Échantillon lunaire scellé d’Apollo 17 ouvert pour la première fois – Cadeau scientifique “incroyablement précieux”.

Gene Cernan, astronaute d’Apollo 17, se préparant à collecter les échantillons 73001 et 73002 sur la Lune en 1972. Gene Cernan a prélevé l’échantillon dans un dépôt de glissement de terrain qui descendait en cascade dans la vallée du Taurus-Littrow. L’astronaute d’Apollo 17 a enfoncé un tube cylindrique de 70 cm de long dans la surface pour extraire une carotte du sol lunaire. Crédit : NASA

Comme une capsule temporelle scellée pour la postérité, l’un des derniers échantillons lunaires de l’ère Apollo collectés lors d’Apollo 17 a été ouvert sous la direction attentive des processeurs et des conservateurs d’échantillons lunaires de la division Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) à ;” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s Johnson Space Center in Houston. This precious and well-preserved sample will serve as a narrow window into the permanent, geological record of Earth’s closest celestial neighbor – the Moon.

Before NASA goes back for more samples – this time at the Moon’s South Pole during the agency’s upcoming Artemis missions – the Apollo Next Generation Sample Analysis Program, or ANGSA, is studying some of the last few lunar samples that NASA has kept unopened, in pristine condition, awaiting the day when scientists equipped with improved scientific and technologic methods could examine them.

“We have had an opportunity to open up this incredibly precious sample that’s been saved for 50 years under vacuum,” said Thomas Zurbuchen, associate administrator of NASA’s Science Mission Directorate in Washington, “and we finally get to see what treasures are held within.”

Apollo 17 core sample 73001 processing. Credit: NASA/Robert Markowitz

That day finally came for sample 73001, which was first vacuum sealed on the Moon and then stored in a second protective outer vacuum tube inside the nitrogen-purged processing cabinets in Johnson’s lunar laboratory. Back in December 1972, astronauts Eugene Cernan and Harrison “Jack” Schmitt collected the lunar regolith by hammering thin, cylindrical sample-collection devices, or drive tubes, into a landslide deposit in the Moon’s Taurus-Littrow Valley, capturing layers of ancient history for scientists to pore over.

This sample, 73001, is the lower half of a double drive tube. The upper drive tube, sample 73002, was returned from the Moon in a normal, unsealed container, which was opened in 2019. The ANGSA science team has been studying its layers of small rocks and soil and is eager to see what the lower half holds.

A close-up of Apollo 17 lunar core sample 73001 being taken out of its drive tube for the first time since it was collected by Apollo astronauts in December 1972 at NASA’s Johnson Space Center in Houston. Credit: NASA/Robert Markowitz

Before the ARES team extruded the drive tube of 73001, extensive scans were taken at the University of Texas at Austin using X-ray CT technology to capture high-resolution 3D images of the sample’s makeup inside the tube.

“This will be the permanent record of what the material inside the core looks like before it got pushed out and divided into half-centimeter increments,” said Ryan Zeigler, Apollo sample curator. “The drive tube was very full, which is one of the things we learned with the CT scans, and it caused a slight complication in how we were initially planning to extrude it, but we have been able to adapt using these scans.”

Last month, the team first worked to capture any gas present within the outer protective tube and, finally, by piercing the inner container, to extract any lunar gases remaining inside.

“We have extracted gas out of this core, and we hope that will help scientists when they’re trying to understand the lunar gas signature by looking at the different aliquots [samples taken for chemical analysis],” dit Zeigler.

Image de tomographie à rayons X de l’échantillon de noyau lunaire 73001 d’Apollo 17 prise à l’Université du Texas à Austin, membre de l’équipe d’analyse d’échantillons Apollo de nouvelle génération. Crédit : Université du Texas à Austin

Les analyses et les tomodensitogrammes ont permis de s’assurer qu’il n’y aurait pas de grandes surprises lors de l’ouverture de ce cadeau scientifique ; et, ensemble, ils ont permis de créer une feuille de route pour la dissection. Avant l’événement principal des 21 et 22 mars, Juliane Gross, conservatrice adjointe des échantillons Apollo, a également effectué des essais à blanc du processus d’extrusion avec une maquette de noyau dans le laboratoire de Johnson.

Gross a comparé le processus d’extrusion à l’assemblage d’un meuble – sauf que les bras sont limités par les gants massifs de la boîte à gants. L’extrusion de l’échantillon à l’aide d’outils spécialisés exigeait un niveau d’organisation méticuleux.

“Nous avons procédé étape par étape, en essayant de ne pas perdre toutes les petites pièces et les vis”, a déclaré Gross.

A la fin, cela ressemblait à une séance d’entraînement épuisante, avec des courbatures qui irradiaient dans ses bras et ses épaules. Mais Gross vous dira rapidement que cela en valait la peine.

“Nous sommes les premières personnes à avoir vu ce sol pour la première fois”, a déclaré Mme Gross. “C’est la meilleure chose au monde – comme un enfant dans un magasin de bonbons, non ?”

L’équipe de traitement de l’échantillon de noyau 73001 d’Apollo 17 devant l’échantillon nouvellement ouvert au Centre spatial Johnson de la NASA à Houston. De gauche à droite, Charis Krysher, Andrea Mosie, Juliane Gross et Ryan Zeigler. Crédit : NASA/Robert Markowitz

Le programme Apollo a donné à la NASA la possibilité d’essayer des méthodes d’échantillonnage qu’elle pensait efficaces sur la Lune, en se basant sur ce qui avait fonctionné sur Terre, et de faire évoluer ces méthodes à chaque mission.

“Les échantillons terrestres et les échantillons lunaires sont très différents, donc l’équipe Artemis a déjà pris cela en compte dans la conception de ses outils”, a déclaré Zeigler. “Ils n’ont pas commencé avec Apollo 11. Ils ne sont pas partis de zéro. Ils ont commencé avec Apollo 17 et ce qui a très bien fonctionné et ils avancent à partir de là vers Artemis.”

Et parce que les astronautes d’Artemis iront au-delà de l’équateur lunaire, plus familier, jusqu’au pôle Sud, avec ses conditions parfois cryogéniques, ou gelées, et son éclairage spectaculaire, le sol lunaire offre là des perspectives d’étude alléchantes.

“Le pôle Sud de la Lune est un endroit idéal pour la constitution potentielle de grands dépôts de ce que nous appelons les volatiles, [substances that evaporate at normal temperatures, like water ice and carbon dioxide]”a déclaré LoriGlaze, directeur de la division des sciences planétaires au siège de la NASA, “Ces volatiles peuvent nous donner des indices sur l’origine de l’eau dans cette partie du système solaire – qu’elle provienne de comètes, d’astéroïdes, du vent solaire ou autre.”

Et si les échantillons d’Apollo ont permis à la NASA de mieux connaître le satellite naturel de la Terre, de nouveaux échantillons vierges provenant d’endroits exotiques de la surface lunaire – et sous la surface – aideront l’agence à mieux comprendre ses réservoirs volatils et son évolution géologique.

“Nous avons la possibilité de répondre à des questions vraiment importantes sur la Lune en tirant des enseignements de ce qui a été enregistré et préservé dans le régolithe de ces échantillons Apollo”, a déclaré Francis McCubbin, conservateur des astromatériaux de la NASA. “Nous avons conservé ces échantillons pour le long terme, afin que les scientifiques puissent les analyser dans 50 ans. Grâce à Artemis, nous espérons offrir les mêmes possibilités à une nouvelle génération de scientifiques.”