8月14日，加州大学伯克利分校的研究人员宣布了一项惊人的发现，来自美国宇航局（NASA）的“星尘号”探测器：在其深空航行期间，该探测器捕获了七块微小的星际岩石碎片，使其成为首批确认的来自太阳系以外的完整尘埃样本。
很多人不知道的是，这项任务即使安全返回，也可能功亏一篑。星尘号于1999年2月7日发射，进行了长达七年的太空旅行，期间遇到了两个地外天体——怀尔德2号彗星和小行星5535安妮弗兰克，并在此过程中收集了宇宙尘埃以带回分析。但在发射时以及之后多年，NASA没有人计划如何从探测器捕获的（如果它能返回的话）亚微米级尘埃颗粒中提取和研究。
事实上，直到星尘号发射四年后，加州大学伯克利分校的安德鲁·韦斯特法尔（Andrew Westphal）及其团队才开始研究如何回收探测器携带的宝贵货物。
“当你拿着气凝胶时，感觉就像拿着一个幽灵。你感觉不到它的重量，而且你可以直接看穿它。”
“我早就参与其中了，但在发射的时候，提取过程还没有确定下来，”韦斯特法尔，一位加州大学伯克利分校空间科学实验室的研究物理学家兼高级研究员，告诉《大众科学》杂志。“我们觉得这是一个有趣的问题，所以我们接下了这个任务，并开发了目前提取颗粒的标准技术。”
星尘号的样本返回舱于2006年1月15日乘坐降落伞返回地球。提取过程非常精细且复杂，以至于韦斯特法尔和他的实验室从那时起一直在进行这项工作。
其精妙之处都围绕着气凝胶，一种用于捕获颗粒的非常奇特的物质。在太空中，尘埃移动速度极快。据NASA称，一些颗粒的撞击速度可达步枪子弹的六倍。因此，为了成功捕获这些尘埃，你需要一种不会完全摧毁它们的方式来减缓它们的运动。这就是气凝胶的作用。
气凝胶是一种极度多孔、超轻的固体，99.8%是空气。这种材料最初是一种凝胶，大部分是液体，然后通过复杂的加热过程，气体取代了液体。这创造了一种像海绵一样的材料，其重量几乎和空气一样轻，导热性差，而且近乎透明。
在星尘号任务之前，气凝胶主要用于物理实验，因为它能够以最小的加热速度减缓并捕获高速粒子。因此，当星尘号副首席研究员彼得·措（Peter Tsou）寻找捕获宇宙尘埃的方法时，气凝胶似乎是自然而然的选择。“当一个粒子撞击气凝胶时，它会埋入材料中，形成一个长达自身长度200倍的胡萝卜形轨道。这会减缓它的速度，并使其相对缓慢地停止，”NASA在其网站上写道。
星尘号探测器搭载了90块气凝胶瓦片，装在一个类似网球拍的收集器中，提供了超过1000平方厘米的气凝胶表面积。
韦斯特法尔说，问题在于气凝胶极其难以处理。“它几乎感觉不到它的存在，”他说。“当你拿着它时，感觉就像拿着一个幽灵；你感觉不到它的重量，而且你可以直接看穿它。”
用刀切割气凝胶？这是个糟糕的主意。那会撕裂材料，弄得一团糟，并可能在此过程中破坏捕获的颗粒。因此，经过多年的反复试验，韦斯特法尔和他的团队想出了一个精细的提取程序。它涉及使用显微操作器（一种为显微镜制造的极其精确的机械装置）和一个玻璃针，其针尖极其细小，在电子显微镜下几乎看不圆。
“我们使用这个显微操作器和一根针，就像缝纫机一样，”韦斯特法尔说。“我们将针尖插入气凝胶约10微米深，然后移动到别处，再钻一个约10微米深的孔，以此类推。”在打下一排孔后，研究人员会再次用针进行操作，使孔加深10微米。他们一遍又一遍地重复这个过程，最终，这些孔会合并成一个大裂口。然后，研究人员能够提取出含有颗粒及其轨道的、微乎其微的楔形气凝胶。
但是，一旦这些气凝胶瓦片被切出，还有更多的工作要做。韦斯特法尔的团队必须将样本切成薄片，以便尘埃颗粒能够被同步辐射器——韦斯特法尔称之为“购物中心大小”的显微镜——观察。
如果你还没猜到，整个过程都极其缓慢。该团队自2006年星尘号返回以来一直在进行这项提取工作——他们的分析远未完成。“我们将进行数十年，”韦斯特法尔说。“只有一小部分被分析了。”
