Como a NASA tem mantido as rochas lunares Apollo a salvo de contaminação por 50 anos

Não estou autorizado a tocar nas rochas lunares.

Na sala onde a NASA armazena as amostras que os astronautas Apollo trouxeram para a Terra décadas atrás, eu espreito as rochas e bandejas de sujeira através do vidro. Mas os meus guias turísticos são firmes: Ninguém toca nas rochas da lua.

Este é o laboratório de amostras imaculado do Centro Espacial Johnson da NASA em Houston. Estar aqui é uma grande coisa para mim. Passei anos olhando as rochas cósmicas à distância – minha infância envolveu muito observador de estrelas através de um telescópio, e no meu trabalho de laboratório universitário, eu processei fotos de Marte. Estava ansioso para colher uma mão cheia de areia alienígena e deixá-la correr pelos meus dedos. Hoje, a oportunidade parece tão próxima quanto improvável.

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Antes de entrar nesta sala limpa, eu removo todas as minhas jóias, incluindo a minha aliança de casamento. Meus guias e eu cobrimos nossos sapatos com botas de papel azul e pisamos em macacões de corpo inteiro com zíperes do umbigo ao pescoço e estalos nos tornozelos, pulsos e garganta. Uma vez nos trajes de coelhinho branco, colocamos luvas de neoprene, uma capa de cabelo, mais um par de botas de joelho alto puxadas sobre as botas azuis. Finalmente, passamos um minuto inteiro de pé em uma cabine telefônica, sob uma brisa constante soprando do teto ao chão para nos livrar de qualquer poeira persistente.

Dentro da sala limpa, eu enfrento outra barreira: As rochas são armazenadas em armários seguros e pressurizados – como grandes terrários – cheios de nitrogênio puro. A única maneira de chegar às amostras é enfiando as mãos já enfiadas em outro conjunto de luvas que acenam dos armários como braços de zumbis.

Apenas cinco pessoas no mundo conseguem lidar rotineiramente com estas pedras preciosas, diz-me o processador de amostras Charis Krysher. Ela é uma delas. Mas mesmo a Krysher e os poucos sortudos não podem tocar directamente nas amostras. Para pegar uma pedra Apollo, Krysher deve usar uma pinça de aço inoxidável ou deslizar seus dedos em um terceiro conjunto de luvas feitas de teflon.

“Você perde um pouco de destreza”, diz ela. “Você se acostuma, mas é preciso prática”.

Todo esse esforço é para proteger os 382 quilos de rochas, amostras de núcleo, seixos, areia e poeira levantados da lua durante os seis desembarques Apollo de 1969 a 1972. Essas amostras inestimáveis ainda oferecem novos detalhes sobre como a lua – e todo o sistema solar – se formou e evoluiu. As rochas revelaram as idades ásperas de todas as superfícies rochosas dos planetas e informaram o debate sobre se uma antiga remodelação dos planetas exteriores causou um bombardeamento de meteoritos na Terra (SN Online: 9/12/16).

“Um dos maiores equívocos é que as amostras Apollo não estão mais sendo estudadas, e que as amostras Apollo só nos falam sobre a Lua”, diz Ryan Zeigler, curador de amostras Apollo no Centro Espacial Johnson. “Nenhuma delas é verdadeira”

Na verdade, a NASA está abrindo um cache de amostras intocadas para novos estudos neste 50º aniversário da aterrissagem lunar da Apollo 11 de 20 de julho de 1969.

A escritora de astronomia do Notícias da Ciência Lisa Grossman foi aos bastidores do laboratório de amostras virgens da NASA no Centro Espacial Johnson em Houston nesta primavera e viu pedras lunares de perto – ou tão perto quanto os não-astronautas podem chegar.

A ciência lunar descola

Desde que aqueles primeiros pedaços de lua chegaram, a NASA enviou cerca de 50.000 amostras individuais para 500 laboratórios de pesquisa em mais de 15 países. Mesmo com toda essa partilha, mais de 80 por cento do lanço original ainda está intocado. Mantendo a abordagem hipercardiosa da NASA, quase 15% desse lote está armazenado em um cofre no White Sands Test Facility perto de Las Cruces, N.M., uma unidade de aproximadamente 1.300 km de Houston.

Designers também construíram esse prédio boxy, bege, em Houston, que abriu em 1979, com certos desastres em mente. A estrutura é resistente a furacões, e o laboratório de amostras intacto é uma história acima do nível do solo para evitar inundações.

Quando as amostras lunares chegaram à Terra pela primeira vez, elas foram voadas para Houston e colocadas em quarentena durante semanas (assim como os astronautas). Os pesquisadores queriam manter as amostras a salvo da contaminação terrestre e manter a vida terrestre a salvo das amostras. Ninguém sabia se alguma coisa vivia na Lua, ou se a vida lunar potencial seria tóxica para os terráqueos.

Quando as primeiras amostras foram trazidas à Terra com a Apollo 11 em 1969, os agentes de quarentena transportaram as amostras directamente para um laboratório intacto para se certificarem de que não constituíam uma ameaça. NASA

As primeiras amostras foram coletadas pelos astronautas Neil Armstrong e Buzz Aldrin da Apollo 11, que recolheram cerca de 21,5 kg de rochas lunares e sujeira em caixas de armazenamento.

Daquela primeira coleta, cerca de 700 gramas foram para um laboratório de testes biológicos. Lá, foram colocadas amostras em câmaras seguras com ratos, peixes, aves, ostras, camarões, baratas, moscas domésticas, vermes chatos e organismos unicelulares, além de 33 espécies de plantas e mudas. Os cientistas observaram para ter certeza que nenhuma das espécies de teste morreu ou desenvolveu mutações, e que nada cresceu nos próprios grãos da lua.

Quando nada aconteceu, cerca de sete quilos das rochas da Apollo 11 foram colocados em laboratórios ao redor do mundo, tão longe de Houston quanto Tóquio e Canberra, Austrália. Pesquisadores estudando essas rochas concordaram em não publicar suas descobertas antes de se reunirem para discuti-las na primeira Conferência Científica Lunar, que foi realizada em Houston em janeiro de 1970.

Astronautas da Apollo 16 usaram esse ancinho para coletar amostras da superfície da lua em 1972. NASA

“Nenhum outro conjunto de amostras geológicas foi investigado tão extensivamente”, o geólogo (e mais tarde astronauta da Apollo 17) Harrison Schmitt e colegas escreveram na introdução aos anais da conferência.

Os estudos, que lançaram a disciplina “ciência lunar”, levaram quase imediatamente a uma nova compreensão da origem da lua. Essa teoria é ainda hoje a teoria principal: A Lua formou-se, quente e derretida, a partir dos escombros congelantes de um impacto gigantesco entre a jovem Terra e algum outro planeta primitivo (SN: 4/15/17, p. 18).

“Que beleza”

O facto de os cientistas terem as amostras certas para revelar que a Lua já foi quente e viscosa foi um golpe de sorte.

No final do primeiro moonwalk, “a última coisa que aconteceu foi Neil Armstrong olhar na caixa de pedra e pensar, isto parece um pouco vazio”, diz Zeigler. Então Armstrong enfiou nove colheres de terra para evitar que as grandes amostras saltassem por aí. “Foi um pensamento posterior”

Que terra extra continha um tesouro: minúsculas rochas brancas e cinza claro chamadas anorthosites. Estas rochas destacavam-se contra os basaltos vulcânicos escuros que formavam a maior parte do local de aterragem.

“Os anortos eram totalmente inesperados”, escreveu o geólogo John Wood e colegas do Smithsonian Astrophysical Observatory em Cambridge, Mass., em 1970, em Science. A baixa densidade das rochas sugeria que elas faziam parte de uma crosta antiga depois de subir à superfície de um oceano de magma lunar, a equipe de Wood raciocinou. Se uma grande porção da lua já foi magma líquido, coisas mais pesadas afundariam na gosma, e coisas mais leves como os anortos subiriam. Uma equipe independente, liderada pelo mineralogista Joseph Smith, da Universidade de Chicago, criou uma imagem semelhante.

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Atrás de um microscópio, os anortos, a rocha branca distinta que formava a crosta antiga da lua, destacam-se do basalto vulcânico mais escuro. J. Wood et al/Proc. Apollo 11 Lunar Sci. Conf. 1970

O nosso entendimento moderno desse oceano magma lunar é mais complexo, diz o cientista planetário Steve Elardo da Universidade da Florida em Gainesville. A lua deve ter passado por fases distintas para se transformar daquela massa derretida na rocha sólida de hoje: primeiro separando-se em crosta clara e manto denso, e depois esfriando com o tempo.

Mas quando os pesquisadores medem as idades das rochas que deveriam ter vindo dessas diferentes épocas, todas parecem ser aproximadamente as mesmas: 4,35 bilhões de anos.

O resultado “jogou geoquímicos para um loop”, diz Elardo. Ou as medidas deles estavam erradas, ou tudo aconteceu muito rapidamente.

Pouca, a idéia principal de que a lua inteira já foi uma vez que a rocha líquida se manteve estável. Na verdade, os geólogos agora pensam que esse é o ciclo de vida da maioria dos corpos jovens do planeta.

“Nós até falamos de oceanos magma, pequenos, para asteróides”, diz Elardo.

Os grupos em 1970 tinham menos de seis meses para estudar as amostras, descobrir os anortos e descobrir o que tudo isso significava. “E eles basicamente acertaram”, diz Elardo. “Isso sempre me dá um sopro na cabeça.”

Em 1971, a NASA disse aos astronautas da Apollo 15 David Scott e James Irwin para procurarem pedras brancas brilhantes que pudessem confirmar esta ideia com mais estudo. A transcrição da missão mostra a excitação deles quando encontraram uma durante um moonwalk.

“É sobre – oh, rapaz!” Scott disse. “Adivinha o que acabámos de encontrar…. Que beleza.” O Irwin entrou: “Acho que encontramos o que viemos buscar.”

Krysher mostra-me partes das amostras do Armstrong e do Scott, apresentadas em gabinetes separados. Os solos da Apollo 11 enchem o que parecem ser duas embalagens de bolos de metal. Entre uma camada de grãos escuros, consigo detectar algumas manchas brancas, os anorthosites. A rocha de Scott é apelidada de Rocha do Gênesis porque, na época, estava entre as rochas lunares mais antigas conhecidas. Consigo ver porque se destacava: É um branco brilhante e gessado. O remanescente em exposição é menor do que eu esperava, do tamanho de uma lima. Ela poderia facilmente caber na minha mão.

A Rocha de Génesis, mostrada aqui antes do processamento, é um pedaço da crosta primordial da lua que foi apanhada em 1971 pelos astronautas da Apollo 15. Ela é branca porque contém anortositas. NASA

“Posso segurá-la?” Eu pergunto ao Krysher. Sem dados. Tive de perguntar, apesar de Zeigler me ter avisado num e-mail antes de eu chegar: “Temos regras bastante rígidas sobre as pessoas que põem as mãos (de luvas) nos armários para tocar nas amostras. Basicamente, é uma regra de apenas se você caminhou na lua”

Um mundo molhado

Amostras puras e limpas longe de dedos curiosos permitiram aos cientistas fazer uma das descobertas lunares mais surpreendentes dos últimos 50 anos: A lua está húmida. Na última década, os cientistas encontraram centenas de vezes mais água em amostras lunares do que os pesquisadores na era Apollo perceberam que existia.

Os primeiros estudos das amostras Apollo sugeriram que a lua era seca com osso, com menos de 1 parte por bilhão de água. Isso fazia sentido: se a lua tivesse nascido quente, a água e outras moléculas facilmente vaporizadas teriam fervido rapidamente.

Destas duas colheres de terra coletadas durante a Apollo 11, a da direita contém manchas visíveis de anortosita branca, fragmentos da crosta antiga da lua. The Washington Post/Getty Images

Mas no final dos anos 2000, os pesquisadores começaram a encontrar indícios de umidade antiga presa em amostras lunares. Alberto Saal da Brown University e colegas usaram uma microssonda iônica para encontrar moléculas de água nas profundezas de minúsculas esferas de vidro vulcânicas de solos lunares, a equipe relatou na Nature em 2008 (SN: 8/2/08, p. 12).

Baseado na quantidade de água nas esferas, os pesquisadores estimaram que o magma abaixo da crosta lunar poderia ter tido até 750 partes por milhão de água. Então estudos posteriores encontraram água no manto mais profundo da Lua, talvez tanto quanto na Terra: dezenas a centenas de partes por milhão, disse o cientista planetário Francis McCubbin, da NASA Johnson, em março, na Conferência Científica Lunar e Planetária em The Woodlands, Texas.

Ainda há muita discordância sobre a quantidade exata de água que a Lua contém, disse McCubbin. Mas manter as amostras lunares sob condições primitivas foi crucial para descobrir a água 40 anos depois que as rochas foram trazidas para a Terra. “Certificar-nos de curar essas amostras de uma forma que nossos netos e seus netos possam continuar fazendo descobertas é extremamente importante”, disse ele.

Esta, eu percebo, é uma razão pela qual eu não posso tocar as rochas da lua. Estou muito cheio de água. Assim como o ar.

Unsung heroes

Esse é o objetivo da cura da amostra, diz o processador Lacey Costello. “A pesquisa fica com toda a glória.” Mas a cura é crucial.

Os processadores preservam e preparam as amostras, assegurando que não há contaminação. Sem esse esforço, diz Costello, os dados que os investigadores obtêm não seriam precisos. “Como você poderia confiar se as amostras poderiam ter sido contaminadas?”

Curação envolve mais do que apenas três conjuntos de luvas. Os processadores mantêm uma base de dados detalhada de cada amostra já retirada da lua, mais cada chip e fatia que já foi dividida da amostra original. Esses especialistas fotografam e registram a massa de cada subamostra antes de arquivá-la em um cofre, atrás do mesmo tipo de porta que protege as reservas de ouro dos EUA em Fort Knox. Os processadores até mantêm a orientação norte-sul e para cima e para baixo que as rochas tinham na lua.

A pressão do ar dentro dos armários selados que abrigam as rochas da lua é maior do que na sala ao redor. Essa diferença afasta quaisquer detritos das rochas lunares e insufla as luvas por onde os processadores passam os braços para manusear as amostras. Felix Sanchez

“Temos procedimentos extensos”, diz a processadora Andrea Mosie, uma nativa de Houston que trabalha no laboratório de amostras lunares há 43 anos. Ela foi estagiária do ensino médio no Manned Spacecraft Center – o nome original do Johnson Space Center – em julho de 1969, quando chegaram as primeiras pedras.

O seu supervisor a deixou participar das reuniões de planejamento da missão lunar. “Eu realmente fiz mais do que deveria fazer, o que foi realmente encorajador”, diz ela. “E eu estava no mesmo prédio com os astronautas, o que foi ótimo.”

Após ganhar diplomas em química e matemática, Mosie voltou para a NASA. “A sala limpa tem sido o lugar perfeito para mim… porque sou uma pessoa muito exigente”, disse ela em uma palestra na Conferência de Ciência Lunar e Planetária. “Tudo tem um procedimento. Provavelmente eu me irrito com muita gente”

O processador de amostras lunares Andrea Mosie usa três pares de luvas, o mais externo das quais é Teflon, para lidar com uma rocha lunar (esquerda). Mostrada à direita em 1976, Mosie está no laboratório de amostras primitivas da NASA em Houston há 43 anos. The Washington Post/Getty Images; Cortesia de A. Mosie/Nasa

Mosie treinou Krysher, Costello e outros processadores que se juntaram ao laboratório. “Ela é a nossa deusa da lua”, brinca Krysher. Krysher começou no laboratório lunar há cerca de cinco anos, depois de passar a maior parte de uma década como engenheira aeroespacial.

Costello também mudou da engenharia aeroespacial para a geologia, depois de uma palestra sobre meteoritos ter despertado a paixão pelos planetas. Ela é a novata, tendo entrado para o laboratório em Janeiro. Ela logo percebeu que grande parte do seu trabalho é ajudar os pesquisadores a identificar a melhor amostra para seus estudos.

“Curadores adquirem o conhecimento mais íntimo das amostras”, diz Costello. “Muitas vezes os pesquisadores sabem o que querem”. Mas há momentos em que pensam saber o que querem e talvez não saibam”

Processadores de amostras lunares Charis Krysher (esquerda) e Lacey Costello (centro) mostram a Grossman (direita) como vestir um terno protetor de coelho antes de entrar no laboratório de amostras primitivas. Felix Sanchez

Após a escolha da pedra da lua direita, os processadores quebram um pedaço minúsculo da amostra principal. Uma subamostra típica enviada para um grupo de pesquisa pesa entre meia grama e uma grama, e poderia preencher talvez um quarto de uma colher de chá.

“Ao longo dos anos, os cientistas têm sido capazes de fazer mais com muito menos”, diz Krysher. É por isso que grande parte da coleção ainda é imaculada.

Existem procedimentos para contabilizar também as fraquezas humanas. Para minimizar a contaminação, apenas três materiais podem entrar em contato direto com as amostras: alumínio, aço inoxidável e teflon. Daí as pinças e luvas extras. E se o pó ou um pedaço de rocha quebrar durante a amostragem, esse pedaço se torna uma nova amostra.

Eu finalmente tenho minha chance de jogar processador. Eu vejo um armário vazio, e para meu deleite, meus guias me deixaram colocar minhas mãos com luvas duplas e fingir processar uma amostra.

Luto para esticar meus dedos dentro das luvas, que acenam como balões da maior pressão dentro do armário. A borracha envolve bem os meus braços: Quase sinto que estou a empurrar os meus braços para um líquido espesso. Eu desajeitadamente pego um martelo de aço inoxidável e um cinzel dentro do armário. Eu imito um canto de uma amostra imaginária. Mesmo sem uma pedra da lua de verdade, eu me encontro rindo de alegria.

Grossman chega a um armário vazio através de luvas de borracha para fingir – tocar uma pedra da lua. Felix Sanchez

Para os curadores, “essa excitação dura para sempre”, diz-me Mosie. “Sempre que lidas com uma amostra, tu… percebes que és um dos poucos a fazer isto…. É uma oportunidade especial, e é uma responsabilidade fantástica.”

O geólogo Beck Strauss lembra-se dessa sensação. Enquanto um pós-doutoramento na Universidade Rutgers em Piscataway, N.J., Strauss conseguiu abrir uma amostra intacta da Apollo 12.

“Foi uma das coisas mais fixes que consegui fazer – ser a primeira pessoa a segurar um pedaço desta pedra”, diz Strauss, agora no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em Gaithersburg, Md.

Na Rutgers, Strauss e colegas estudaram campos magnéticos preservados em rochas lunares para descobrir como o interior da lua mudou ao longo do tempo. A curvatura de rochas líquidas no núcleo da lua, ou na fronteira entre o núcleo e o manto, poderia ter impulsionado um campo magnético que enfraqueceu à medida que a lua esfriou e solidificou.

Strauss apresentou trabalho na Conferência Científica Lunar e Planetária de Março sugerindo que a lua primitiva tinha um forte campo magnético que desapareceu por 3 bilhões de anos atrás. A lua manteve um campo magnético mais fraco por mais 1 bilhão a 2 bilhões de anos antes do campo ter caído para essencialmente nada hoje.

Com os avanços dos últimos 50 anos, os geólogos podem medir campos magnéticos cada vez menores nas rochas da lua, diz Strauss, que “vamos obter informações que eram apenas fisicamente inacessíveis durante a era Apollo”

E Strauss sente toda essa história no trabalho. “Para eu fazer as experiências que estou fazendo e coletar os dados que tenho, basicamente tivemos que inventar o vôo espacial”, diz Strauss. Quase 50 anos depois do Apollo, Strauss conseguiu entrar no laboratório, abrir um cofre, “e tirar esses pedaços incríveis da nossa lua e aprender todo tipo de coisas realmente legais sobre eles”. Eu acho isso incrível”

Quando a NASA envia amostras para laboratórios de pesquisa, nenhum serviço especial de correio do governo é usado, apenas o correio normal, FedEx ou UPS. Para dissuadir os ladrões, os curadores tornam os pacotes imperceptíveis. “Nós obviamente não escrevemos: “Isto aqui é uma pedra da lua”, diz Mosie. Ela admite que algumas amostras foram perdidas no correio. Mas não vale a pena segurá-las. “Elas não têm preço”, diz ela. Nenhuma quantia de dinheiro pode substituí-los.

Grossman segura um troféu de acrílico com um chip de pedra da missão Apollo 15 de 1971. Felix Sanchez

Esconder tesouros

Mas há maneiras de encontrar novas amostras nas mesmas rochas antigas. Muitas das rochas da Apollo são agregados semelhantes a cimento chamados breccias, que podem esconder rochas no interior que não são visíveis do exterior. Até recentemente, a única maneira de encontrar essas rochas escondidas era quebrar as brechas abertas com um cinzel. Mas, em 2017, o laboratório de amostras primitivas conseguiu um scanner de tomografia computadorizada para dar uma olhada dentro das rochas sem quebrá-las. Isso permitirá aos curadores saberem onde cortar as rochas para extrair pedaços não vistos.

Amostras não tocadas estão prestes a sair do armazenamento. Três tubos de terra arrancados da superfície lunar durante as Apollo 15, 16 e 17 foram selados desde os anos 70. Em março, a NASA anunciou que nove equipes de pesquisa receberão pedaços preciosos desses tubos.

E novas missões estão no horizonte. Em abril, o administrador da NASA Jim Bridenstine anunciou uma proposta para aterrissar astronautas americanos na lua novamente já em 2024. A China planeja lançar uma missão de retorno à lua no final deste ano (SN: 24/11/18, p. 14). Essas rochas lunares serão as primeiras amostras daquela região da lua e as primeiras a retornar desde 1976.

“Obter amostras de outra parte da lua revolucionaria nossa compreensão da lua e do sistema solar, assim como as amostras da Apollo”, diz Zeigler.

Pensei que teria que me candidatar a astronauta para finalmente colocar minhas mãos em uma rocha lunar. Mas eu encontrei uma maneira mais fácil. O Smithsonian National Air and Space Museum, em Washington, D.C., tem uma fatia de basalto, chamada Touch Rock, da Apollo 17 em exposição. Qualquer um pode subir e tocá-la.

Não consigo suprimir um sorriso quando passo os meus dedos por cima dela. A pedra é fresca e suave, como uma rocha de rio. Mas em vez de ser desgastada pela água e pelo tempo, esta peça da nossa lua foi polida por milhões de mãos humanas.

Outras amostras estão em exposição ao redor do mundo, incluindo esta sob o polegar de Grossman no Smithsonian National Air and Space Museum em Washington, D.C. C. Vanchieri

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