et sont ensuite subdivisés en segments d'un quart de pouce pour permettre aux scientifiques de comprendre la variation observée le long de la carotte. C'est la première fois que la NASA traite un tube d'entraînement comme celui-ci en plus de 25 ans, et les scientifiques de la conservation ont travaillé dur au cours des derniers mois pour répéter le processus.

"J'ai grandi avec les histoires d'Apollon, ils m'ont inspiré pour poursuivre une carrière dans l'espace et maintenant j'ai l'opportunité de contribuer aux études qui permettent les prochaines missions vers la Lune, " a déclaré Charis Krysher, le processeur d'échantillons lunaire qui ouvrira l'échantillon 73002. "Être celui qui ouvre un échantillon qui n'a pas été ouvert depuis qu'il a été collecté sur la lune est un tel honneur et une lourde responsabilité, nous touchons à l'histoire."

Échantillon 73001, qui ouvrira début 2020, a été scellé sur la Lune dans un conteneur sous vide spécial pour carottes, puis placé dans un autre conteneur sous vide et scellé sur Terre. Cet échantillon sera ouvert une fois que les scientifiques auront affiné leurs plans pour capturer les gaz de la Lune collectés dans le conteneur avec l'échantillon lui-même. Une fois enlevé, il sera traité en boîte à gants et partagé avec les équipes scientifiques sélectionnées pour la recherche ANGSA.

Artemis Generation et la connexion de l'UNM

L'exploration de la Lune par les astronautes du programme Artemis sera rendue possible en utilisant les ressources de la Lune, y compris la glace d'eau qui peut être utilisée pour fabriquer du carburant pour fusée ou de l'oxygène à respirer. L'étude de ces échantillons non ouverts peut permettre aux scientifiques de mieux comprendre l'origine des dépôts de glace polaire lunaire, ainsi que d'autres ressources potentielles pour une exploration future. Ils acquerront également une meilleure compréhension du fonctionnement des outils Apollo, qui aidera à la conception d'outils pour les futures missions lunaires.

"Les résultats de ces échantillons fourniront à la NASA de nouvelles informations sur la Lune, y compris l'historique des impacts sur la surface lunaire, comment les glissements de terrain se produisent sur la surface lunaire, et comment la croûte de la Lune a évolué au fil du temps, " dit Charles "Chip" Shearer, co-responsable scientifique de l'ANGSA et professeur à l'Institut de météorologie (IOM) et au Département des sciences de la Terre et des planètes (E&PS) de l'Université du Nouveau-Mexique, qui a été un défenseur de cette initiative pendant plus d'une décennie.

"Cette recherche aidera la NASA à mieux comprendre comment les réservoirs volatils se développent, évoluent et interagissent sur la Lune et d'autres corps planétaires. C'est excitant de voir cette vision se réaliser, " il ajouta.

Les autres membres de l'équipe UNM sont :James Papike, Steve Simon, Zach Sharp, Michel Caton, Adrian Brearley et Karen Ziegler, tous sont membres de l'OIM et d'E&PS. Schmitt, d'Albuquerque, est le seul géologue parmi les astronautes d'Apollo et pilote du module lunaire d'Apollo 17 qui a collecté l'échantillon 73002. Il est également activement impliqué dans l'équipe scientifique de l'UNM.

Au cours de l'examen préliminaire de ces échantillons Apollo non ouverts, plusieurs générations de scientifiques, ingénieurs, et les conservateurs travailleront ensemble pour étudier les échantillons. Membres de l'équipe, qui ont une longue expérience de la NASA et dont certains faisaient partie des équipes originales pour étudier d'abord les échantillons d'Apollo, travaillera avec des membres plus jeunes de l'équipe dans une véritable collaboration entre les générations passées et présentes d'explorateurs lunaires.

"L'équipe de conservation du Johnson Space Center a été sans faille dans l'ouverture de la carotte sur une période de deux jours, " a déclaré Shearer. "Cela fournit un lien essentiel entre la première génération d'explorateurs lunaires d'Apollo et les générations futures qui exploreront la Lune et au-delà en commençant par Artémis."

En 2-3 semaines environ, L'UNM recevra ses premiers échantillons qui seront dans un premier temps analysés au Centre des isotopes stables (CSI).

Depuis que ces échantillons ont été collectés, La NASA a continué à étudier le voisin le plus proche de la Terre à travers des missions comme le Lunar Reconnaissance Orbiter et dispose désormais d'une quantité incroyable de données sur la surface lunaire, environnement et composition. Sous Artémis, l'agence enverra une série de nouveaux instruments scientifiques et de démonstrations technologiques pour étudier la Lune avant l'atterrissage d'astronautes sur la surface lunaire d'ici 2024, and establishing a sustained presence by 2028.

The next core to be opened will be a bit more difficult as it resides in multiple containers. Shearer and Sharp with team members from other institutions are working on the tools to open and analyze this second container.

The agency will build on its past to leverage its Artemis experience to prepare for the next giant leap—sending astronauts to Mars.