Op de drempel van een steriel laboratorium in het Johnson Space Center van NASA in Houston, trek ik een wit cleanroom-pak aan, een chirurgische pet en masker, slofjes en latexhandschoenen. Mijn gastheer, een mineralogist genaamd Mike Zolensky, zwabbert mijn digitale voicerecorder met alcohol om schilfers van huid en pluis te verwijderen. Hij wil niet dat enig afval het kostbare stof in de kamer vervuilt.
gerelateerde inhoud
- De oorsprong van het leven
- De meest bedreigde zeeschildpad ter wereld redden
- Stardust-herinneringen
- Aanwijzingen van een komeet
Eenmaal binnen haalt Zolensky een glazen doos van palmformaat uit een kast. De doos bevat een rechthoekige brok, minder dan twee centimeter breed, van griezelig doorschijnend materiaal. Ik leun naar voren en knijp ernaar, maar kan me nergens op concentreren. Zolensky doet het licht uit en geeft me een laserpointer. De rode balk onthult dunne strepen in de brok die beginnen aan het oppervlak en fracties van een centimeter binnendringen, zoals de sporen van kleine kogels. "Dat zijn de komeetinslagen", zegt hij. "Het is mooi om naar te kijken."
De tracks zijn gemaakt tijdens 's werelds eerste - en enige - poging om een komeet te achtervolgen en een beetje ervan mee naar huis te nemen. De NASA-missie, Stardust genaamd, stuurde een ruimteschip naar Comet Wild 2 (uitgesproken als 'VILT-too') op een zevenjarige reis die eindigde in 2006. Het bracht het enige materiaal - anders dan maanstenen - terug dat rechtstreeks uit een buitenaards wezen was gehaald lichaam.
Wetenschappers verwachten dat het komeetstof aanwijzingen geeft over hoe ons zonnestelsel en onze planeet zijn gevormd. De aarde heeft in zijn 4, 5 miljard jaar zoveel meegemaakt - vulkanen zijn uitgebroken, bergen zijn opgekomen en gevallen, hitte en water hebben rotsen keer op keer chemisch getransformeerd - dat wetenschappers moeite hebben om zo vroeg mogelijk geologisch bewijs te krijgen in wat mogelijk genaamd showroom staat. Het is allemaal begraven of veranderd. Kometen daarentegen, die ongeveer even oud zijn als de aarde, zijn ongerepte overblijfselen. "Er is niets meer over op het aardoppervlak dat bijna zo oud is als deze stukjes kristallen en mineralen", zegt Carlton Allen, curator van astromaterialen in het Johnson Space Center. Een komeet, vervolgt hij, herbergt het "uitgangsmateriaal voor ons zonnestelsel, het spul dat samenkwam om alles te maken wat we zien."
Kometen zijn ontstaan aan de rand van een enorme wolk van gas en stof die meer dan 4, 5 miljard jaar geleden samenkwam in ons zonnestelsel. Kristallen van ijs ver van de zon werden geleidelijk gecombineerd met stof om triljoenen kometen te vormen, die sindsdien langzaam rond de zon cirkelden in een diepvriezer ver voorbij Neptunus. Alleen wanneer de zwaartekracht van een nabije ster of een kosmische verstoring hen duwt, naderen ze de zon; dan zien we stromen van gas en stof terwijl het ijs verdampt - de kenmerkende staart.
De beroemdste, komeet Halley, is nauwelijks tien mijl breed, maar hij produceert een prachtige staart van tientallen miljoenen kilometers lang wanneer zijn lusbaan hem om de 76 jaar tussen aarde en de zon brengt. (De aarde zal het in 2061 weer zien.) Ook asteroïden zijn oud, maar de meeste banen draaien rond Mars en Jupiter, waar de zon ze miljarden jaren heeft gebakken. De meeste van hen zijn dicht en rotsachtig, sommige zelfs metalen, afwerpende stukken die soms op aarde landen als meteorieten.
Het reisplan van NASA's Stardust klinkt als een avontuur van Buck Rogers. Zwaai ver voorbij Mars tot binnen 150 mijl van Comet Wild 2, die 13, 700 mijl per uur voorbijstreept. Vang fragmenten zonder ze te vernietigen. Reis terug naar de aarde en laat een capsule in de atmosfeer vallen voor een brandende nachtelijke terugkeer over Utah. Parachute naar de grond zonder te crashen. "We waren bang tot de laatste seconde", zegt Zolensky. "We kunnen nog steeds niet geloven dat het echt werkte."
Voor alle indrukwekkende raketkunst is de belangrijkste technologie van de missie misschien de vreemde substantie geweest die het komeetstof heeft gevangen. Dit wordt de lichtste solide ooit gemaakt die aerogel wordt genoemd. Een plaat ter grootte van een gemiddelde persoon weegt minder dan een pond. Een wetenschapper liet me eens wat in mijn hand verkruimelen; het voelde als broze talk. Toch is aerogel taai. Het is gemaakt van silicasamenstellingen gerangschikt in een ingewikkeld web dat deeltjes kan strikken die erin ploegen met maximaal zes keer de snelheid van een geweerkogel. Het ruimtevaartuig droeg twee aluminium verzamelbakken in de vorm van extra grote tennisrackets. Elke bak bevatte ongeveer 130 rechthoekige vakken gevuld met aerogelblokken kleiner dan ijsblokjes.
In de schone ruimte brengt Zolensky het aerogelblok terug naar de opbergkast en verwijdert een geschroefde aluminium behuizing. Binnenin ligt een hele komeetverzamelbak. Het is ongeveer $ 200 miljoen waard. "Ik ben altijd zenuwachtig over dit deel", zegt hij. "Ik probeer het niet te laten vallen." Hij plaatst de kast op een roestvrijstalen tafel, maakt hem los en tilt het deksel op. "Lucht stroomt van het plafond naar beneden, dus hier is de regel dat we nooit over het dienblad staan", zegt hij. Zelfs met het masker op, ben ik me er scherp van bewust dat ik niet moet niezen.
De aerogelblokjes, lichtblauw gekleurd, zien eruit als ademhalingen op een winterochtend en bevroren vast lichaam. De laserpointer onthult tientallen sporen die de oppervlakken en interieurs van de kubussen marcheren, sommige zoals scherpe pinpricks, andere zoals wortelende wortels.
Een paar dozijn kubussen ontbreken in de lade. Zolensky en zijn collega's hebben honderden kleine secties van die kubussen verwijderd. Ze verwijderen een hele partikelspoor door een paar scherpe glasvezels in de aerogel te steken, een proces dat tot een dag duurt. Het geëxtraheerde stuk ziet eruit als de geknipte hoek van een vingernagel en heeft een deeltje aan één uiteinde.
Door een microscoop gezien, is het deeltje dat Zolensky me laat zien gitzwart. Astronomen stelden kometen ooit voor als "zachte pluizige ijsballen". Vervolgens onthulden gedetailleerde foto's dat de buitenste schil van kometen zwarte korsten zijn, verkoold door de straling van de ruimte. IJs en stof spuwen door spleten in de korst en tasten het interieur van de komeet af met elke baan. De Stardust-voorbeelden - boodschappers van binnenuit Wild 2 - laten zien dat kometen door en door donker zijn.
Bij een hogere vergroting zien de stofdeeltjes eruit als ontplofte popcornpitten. Sterrenkundigen waren verrast om te ontdekken dat sommige korrels van de komeet zijn gemaakt van mineralen die zich alleen bij extreem hoge temperaturen vormen. Het lijkt erop dat deze korrels dicht bij de zon ontstonden, in de baan van Mercurius, in een hoogoven ver verwijderd van de kalme, koude marges van het zonnestelsel waar kometen nu drijven.
Niemand had verwacht dat de hete ingrediënten van het binnenste zonnestelsel miljarden jaren geleden vermengd waren met het koude buitenste zonnestelsel. "Het is een opmerkelijk resultaat", zegt planetair wetenschapper Michael A'Hearn van de Universiteit van Maryland. "Het zorgt ervoor dat we heroverwegen hoe dingen in elkaar zijn gezet." Het kan betekenen dat wind of straling van de pasgeboren zon sterker was dan verwacht, waardoor de door warmte gesmede korrels diep in het zonnestelsel werden voortgestuwd, waar ze samenvloeiden met ijs en ijskoud stof tot kometen.
De verzamelbak bevat ook bewijsmateriaal dat suggereert dat kometen het leven op aarde mogelijk hebben helpen zaaien. NASA-onderzoekers vonden sporen van glycine - een van de aminozuren waaruit alle eiwitten bestaan - op de aluminiumfolie langs de zijkanten van de aerogelblokjes. De ontdekking, die afgelopen zomer is bevestigd, suggereert dat kometen enkele basismoleculen van het leven bevatten. Kometen en meteorieten die tegen de jonge aarde botsten, zouden dergelijke verbindingen hebben verspreid en mogelijk de ingrediënten leveren voor de eerste cellen van de aarde.
Stardust was niet de enige komeetmissie. NASA's Deep Impact ruimtevaartuig sloeg een sonde in Comet P9 / Tempel 1 in 2005 en ontdekte dat de korst stijf was, maar de onderliggende lagen waren zwak en poederachtig. Een Europese missie die nu onderweg is, Rosetta, zal in 2014 proberen op een komeet te landen, ijskoud vuil op te scheppen en ter plaatse te analyseren.
Nadat we onze cleanroompakken hebben uitgekleed, neemt Zolensky me mee naar beneden om de terugkeercapsule van de missie te zien. (Het is nu te zien in het National Air and Space Museum.) Het kegelvormige schild dat de lading van Stardust tijdens zijn vurige terugkeer beschermde, is ongeveer een meter breed. Er zit wat vuil op, Utah modder van de landing. Het oppervlak van de capsule, een koolstofcomposiet gemengd met kurk, wordt verbrand en geeft licht aan. Het ruimtevaartuig vloog drie miljard mijl - de meest verre reiziger ooit zijn weg naar huis te vinden.
Robert Irion heeft geschreven over zwarte gaten en nieuwe planeten voor Smithsonian .
Het ruimtevaartuig Stardust verzamelde komeetstof en transporteerde het in een capsule. Tests van de met gel gevulde verzamelaar (Mike Zolensky in het laboratorium in Houston) hebben verrassende materialen opgeleverd. (Robert Seale) 
De NASA-missie, Stardust genaamd, bracht het enige materiaal - anders dan maanstenen - terug uit een buitenaards lichaam. (NASA) 
De capsule van komeetstof brandt op aarde nabij Wendover, Utah. (Bruce Fischer / Ogden Astronomical Society) 
"Airgel" is de lichtste vaste stof die ooit is bedacht: een blok ter grootte van een gemiddelde persoon weegt minder dan een pond. (Robert Seale) 
Drie miljard mijl door de ruimte gestuurd, ving de aerogel deeltjes die zes keer sneller schoten dan een kogel (het spoor van een deeltje). (Paul Chinn / San Francisco Chronicle / Corbis)
