ISS Space Dust Measurement Initiative on the Subject of Earth's Pollutants in Meteorites and Ground Laboratory Dust Count Examples

Abstract

As soon as meteors enter Earth's atmosphere, they begin to undergo "contamination," causing the information they carry to degrade. Their eventual "contamination" at the site where they land is unavoidable. Pollution and contamination persist both before and after it is found. To model pollution and contamination that cannot be reversed to their original state, dust samples can be utilized-for instance, those collected under the pristine conditions aboard the ISS and those from the most polluted environments on Earth. The goal was to determine whether Çanakkale meteorite analysis results from Earth-based laboratories (IU, IU-C, IBB, Acme-Canada, and NASA) differ from those obtained under ISS conditions. For the purpose of this study, (1) an attempt was made to measure ISS space dust, which is reported here. (2) The results of dust accumulation (model input-1) in 18 rectangular areas across 6 slides, placed at different locations in the laboratory of IU Aziz Sancar Experimental Medicine Research Institute over 7 days (168 hours), in alignment with the ISS mission parameters, were presented. In the research laboratory designated for meteorite analysis, the average dust density, consisting of particles of varying sizes and shapes, was measured at 4.1±4.3 particles/m³ in open areas and 0.7±0.4 particles/m³ in closed environments, indicating that open areas are approximately 5.7 times more polluted than closed areas. Similarly, the dust accumulation was found to average 381.8±317.9 particles (approximately 2.27 per hour) in open areas and 27.3±17.6 particles (approximately 0.16 per hour) in closed environments, revealing that open areas are about 14 times more polluted than closed areas. The standard deviations for both mean values (±317.9 for open areas and ±17.6 for closed areas) were notably large, indicating significant variability in dust accumulation. This suggests that the selected counting stations varied significantly from one another, reflecting their sensitivity to environmental and usage conditions. As a result, sensitive examinations and measurements, such as those involving meteorites, must be conducted under optimal environmental conditions and within closed spaces. In addition, dust counts are ongoing to assess whether the collected dust samples are contaminated (model input-2), by preserving them for the same duration. The results will be valuable for our ongoing research on space dust measurements, our focus on meteorite studies, and in establishing "reliability limits" for distinguishing Earth's "pollutants" from original materials in genetic research related to life measurements.

Keywords

• Dust measurement
• pollutants
• contamination
• Çanakkale meteorite

Göktaşlarında Yeryüzünün Kirleticileri Konusuna UUİ Uzay Tozu Ölçümü Girişimi ve Yer Laboratuvarı Toz Sayım Örnekleri

Abstract

Göktaşları Yer atmosferine girdikleri andan itibaren “kirlenmeye” ve taşıdıkları bilgiler eksilmeye başlamaktadır. Düştükleri yerlerde “bulaş” olma durumu da kaçınılmaz olmaktadır. Bulununcaya kadar ve sonrasında kirlilik ve bulaş yine devam etmektedir. Orijinal haline geri dönüşü olamayan kirlilik ve bulaşın modellenebilmesi için yüksek olasılıkla en temiz uzayda UUİ şartlarında ve en kirli de diyebileceğimiz yeryüzü şartlarında mesela toz örnekleri kullanılabilir. Bu amaçla, yeryüzü laboratuvarlarından (İÜ, İÜ-C, İBB, Acme-Kanada ve NASA) elde edilen Çanakkale göktaşı analiz sonuçlarının, UUİ’ndan elde edilenlerden farklı olup olmayacağının belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu çalışmada söz konusu amaç doğrultusunda, (1) UUİ uzay tozu ölçümü girişiminde bulunulmuş ve bunun bilgisi burada paylaşılmıştır. (2) İÜ Aziz Sancar Deneysel Tıp Araştırma Enstitüsü laboratuvarında farklı konumlarda 6 lam üzerinde 18 dikdörtgen alanda UUİ görevine uyumlu olarak 7 gün (168) saat süresince toz birikimine (model girdisi-1) ilişkin sonuçlar verilmiştir. Göktaşların inceleneceği araştırma laboratuvarında farklı büyüklüklerde ve şekillerdeki toz yoğunluğu açık alanlarda ortalama 4.1±4.3 toz/m3 ve kapalı ortamlarda 0.7±0.4 toz/m3 (açık alanlar kapalı mekanlara göre yaklaşık 5.7 kat daha kirletici) olduğu belirlenmiştir. Benzer şekilde, tozlanma açık alanlarda ortalama 381.8±317.9 (saatte 2.27) toz ve kapalı mekanlarda ortalama 27.3±17.6 (saatte 0.16) toz (açık alanlar kapalı mekanlara göre yaklaşık 14 kat daha çok kirletici) olduğu belirlenmiştir. Her iki ortalama değerin standart sapmaları (±317.9 ve ±17.6) çok büyük çıkmıştır. Bu durum, seçilen sayım istasyonlarının birbirlerine göre büyük farklılıklarını belirtir ki çevre ve kullanım şartlarına duyarlılığını göstermiştir. Sonuç olarak, göktaşları gibi hassas inceleme ve ölçümlemelerin iyi çevre koşulları altında ve kapalı mekanlarda yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Ayrıca, toplanan tozların aynı sürede koruma altına alınarak bulaş (model girdisi-2) olup olmadıklarına ilişkin toz sayımları devam etmektedir. Sonuçlar, uzay tozu ölçümlerine ilişkin devam eden araştırmamızda, üzerinde durduğumuz göktaşların incelenmesinde ve yaşamın genetik araştırma ölçümlerinde Dünya’nın “kirleticilerini” orijinallerinden ayırmaya yönelik “güvenilirlik sınırlarının” belirlenmesinde yararlı olacaktır.

Keywords

• Dust measurement
• pollutants
• contamination
• Çanakkale meteorite

References

1. Aysal, N., Öztürk, B., Esenoğlu, H.H., Kaygusuz, E., Yeşiltaş, M., Öngen, S. 73. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Ankara, 24-28 Mayıs 2021, sayı 143, ISBN: 978-625-7653-17-6 (2021) 371–372
2. Bless, R.C., Discovering Cosmos, University Science Books (1996) Burton, A.S., Elsila, J.E., Glavin, D.P., Dworkin, J.P., Örnek, C.Y., Esenoğlu, H.H., Unsalan, O., Öztürk, B., 47th Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands, ABD, 21-25 Mart 2016 (2016) 1–2
3. Ceplecha, Z., Bulletin of the Astronomical Institute of Czechoslovakia 12 (1961) 21–47
4. Esenoğlu, H.H., Paçal, F., Şahin, A.E., Çakiris, A. Aysal, N., 3. Uzay Ekonomisi, Uzay Hukuku ve Uzay Bilimleri Sempozyumu, 4-5 Mayıs 2023, İstanbul University Press, baskıda (2023)
5. Esenoğlu, H.H., IV. Sağlık Tarihi ve Müzeciliği Sempozyumu (Editörler: M.D.Çekin, B.Erdem), İstanbul, 6-7 Temmuz 2018, Zeytinburnu Belediyesi Kültür Yayınları No.85, ISBN: 978-625- 99034-8-4 (2024) 369–383
6. Grün, E., Chapter 34: Solar System Dust, in Encyclopedia of the Solar System (Second Edition, edit. L.A.McFadden, P.R.Weissman, T.V.Johnson), Academic Press, ISBN 978-0-12-088589-3 (2007)
7. Jiang, W., Liang, P., Wang, B., Fang, J., Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, T.F., Nat Protoc 10 (2015) 768–779
8. Kızılırmak, A., The Meteoritical Bulletin 33 (1965)

9. McCrosky, R.E., Posen, A., Schwartz, G., Shao, C.-Y. Journal of Geophysical Research 76 (1971) 4090-4108
10. Nagano, Y., Walker, J., Loughrey, A., Millar, C., Goldsmith, C., Rooney, P., Elborn, S., Moore, J., International Journal of Environmental Health Research 19 (2009) 187–199
11. Oberst, J., Heinlein, D., Köhler, U., Spurný, P., Meteoritics and Planetary Science 39 (2004) 1627–1641
12. Öztürk, B., İÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Danışman: H.H. Esenoğlu) (2019) 36–37 https://tez.yok. gov.tr
13. Pandey, U, Bell, A. S., Renner, D. W., Kennedy, D. A., Shreve, J. T., Cairns, C. L., Jones, M. J., Dunn, P. A., Read, A. F., Szpara, M. L., mSphere (2016) 00132–16
14. Ünsalan, O., Yilmaz, A., Bölükbaşi, Yalçinkaya, O., Öztürk, B., Esenoğlu, H.H., Ildiz, G., Örnek, C.Y., Spectrochimica Acta Part A-molecular and Biomolecular Spectroscopy (2012) 250–255