Patrick Gasda é um cientista do grupo de Ciência e Aplicações Espaciais do Laboratório Nacional de Los Alamos. Como membro da equipe OrganiCam, ele trabalha com o líder da equipe Roger Wiens para estudar a geoquímica e astrobiologia da Europa. A fase de conceito da OrganiCam está sendo financiada pelo programa de Pesquisa e Desenvolvimento Dirigido pelo Laboratório. Gasda contribuiu com este artigo para a publicação de Space.com’s Expert Voices: Op-Ed & Insights.
Na decepcionante ausência de pequenos alienígenas verdes numa das luas de Júpiter ou numa civilização de construção de canais em Marte, a caça à vida para além da Terra estica as nossas proezas científicas e tecnológicas até aos limites. Se encontrarmos vida lá fora, ela será minúscula, na escala molecular.
Após um lançamento bem sucedido no final de julho, o Perseverance Rover da NASA está navegando silenciosamente pelo espaço em sua jornada de sete meses até Marte, onde percorrerá a Cratera de Jezero em busca de evidências de habitabilidade e vida. Neste interlúdio pacífico antes do aterragem do Red Planet do Rover no início do próximo ano, temos tempo para pensar em futuras missões em busca de vida em outros corpos planetários através do sistema solar.
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As missões caçarão moléculas orgânicas biológicas, os blocos de construção baseados em carbono que compõem todos os seres vivos que conhecemos. Isso é porque, se eventualmente encontrarmos vida – ou evidência de vida passada – em Marte ou em outro lugar, não será um pequeno alienígena verde. Vai ser uma biomolécula ou vida bacteriana fossilizada.
A busca centra-se em ambientes habitáveis em Marte e mais além. Missões recentes aos planetas exteriores têm observado evidências de plumas de água-vapor da lua de Júpiter Europa, o que levanta a intrigante possibilidade de moléculas orgânicas na sua superfície, originárias do oceano abaixo. As naves espaciais detectaram moléculas orgânicas dentro das plumas que emanam da lua de Saturno Enceladus. Mais recentemente, a nave espacial Dawn da NASA voou num raio de 22 milhas (35 quilômetros) da superfície de Ceres, um planeta anão no cinturão de asteróides, e detectou salmoura e um provável vasto e profundo reservatório de água salgada líquida.
Estes são todos lugares de alta prioridade para procurar.
Como um dos lugares mais parecidos para encontrar vida – e certamente o mais próximo – Marte continua a comandar a nossa atenção. Embora o frio, a terra seca, a atmosfera fina e a radiação extrema na superfície sejam hostis à vida, o Curiosity rover da NASA, que agora está explorando Marte, encontrou moléculas orgânicas. Mas elas são biológicas? É difícil dizer porque qualquer molécula na superfície teria sido severamente danificada pela radiação ao longo de milhões de anos.
Biológicos orgânicos podem estar mais espalhados nas cavernas de lava em Marte. Abrigada nas profundezas do subsolo, a vida pode ter prosperado uma vez – ou ainda prosperar? – em salmouras salgadas que se infiltraram dos lagos de superfície agora desaparecidos. A água salgada tem uma temperatura de congelamento mais baixa do que a água simples, e o calor profundo do manto de Marte pode manter a água líquida.
Para descobrir se a vida pode ter formado alguma das moléculas orgânicas em Marte, temos de enviar instrumentos capazes de responder a essa pergunta, mas explorar o subsolo profundo de Marte é uma tarefa assustadora. A maioria dos tubos de lava conhecidos em Marte tem pelo menos uma clarabóia que se abre para a superfície. Embora não saibamos a profundidade dessas cavernas, suas bocas têm 91 metros de largura, e algumas descem pelo menos 0,4 km de profundidade.
Por que não voar para dentro? Para isso, nossos instrumentos devem ser simples, robustos, leves e compactos. O mesmo vale para o envio de instrumentos para os ambientes robustos, gelados e de alta radiação da Europa, Enceladus ou Ceres. Para satisfazer estes critérios desafiantes, o Laboratório Nacional Los Alamos aproveitou a perícia no desenho e na exploração espacial de instrumentos para desenvolver um novo modelo, o OrganiCam.
Life on Mars: Exploração e evidência
Um instrumento precursor desenvolvido em Los Alamos, ChemCam, está actualmente a explorar Marte no Curiosity Rover. Sentada no alto do mastro do rover, a ChemCam dispara um raio laser infravermelho em rochas e solos, criando um plasma quente. O instrumento mede então as cores da luz no plasma, que fornecem pistas sobre a composição elementar das rochas. Uma câmera fornece fotografias altamente detalhadas dos alvos laser, que também ajudam os cientistas a determinar a geologia da superfície.
As descobertas da ChemCam aprofundaram o nosso conhecimento de Marte como um planeta outrora mais quente e habitável, revolucionaram a nossa compreensão da geologia do planeta, e levaram-nos a rever para cima as nossas estimativas das antigas abundâncias de água superficial e oxigénio na atmosfera – ambas condições para a vida.
SuperCam, desenvolvido em conjunto por Los Alamos com a agência espacial francesa, é ChemCam em esteróides. Agora navegando para Marte como parte da missão Mars 2020 da Perseverance, a SuperCam combina as capacidades da ChemCam em química remota e imagem com duas técnicas de mineralogia, tornando-a ainda melhor na detecção de compostos relacionados com a possibilidade de vida. Além disso, ela pode gravar som através de um microfone, uma novidade em Marte.
Como o próximo ramo da árvore genealógica, a OrganiCam traz mais inovações, incluindo a imagem de fluorescência rápida única para detectar não apenas os orgânicos, mas biomoléculas. Aqui está como funciona. Quando estimuladas pelo laser, as moléculas orgânicas biológicas emitem rajadas rápidas de luz (cerca de 100 nanossegundos). Mas outros materiais, como rochas, emitem luz mais lentamente (de microssegundos a milissegundos). A OrganiCam usa a mesma câmera super-rápida da SuperCam para medir essas emissões rápidas, permitindo-nos discriminar os sinais biológicos das rochas de fundo. Como um próximo passo na análise do instrumento, a espectroscopia Raman identifica a estrutura molecular dos materiais biológicos, para que possamos distinguir o calcário de uma rocha vulcânica.
OrganiCam também apresenta lentes ultra-radiosas, maior eficiência energética e um design mais leve e compacto do que os seus antecessores, de modo que um pequeno zangão poderia transportá-lo para muito mais lugares em Marte do que se fosse por piggyback em um rover. Melhor ainda, um zangão poderia levar o instrumento até uma daquelas cavernas de lava-tubo. OrganiCam também poderia ser facilmente adaptado a uma missão em um mundo gelado. (Você pode ver um vídeo sobre OrganiCam aqui.)
OrganiCam também pode ser apontado para perseguições mais terrestres. Pode detectar de forma não destrutiva materiais biológicos em amostras únicas sem os destruir, tais como material devolvido pelas missões dos planetas exteriores e asteróides, e pode avaliar a presença de orgânicos biológicos em salas limpas, hospitais ou outras instalações estéreis, para ajudar a conter a propagação de infecções ou impurezas nos processos industriais.
Embora estas sejam tarefas dignas para este novo instrumento, para aqueles de nós da equipe de Los Alamos que desenvolveram OrganiCam, a tentação de encontrar evidências de vida em outro planeta, uma lua, um asteróide ou um cometa é a motivação esmagadora. A descoberta dessa magnitude é o sonho de todo cientista. Espero que tenhamos a oportunidade.
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