Agencias/Ciudad de México.- Un pequeño dispositivo láser adaptado específicamente a las necesidades de las misiones espaciales de la NASA puede ayudar a detectar indicios de vida en otros planetas.
A medida que las misiones espaciales se adentran en el sistema solar exterior, la necesidad de contar con herramientas analíticas más compactas, precisas y que ahorren recursos se hace cada vez más acuciante, sobre todo en la búsqueda de vida extraterrestre y de planetas o lunas habitables.
El nuevo minianalizador láser, presentado por la Universidad de Maryland en Nature Astronomy, es significativamente más pequeño y consume menos recursos que sus predecesores, todo ello sin comprometer la calidad de su capacidad para analizar muestras de material planetario y posible actividad biológica in situ, aseguran sus desarrolladores.
El instrumento, que pesa sólo unos 7 kilos y es una combinación a escala reducida de dos importantes herramientas para detectar signos de vida e identificar la composición de los materiales: un láser ultravioleta pulsado que elimina pequeñas cantidades de material de una muestra planetaria y un analizador ‘Orbitrap’ que proporciona datos de alta resolución sobre la química de los materiales examinados.
“El Orbitrap se construyó originalmente para uso comercial –explica Ricardo Arévalo, autor principal del artículo y profesor asociado de Geología en la UMD–. Se pueden encontrar en los laboratorios de las industrias farmacéutica, médica y proteómica. El de mi propio laboratorio pesa algo menos de unos 180 kilos, por lo que son bastante grandes, y nos llevó ocho años fabricar un prototipo que pudiera utilizarse de forma eficiente en el espacio: significativamente más pequeño y con menos recursos, pero aún capaz de realizar ciencia de vanguardia”, destaca.
Así, el nuevo aparato del equipo reduce el tamaño del ‘Orbitrap’ original y lo combina con la espectrometría de masas por desorción láser (LDMS por sus siglas en inglés), técnicas que aún no se han aplicado en un entorno planetario extraterrestre. Según Arévalo, el nuevo dispositivo ofrece las mismas ventajas que sus predecesores de mayor tamaño, pero está optimizado para la exploración espacial y el análisis de material planetario in situ.
A miniaturized instrument comprising a pulsed UV laser system & an Orbitrap analyzer enables the characterization of the organic content and chemical composition of planetary materials. Arevalo Jr et al.: https://t.co/makcpbeEiz pic.twitter.com/W73UedbxUh
— Nature Astronomy (@NatureAstronomy) January 16, 2023
Gracias a su reducida masa y a sus mínimos requisitos energéticos, el mini instrumento ‘LDMS Orbitrap’ puede guardarse y mantenerse fácilmente en las cargas útiles de las misiones espaciales. Los análisis que realiza el instrumento de una superficie o sustancia planetaria también son mucho menos intrusivos y, por tanto, es mucho menos probable que contaminen o dañen una muestra que muchos métodos actuales que intentan identificar compuestos desconocidos.
“Lo bueno de una fuente láser es que cualquier cosa que pueda ionizarse puede analizarse. Si disparamos nuestro rayo láser a una muestra de hielo, deberíamos ser capaces de caracterizar la composición del hielo y ver biofirmas en él –indica Arévalo–. Esta herramienta tiene una resolución de masas y una precisión tan altas que cualquier estructura molecular o química de una muestra resulta mucho más identificable”.
El componente láser del mini ‘LDMS Orbitrap’ también permite a los investigadores acceder a compuestos más grandes y complejos que tienen más probabilidades de estar asociados con la biología. Los compuestos orgánicos más pequeños, como los aminoácidos, por ejemplo, son firmas más ambiguas de formas de vida.
“Los aminoácidos pueden producirse abióticamente, lo que significa que no son necesariamente una prueba de vida. Los meteoritos, muchos de los cuales están repletos de aminoácidos, pueden chocar contra la superficie de un planeta y transportar materia orgánica abiótica a la superficie”, explica Arévalo.
“Ahora sabemos que es más probable que las moléculas más grandes y complejas, como las proteínas, hayan sido creadas por sistemas vivos o estén asociadas a ellos –prosigue–. El láser nos permite estudiar compuestos orgánicos más grandes y complejos que pueden reflejar biofirmas de mayor fidelidad que los compuestos más pequeños y simples”.
Para Arévalo y su equipo, la mini ‘LDMS Orbitrap’ ofrecerá una perspectiva y una flexibilidad muy necesarias para futuras aventuras en el sistema solar exterior, como misiones centradas en objetivos de detección de vida (por ejemplo, Enceladus Orbilander) y exploración de la superficie lunar (por ejemplo, el programa Artemis de la NASA). Esperan enviar su dispositivo al espacio y desplegarlo en un objetivo planetario de interés en los próximos años.
“Considero este prototipo como un pionero para otros futuros instrumentos basados en LDMS y ‘Orbitrap –comenta afirma Arévalo–. Nuestro instrumento mini ‘LDMS Orbitrap’ tiene el potencial de mejorar significativamente la forma en que actualmente estudiamos la geoquímica o la astrobiología de una superficie planetaria”.
Otros investigadores afiliados a la UMD en el equipo incluyen a los estudiantes graduados de geología Lori Willhite y Ziqin “Grace” Ni, los asociados postdoctorales en geología Anais Bardyn y Soumya Ray, y el ingeniero de investigación asociado visitante en astronomía Adrian Southard.
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— Curtis Spyro (@CurtisSpyro) January 17, 2023
