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Dieser Wissenschaftler sucht die geheime Geschichte anderer Welten

Viele Männer, Frauen und Kinder haben in die glitzernde Nacht gestarrt und darüber nachgedacht, welche Wahrheiten in der Weite des Firmaments noch unentdeckt liegen. Meistens endet dies jedoch, wenn die Natur zu kalt oder von Insekten befallen ist und Männer, Frauen und Kinder aufhören, nach dem Komfort von zu Hause Ausschau zu halten.

Doch weder Fieber noch Mücken haben Maria Zubers Neugierde jemals getrübt. Es ist eine Verfolgung, die sie selbst dann nicht ignorieren kann, wenn sie es wollte, ein Drang, den sie nur halb im Scherz einer "genetischen Vorliebe" beim Erforschen des Weltraums zuschreibt.

Mit 58 Jahren hat Zuber eine erstaunliche Anzahl beruflicher Pflichten und Erfolge gesammelt, von denen viele noch nie zuvor von einer Frau erreicht wurden. Zählen Sie sie: Die erste Frau, die eine planetarische Raumschiffmission der NASA durchführt. erste Frau, die eine wissenschaftliche Abteilung am Massachusetts Institute of Technology leitete; und eine der ersten beiden Frauen, die für ihre Beiträge zur Wissenschaft die Auszeichnung für den angesehenen öffentlichen Dienst der NASA erhalten haben (2004 zusammen mit Neil deGrasse Tyson) Einreichungen für die Zeitschrift Science .

"Kollegen, die ihren Heldentaten folgen, werden nach Luft schnappen und sich fragen, wann sie an ihre Grenzen stößt", lacht Sean Solomon, Direktor des Lamont-Doherty Earth Observatory an der Columbia University, der Zuber seit ihrer Kindheit kennt und mit ihm zusammenarbeitet Student der Geophysik an der Brown University. Trotz der Übernahme immer ehrgeizigerer, komplizierterer Projekte ist Zuber laut Solomon die Verkörperung der Gnade unter Druck.

Zuber zögert und sagt, das ist alles nebensächlich. "Sie wissen nicht, dass etwas machbar ist, wenn Sie es nicht versuchen", sagt sie. „Ich denke, wenn ich eine Eigenschaft hätte, der ich sie zuschreiben könnte, hätte ich keine Angst davor gehabt, zu scheitern. Ich denke nur, das Schlimmste wäre, es nicht versucht zu haben und mich dann immer zu fragen, was es gewesen sein könnte. “

Solomon, die kürzlich in den Vorstand der National Science Foundation berufen wurde und weiterhin ihre Aufgaben als Vizepräsidentin für Forschung am MIT wahrnimmt, fragt sich, ob Zuber endlich das Maximum erreicht, was sie auf einmal tun kann. Dann prüft er sich: "Aber keiner von uns ist sich ganz sicher, dass sie es nicht mehr aufnehmen kann."

All dies, weil Zuber gezwungen war, ihrer Leidenschaft für den Blick auf den Himmel und die Erde zu folgen.

Zuber, rechts, spricht mit Jim Adams, dem damaligen stellvertretenden NASA-Direktor der Planetary Division, vor einem Startversuch für die GRAIL-Mission. Zuber, rechts, spricht mit Jim Adams, dem damaligen stellvertretenden NASA-Direktor der Planetary Division, vor einem Startversuch für die GRAIL-Mission. (NASA / Bill Ingalls)

Als Kind verbrachte Zuber viele Nächte auf den Feldern rund um das ländliche Summit Hill, Pennsylvania, und schaute durch ein Teleskop, das er aus seinen Löhnen gezwängt hatte, in den Himmel, um etwas kaufen zu können. Ihre Mutter, eine Hausfrau und eine nebenberufliche Lesehilfe, und ihr Vater, ein Polizist, schüttelten manchmal den Kopf über ihre "Besessenheit", zu der der Bau ihrer eigenen Teleskope bis zum Alter von 7 Jahren gehörte.

Daher war es nur natürlich, dass sie sich weiter der Astronomie widmete - und einen zusätzlichen Abschluss in Geologie an der University of Pennsylvania, den sie während ihres Abschlussjahres ablegte -, gefolgt von Abschlussarbeiten und Doktorarbeiten an der Brown University.

Dank einer Reihe von Ereignissen, die man beinahe als zufällig bezeichnen könnte, gelangte sie zur Planetenwissenschaft, insbesondere zur Geologie und Physik anderer Welten als der Erde. Aber das ist nicht ganz fair für Zuber, der ausnahmsweise auf Lücken in der Wissenschaft eingestellt zu sein scheint, die durch die jüngsten Fortschritte aufgedeckt wurden.

Noch während des Studiums sah sie in einer Bar detailgetreue Bilder von Jupiter, wie er von der Voyager nach Hause gesendet wurde, als er tiefer in das äußere Sonnensystem eindrang und sich von den Möglichkeiten eines aufstrebenden Studienbereichs verführt fühlte.

„Wir haben uns Dinge angesehen, die wir noch nie gesehen hatten. Die Entdeckungen waren gesichert “, sagt sie. „In der Wissenschaft geht es in der Regel um ein sehr gut fokussiertes Problem, aber in der Planetenforschung kann man ganz große Fragen stellen. Ich fühle mich so glücklich, dass ich zum richtigen Zeitpunkt geboren wurde, um wirklich grundlegende Beiträge zur Wissenschaft leisten zu können. “

Ein Teil dieses Beitrags bestand darin, die Ausrüstung zu entwickeln, die für neue Messungen und Beobachtungen erforderlich ist. Während ihrer gesamten Karriere hat sie bei der Herstellung der benötigten Werkzeuge mitgewirkt. Wenn keine ausreichenden Daten für ihre Planetenmodelle vorhanden waren, hat sie daran gearbeitet, sie zu holen.

Zuber ist am bekanntesten für ihre Arbeit an der NASA-Mission "Gravity Recovery and Interior Laboratory" oder "GRAIL", der Operation, die sie 2011 und 2012 leitete, um ein Paar niedrig fliegender Sonden zu senden, um das Schwerkraftfeld des Mondes zu erfassen. Die als Ebbe und Flut bezeichneten Laser an Bord des Zwillingsraumfahrzeugs maßen Abweichungen - bis auf ein Zehntel Mikrometer genau - in Höhe und Entfernung, während sie über die Berge, Krater, Ebenen und unterirdischen Merkmale des Mondes flogen. Das Ergebnis ist eine hochauflösende Karte des Gravitationsfeldes des Mondes.

Sie kam jedoch nur zu Lasern, weil eine Mission mit Radarkartierungsinstrumenten, an der sie als Postdoc im Goddard Space Flight Center gearbeitet hatte, nach dem Challenger-Shuttle-Desaster verschrottet wurde, wie sie in einer Erzählung ihres Karrierebogens für ein MIT-Oral-History-Projekt beschrieb in 2011.

Auf der Suche nach einem möglichen Ersatz kam ihr der Gedanke, dass die Milliarden Dollar, die die Reagan-Regierung für ihre "Star Wars" -Laser-Abwehrinitiativen in die Forschung steckte, etwas Nützliches zu sammeln haben müssen. Also holte sie sich ihre Sicherheitsüberprüfung, machte sich mit der aktuellen Lasertechnologie vertraut und arbeitete dann daran, sie auf den zivilen Status herunterzufahren. Eingeschlossen in einen billigeren, effizienteren Mapping-Vorschlag, blies er alle anderen radarbasierten planetarischen Mapping-Vorschläge aus dem Wasser.

"Sie ist leicht zu bearbeiten, aber sehr schwer zu konkurrieren", sagt Solomon. „Maria setzt sich sehr hohe Ziele. Wenn jemand in einem ähnlichen Bereich arbeitet oder eine konkurrierende Mission oder ein Experiment vorschlägt, kommen alle ihre Wettbewerbssäfte ins Spiel. Sie will wirklich, wirklich das Beste geben. “

Seitdem untersucht Zuber Planeten mit Hilfe von Lasern.

Ein künstlerischer Eindruck von GRAILs Zwillingssatelliten Ebbe und Flut. Ein künstlerischer Eindruck von GRAILs Zwillingssatelliten Ebbe und Flut. (NASA)

Obwohl GRAIL wohl ein Höhepunkt ihrer Karriere war, nahm sie auch aktiv an anderen Missionen zum Mond sowie zu Merkur, Mars und den Asteroiden Ceres, Vesta und Eros teil.

Einige der besten Beiträge zur Planetenforschung könnten als Nebenprodukt der geplanten Untersuchung entstehen, sagt sie. Die Hauptaufgabe von GRAIL bestand beispielsweise darin, die Struktur und Organisation des Mondinneren von der Kruste bis zum Kern zu untersuchen.

Doch als die Daten zurückkehrten und Zuber und ihr Team begannen zu analysieren, wie der Mond von innen nach außen aufgebaut ist, konnten sie einige bisher unbekannte Facetten der Mondarchitektur zusammenfügen.

„Der Schwerpunkt lag größtenteils auf der Oberfläche, da diese am leichtesten zugänglich ist“, sagt Zuber. „Der Mond ist unser engster Verwandter, und wie bei Menschen ist es nicht das Äußere eines Menschen, das einen zu etwas Besonderem macht, sondern das Innere. Da wir die innere Struktur des Mondes nicht verstanden hatten, hatten wir ein schrecklich missverstandenes Familienmitglied. Wir wollen nicht, dass das Sonnensystem eine dysfunktionale Familie ist. “

Obwohl bekannt war, dass die vielen Krater, Vertiefungen und Pockennarben des Mondes durch Äonen von Kollisionen mit fehlerhaften Weltraummüll entstanden, war das Ausmaß der durch diese Einschläge verursachten Zerstörung der Kruste nicht bekannt. Anstelle von bloßen Oberflächennarben erstreckte sich die Zerstörung der Oberfläche tief in der Mondkruste - Beweise, die seit den frühesten Tagen des Sonnensystems erhalten geblieben sind.

„Die Mondkruste war nicht nur stellenweise gebrochen, sie war auch absolut pulverisiert“, sagt Zuber.

Auch die Erde wäre ungefähr zur gleichen Zeit zusammengeschlagen worden, als sich möglicherweise das erste Leben in den jungen Ozeanen des Planeten bildete. „Meine Güte weiß, wie oft das Leben versucht hat, anzufangen, und es ist etwas reingekommen und hat es geschlagen. Es ist eine viel, viel extremere Umgebung, als wir gedacht haben “, sagt sie.

Das Ausmaß, in dem die Mondkruste zersplittert wurde, gibt auch Aufschluss darüber, wie sich das entstehende Leben auf dem Mars entwickelt hat - mit dem Beweis, dass Wasser auf dem roten Planeten vorhanden ist, hat das Zersplittern der oberen Kruste möglicherweise viel Wasser ermöglicht sinken zig Kilometer unter die Oberfläche und nehmen möglicherweise Leben mit.

"Wenn sich das Leben entwickelt hat - und das ist ein riesiges Wenn -, dann ist das Bohren unter der Oberfläche ein guter Ort, um nachzuschauen", sagt Zuber. "Es gibt eine so geringe Wahrscheinlichkeit, es zu finden, aber die Einsätze sind so hoch, dass Sie suchen müssen."

Ungeachtet der Intrige, ein mögliches Leben auf dem Mars zu finden, und des wahren Werts zu verstehen, wie die inneren Planeten in den frühen Epochen des Sonnensystems zerstört wurden, hilft den Wissenschaftlern letztendlich, das Verhalten unseres eigenen Planeten auf eine Weise zu verstehen, die von einem terrestrischen Standpunkt aus nicht offensichtlich ist Punkt. Die Untersuchung mehrerer Systeme, die zumindest einen gemeinsamen Ursprung haben, liefert mehr Daten zum Vergleich für die Untersuchung der Plattentektonik auf der Erde.

Trotz großer Fortschritte bei der Untersuchung der Bewegung der großen Kontinentalplatten der Erde ist es immer noch nicht ausreichend, Erdbeben oder andere vulkanische Aktivitäten in wirklichem Maße vorherzusagen. „Die Erkenntnis, wie komplex die Erde ist, ist eine langjährige Frage. Und es ist nicht so, dass Wissenschaftler es nicht versucht hätten “, sagt Zuber.

Das Ergebnis der GRAIL-Mission - eine detaillierte Gravitationskarte unseres Mondes. Das Ergebnis der GRAIL-Mission - eine detaillierte Gravitationskarte unseres Mondes. (NASA)

Das letzte Teamtreffen des GRAIL-Projekts findet im August in Woods Hole, Massachusetts, statt und markiert das offizielle Ende der Mission. Doch als Zuber ihre Aufgaben als Leiterin des National Science Board übernimmt, drückt sie nichts als Anerkennung für die Unterstützung aus, die ihre Familie und ihre Kollegen für ihren Aufstieg geleistet haben.

"Ich verdiene es nicht, etwas allein zu tun", betont Zuber. "Alles, was ich erreicht habe, beruhte auf der Zusammenarbeit mit wirklich talentierten Kollegen und Studenten."

Das bedeutet nicht das Ende ihrer Bemühungen, zur Erforschung des Weltraums beizutragen. Weit gefehlt, da sie an der Ausarbeitung eines weiteren Missionsvorschlags für die NASA beteiligt ist, bei dem es darum geht, die Oberfläche und das Innere eines metallischen Asteroiden oder den Rest eines planetarischen Kerns zu kartieren. Sie hofft auch, dass ihre Rolle im National Science Board anderen wie ihr helfen wird, ihre eigenen großen Fortschritte zu machen - Männern und Frauen gleichermaßen.

"Es gibt noch viele unglaubliche Entdeckungen zu machen", sagt Zuber. "Ich möchte, dass so viele Dinge wie möglich in den Weltraum gelangen und gemessen werden, weil ich es nicht ertragen kann, nicht zu wissen, was sich dort oben befindet."

Anmerkung der Redaktion, 16. August 2016: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde falsch angegeben, dass Zuber die erste weibliche Vorsitzende des National Science Board war.

Dieser Wissenschaftler sucht die geheime Geschichte anderer Welten