Un pequeño dispositivo láser podría revelar vida extraterrestre
Se pueden encontrar señales de vida extraterrestre cerca de nuestro hogar en la Tierra. Los investigadores han planteado la hipótesis de que los restos de microbios muertos hace mucho tiempo podrían existir dentro de la corteza de Marte y que la vida microbiana podría estar prosperando en las columnas de metano que se expulsan en la luna Encelado de Saturno. Para detectar esas firmas, los investigadores necesitarían un instrumento que pueda identificar con precisión moléculas orgánicas complejas, minerales biogénicos y otros biomarcadores. Dicho instrumento también tendría que ser compacto y liviano, lo que permitiría volar al espacio antes de trasladarse a otro planeta.
Lori Willhite, una estudiante de posgrado de la Universidad de Maryland, College Park, y sus colegas ahora han creado un dispositivo láser miniaturizado que cumple con los requisitos [ 1 ]. Desarrollado en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland, el dispositivo utiliza un analizador Orbitrap, un tipo de espectrómetro de masas que estuvo disponible comercialmente para su uso en laboratorios analíticos a principios de la década de 2000. En los últimos años, los investigadores han reconocido el potencial de Orbitrap para aplicaciones en la exploración espacial. Sin embargo, con el tamaño y el peso de una nevera doméstica, el Orbitrap es demasiado voluminoso para las misiones espaciales.
Para que el analizador sea compatible con las iniciativas de astrobiología, el equipo redujo drásticamente la masa y el volumen del Orbitrap eliminando partes del analizador que se necesitan para experimentos de laboratorio pero no para experimentos espaciales. En un laboratorio, por ejemplo, se necesita una bomba grande para mantener el instrumento a la baja presión que necesita para funcionar. Pero Marte y Encelado carecen de atmósferas sustanciales. “El instrumento ya estará a la presión correcta”, dice Willhite.
A través de sus cambios, Willhite y su equipo redujeron la masa de su Orbitrap de 400 libras o 180 kilogramos a 17 libras u 8 kilogramos. El equipo realizó pruebas de laboratorio del nuevo instrumento en materiales que van desde sales simples hasta moléculas orgánicas más complejas como la clorofila. Estas pruebas muestran que el dispositivo miniaturizado funciona a la par que la versión de tamaño completo y puede tomar medidas de masa molecular que revelan las estructuras de dichos compuestos.
“[El Orbitrap] realmente permite mediciones más sólidas y, creo, mediciones más definitivas que las que hemos podido hacer hasta ahora”, dice Amy Hofmann del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California. Su propia investigación involucra análisis de laboratorio de isótopos raros utilizando un Orbitrap de tamaño completo. Según Hofmann, el Orbitrap tiene un mayor poder de resolución de masas que casi cualquier otro espectrómetro de masas, lo que lo convierte en una opción práctica para identificar moléculas orgánicas complejas con masas que difieren en cantidades minúsculas. Ella dice que para preparar el nuevo Orbitrap para una misión, Willhite y sus colegas deben continuar desarrollando la capacidad del dispositivo para observar mezclas complejas de concentraciones decrecientes. “Llevémoslo al límite y veamos dónde se pierde la señal en el ruido”, dice Hofmann.
El equipo está buscando usos potenciales para el instrumento tanto en una misión en órbita como en una misión de aterrizaje, donde probablemente se conectaría a un rover. A Willhite le gustaría especialmente que el instrumento fuera a la Luna, donde podría revelar detalles de la formación del vecino más cercano de la Tierra. Según Willhite, hay un par de puntos en la superficie lunar que son inusualmente altos en sílice. Usar el dispositivo para averiguar por qué sería interesante, dice, y emocionante.