Patrick Gasda es científico del grupo de Ciencia y Aplicaciones Espaciales del Laboratorio Nacional de Los Álamos. Como miembro del equipo OrganiCam, trabaja con el jefe del equipo, Roger Wiens, para estudiar la geoquímica y la astrobiología de Europa. La fase de concepto de OrganiCam está financiada por el programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por el Laboratorio. Gasda ha contribuido con este artículo a las Voces de los Expertos de Space.com: Op-Ed & Insights.
En la decepcionante ausencia de pequeños alienígenas verdes en una de las lunas de Júpiter o de una civilización constructora de canales en Marte, la búsqueda de vida más allá de la Tierra pone a prueba nuestra destreza científica y tecnológica. Si encontramos vida ahí fuera, será diminuta, a escala molecular.
Después de un exitoso lanzamiento a finales de julio, el roverance de la NASA navega silenciosamente por el espacio en su viaje de siete meses a Marte, donde explorará el cráter Jezero en busca de pruebas de habitabilidad y vida. En este tranquilo interludio antes de que el rover toque el Planeta Rojo a principios del año que viene, tenemos tiempo para pensar en futuras misiones que busquen vida en otros cuerpos planetarios del sistema solar.
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Estas misiones buscarán moléculas orgánicas biológicas, los bloques de construcción basados en el carbono que componen todos los seres vivos que conocemos. Y es que, si finalmente encontramos vida -o pruebas de vida en el pasado- en Marte o en cualquier otro lugar, no va a ser un pequeño alienígena verde. Va a ser una biomolécula o vida bacteriana fosilizada.
La búsqueda se centra en entornos habitables en Marte y más allá. Las recientes misiones a los planetas exteriores han observado pruebas de penachos de vapor de agua procedentes de la luna Europa de Júpiter, lo que plantea la intrigante posibilidad de que haya moléculas orgánicas en su superficie, procedentes del océano que hay debajo. Las naves espaciales han detectado moléculas orgánicas en los penachos que emanan de la luna Encelado de Saturno. Más recientemente, la nave espacial Dawn de la NASA voló a 35 kilómetros de la superficie de Ceres, un planeta enano en el cinturón de asteroides, y detectó salmuera y un probable vasto y profundo depósito de agua salada líquida.
Todos estos son lugares de alta prioridad para buscar.
Como uno de los lugares más probables para encontrar vida -y ciertamente el más cercano- Marte sigue llamando nuestra atención. Aunque la tierra fría y seca, la atmósfera delgada y la radiación extrema en la superficie son hostiles a la vida, el rover Curiosity de la NASA, que está explorando Marte, ha encontrado moléculas orgánicas. ¿Pero son biológicas? Es difícil de decir porque cualquier molécula en la superficie habría sido severamente dañada por la radiación durante millones de años.
La materia orgánica biológica podría estar más extendida en las cuevas de tubos de lava de Marte. Al abrigo de las profundidades del subsuelo, la vida podría haber prosperado alguna vez -¿o todavía lo hace? – en salmueras saladas que se filtraban desde lagos superficiales ya desaparecidos. El agua salada tiene una temperatura de congelación más baja que el agua simple, y el calor subterráneo profundo del manto de Marte podría mantener el agua líquida.
Para averiguar si la vida podría haber formado alguna de las moléculas orgánicas en Marte, tenemos que enviar instrumentos capaces de responder a esa pregunta, pero explorar Marte en las profundidades del subsuelo es una tarea de enormes proporciones. La mayoría de los tubos de lava conocidos en Marte tienen al menos una claraboya que se abre a la superficie. Aunque no sabemos la profundidad de estas cuevas, sus bocas tienen 91 metros de ancho y se cree que algunas descienden al menos un cuarto de milla (0,4 km) bajo tierra.
¿Por qué no volar dentro? Para ello, nuestros instrumentos deben ser sencillos, resistentes, ligeros y compactos. Lo mismo ocurre con el envío de instrumentos a los entornos agresivos, helados y de alta radiación de Europa, Encélado o Ceres. Para cumplir estos exigentes criterios, el Laboratorio Nacional de Los Álamos ha aprovechado su experiencia en el diseño y puesta en marcha de instrumentos para la exploración espacial para desarrollar un nuevo modelo, OrganiCam.
Vida en Marte: Exploración y pruebas
Un instrumento precursor desarrollado en Los Álamos, ChemCam, explora actualmente Marte en el rover Curiosity. Situada en lo alto del mástil del rover, ChemCam dispara un rayo láser infrarrojo sobre las rocas y el suelo, creando un plasma caliente. El instrumento mide entonces los colores de la luz en el plasma, lo que proporciona pistas sobre la composición elemental de las rocas. Una cámara proporciona fotografías muy detalladas de los objetivos láser, que también ayudan a los científicos a determinar la geología de la superficie.
Los descubrimientos de ChemCam han profundizado en nuestro conocimiento de Marte como un planeta antaño más cálido y habitable, han revolucionado nuestra comprensión de la geología del planeta y nos han llevado a revisar al alza nuestras estimaciones de las antiguas abundancias de agua en la superficie y de oxígeno en la atmósfera, ambas condiciones para la vida.
SuperCam, desarrollada conjuntamente por Los Álamos y la agencia espacial francesa, es una ChemCam con esteroides. La SuperCam, que ahora viaja a Marte como parte de la misión Mars 2020 de Perseverance, combina las capacidades químicas remotas de la ChemCam y la obtención de imágenes con dos técnicas de mineralogía, lo que la hace aún mejor para detectar compuestos relacionados con la posibilidad de vida. Por si fuera poco, puede grabar sonido a través de un micrófono, una primicia en Marte.
Como la siguiente rama del árbol genealógico, OrganiCam aporta más innovaciones, incluyendo una imagen de fluorescencia rápida única para detectar no sólo orgánicos, sino biomoléculas. El funcionamiento es el siguiente. Al ser estimuladas por el láser, las moléculas orgánicas biológicas emiten ráfagas rápidas de luz (unos 100 nanosegundos). Pero otros materiales, como las rocas, emiten luz más lentamente (de microsegundos a milisegundos). OrganiCam utiliza la misma cámara superrápida que SuperCam para medir estas emisiones rápidas, lo que nos permite discriminar las señales biológicas de las rocas de fondo. Como siguiente paso en el análisis del instrumento, la espectroscopia Raman identifica la estructura molecular de los materiales biológicos, por lo que podemos distinguir la piedra caliza de una roca volcánica.
OrganiCam también cuenta con lentes ultrarresistentes a la radiación, una mayor eficiencia energética y un diseño más ligero y compacto que sus predecesores, por lo que un pequeño dron podría llevarlo a muchos más lugares de Marte de los que podría ir montado en un rover. Y lo que es mejor, un dron podría llevar el instrumento a las profundidades de una de esas cuevas de tubos de lava. OrganiCam también podría adaptarse fácilmente a una misión en un mundo helado. (Puede ver un vídeo sobre OrganiCam aquí.)
OrganiCam también puede orientarse a objetivos más terrenales. Puede detectar de forma no destructiva materiales biológicos en muestras únicas sin destruirlas, como el material devuelto por las misiones de los planetas exteriores y los asteroides, y puede evaluar la presencia de orgánicos biológicos en salas limpias, hospitales u otras instalaciones estériles, para ayudar a frenar la propagación de infecciones o impurezas en los procesos industriales.
Si bien estas son tareas valiosas para este nuevo instrumento, para los que formamos parte del equipo de Los Álamos que desarrolló OrganiCam, el atractivo de encontrar pruebas de vida en otro planeta, una luna, un asteroide o un cometa es la motivación principal. Un descubrimiento de esa magnitud es el sueño de todo científico. Espero que tengamos la oportunidad.
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