8 月 14 日，加州大學柏克萊分校的研究人員宣布了 NASA 的「星塵」探測器的一項驚人發現：在深空航行期間，該探測器捕獲了七塊微小的星際岩石，使其成為首批經確認的來自太陽系外的完整塵埃樣本。
很多人不知道的是，即使「星塵號」探測器安全返回，這項任務也可能徹底失敗。 1999年2月7日發射的「星塵號」歷經七年，先後探測了兩個天體——懷爾德2號彗星和小行星5535安妮法蘭克——並收集太空塵埃帶回地球進行分析。然而，從發射之初到之後的數年裡，NASA都沒有製定任何計劃來提取和研究探測器（如果它最終能夠返回地球）捕獲的亞微米級太空塵埃顆粒。
事實上，直到「星塵號」發射四年後，加州大學柏克萊分校的安德魯·韋斯特法爾和他的團隊才開始想辦法取回太空船上的珍貴貨物。
“當你拿著氣凝膠時，就像拿著一個幽靈。你感覺不到它的重量，而且你能直接看穿它。”
「我早期就參與其中，但在發射時，提取過程還沒有完全確定，」加州大學柏克萊分校太空科學實驗室的研究物理學家兼高級研究員韋斯特法爾告訴《大眾科學》雜誌。 “我們認為這是一個很有趣的問題，所以我們著手研究並開發了現在用於提取粒子的標準技術。”
2006 年 1 月 15 日，「星塵號」的樣本返回罐透過降落傘返回地球。提取過程非常精細複雜，因此韋斯特法爾和他的實驗室從那時起就一直在研究它。
關鍵在於氣凝膠，一種用來捕獲塵埃顆粒的非常奇特的物質。在太空中，塵埃的移動速度極快。據美國太空總署（NASA）稱，有些塵埃顆粒的衝擊速度可達步槍子彈速度的六倍。因此，為了成功捕捉這些塵埃，需要減緩其運動速度，但又不能完全破壞。這就是氣凝膠的作用所在。
氣凝膠是一種極為多孔、輕質的固體，其99.8%的成分是空氣。這種材料最初是一種凝膠，主要成分是液體，但透過複雜的加熱過程，氣體逐漸取代了液體。這最終形成了一種類似海綿的材料，它幾乎和空氣一樣輕，導熱性差，並且近乎透明。
在「星塵」探測器問世之前，氣凝膠主要應用於物理實驗，因為它能夠以最小的加熱效應減緩並捕獲高速粒子。因此，當「星塵」探測器副首席研究員彼得·鄒（Peter Tsou）尋求捕獲太空塵埃的方法時，氣凝膠自然而然地成為了首選。 「當粒子撞擊氣凝膠時，它會嵌入其中，形成一條長度可達自身200倍的胡蘿蔔狀軌跡。這會減緩粒子的速度，使其最終相對緩慢地停止運動。」美國太空總署在其網站上寫道。
「星塵」偵測器在一個類似網球拍的收集器中裝有 90 塊氣凝膠瓦片，提供了超過 1000 平方公分的氣凝膠表面積。
韋斯特法爾說，問題在於氣凝膠極難加工。 「它幾乎就像不存在一樣，」他說。 「當你拿著它的時候，就像拿著一個幽靈；你感覺不到它的重量，而且你能直接看穿它。”
用刀切氣凝膠？這可不是個好主意。那樣會撕裂材料，弄得一團糟，而且還會破壞捕獲的顆粒。因此，經過多年的反覆試驗，韋斯特法爾和他的團隊最終設計出了一種精細的提取方法。這種方法需要使用微操縱器（專為顯微鏡設計的精密機械裝置）和一根玻璃針，針尖極為細小，即使在電子顯微鏡下也幾乎無法觀察到其圓度。
「我們使用這種微型操縱器和一根針，就像用縫紉機一樣，」韋斯特法爾說。 「我們把針插入氣凝膠大約10微米，然後移動位置，再鑽一個大約10微米深的孔，如此反覆。」鑽出一排這樣的孔後，研究人員再次用針刺入，使孔深增加10微米。他們一遍又一遍地重複這個過程，最終，這些孔連成一個大的切口。然後，研究人員就能取出一個極小的、門擋形狀的氣凝膠楔形塊，其中包含了顆粒及其運動軌跡。
但是，在切割這些氣凝膠瓦片之後，還有更多工作要做。韋斯特法爾的團隊必須將樣品切成薄片，以便用同步加速器觀察塵埃顆粒——韋斯特法爾說，這台顯微鏡「體積堪比一個購物中心」。
整個過程，如果你還沒猜到的話，極其緩慢。自從「星塵號」探測器2006年回歸以來，團隊就一直在進行這項提取工作——但他們的分析工作遠未完成。 “我們將持續幾十年，”韋斯特法爾說，“目前只分析了一小部分。”
