Cómo el Perseverance Rover de la NASA buscará vida en Marte

Cuando el rover Perseverance de la NASA se lance este verano, se enfrentará a una de las misiones más ambiciosas en cualquier proyecto de exploración espacial hasta la fecha: buscar evidencia de vida en marte. Si alguna vez hubo vida en Marte, es casi seguro que ahora no la hay, entonces, ¿cómo se busca evidencia de algo de miles de millones de años en otro planeta?

La respuesta involucra el rover más pesado jamás enviado a otro planeta, el lecho de un lago seco que tiene millones de años y un láser superpotente que vaporiza muestras a 20 pies de distancia. Hablamos con dos expertos en Marte de la NASA para obtener más información.

Una breve historia de Marte

Marte hoy es un planeta frío y árido con una atmósfera muy delgada que es inhóspita para la vida. Pero hace miles de millones de años, era un lugar muy diferente, cubierto de agua superficial y posiblemente incluso albergando un enorme océano que se extendía por su hemisferio norte. Estos factores significan que alguna vez pudo haber albergado vida.

“Lo que sí sabemos es que hubo abundante agua en la superficie de Marte en un pasado lejano”, Katie Stack Morgan, investigador de geología marciana en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, dicho. “Tenemos abundante evidencia de eso en… el minerales que observamos en la superficie, las formas terrestres que vemos, la redes de valles excavadas en la superficie de Marte, la presencia de estos deltas en antiguas cuencas de lagos de cráteres. Lo sabemos había agua en la superficie.”

Ese conocimiento lleva a otras inferencias, como que la temperatura de la superficie debe haber sido más cálida, ya que hoy hace demasiado frío para que el agua exista continuamente como líquido en la superficie. También sugiere que La atmósfera de Marte probablemente era más espesa y rica de lo que es hoy.

Existe cierto debate sobre exactamente cuánto tiempo estuvo el agua en la superficie, pero los científicos están de acuerdo en que estuvo allí por cuánto tiempo. apilar morgan descrito como “períodos de tiempo geológicamente significativos”.

Y donde hay agua líquida, existe el potencial para que haya existido vida.

¿Cómo podría haber sido la vida en Marte?

Los investigadores tienen cuidado de enfatizar que están buscando la vida tal como la conocemos, porque sería imposible buscar algo completamente desconocido. Pero hay buenas razones para suponer que si hubiera vida en Marte, sería al menos comparablemente similar a la vida aquí en la Tierra.

“Hay variabilidad de vida microbiana aquí en la Tierra”, apilar morgan dicho, dependiendo de factores ambientales como la humedad, la temperatura, la altitud y muchos otros. “Pero una de las razones por las que esperamos que la vida, si existió en Marte, sea al menos reconocible, es que, en la medida de lo posible, como podemos ver, los tipos de escenarios en Marte alguna vez fueron muy similares a los tipos de escenarios que tenemos en Tierra."

Sabemos que había lagos en Marte, como los de la Tierra, así como también formaciones como deltas y montañas. Sabemos que hay moléculas orgánicas en Marte, que podría ser creado por la vida pero también podría haber surgido de otros procesos naturales. En algún momento de la historia del planeta, podría haber sido no tan diferente de la Tierra hoy.

“Tenemos todas las razones para creer que los microbios, si existieran en Marte, se adaptarían de la misma manera que se han adaptado los microbios en la Tierra”, dijo Stack Morgan. “Hasta donde sabemos, teníamos los mismos ingredientes para la vida en Marte que los que teníamos aquí en la Tierra. Eso crea la confianza de que si alguna vez existió vida en Marte, la reconoceríamos”.

Cómo se ve la evidencia de la vida

Entonces, ¿cómo detectamos algo que alguna vez pudo haber estado vivo?

Desafortunadamente, "no hay tricorder", Luther Beegle, investigador principal de SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) en el rover Perseverance, dijo. "No hay nada que puedas señalar y decir: 'Oh, hay vida'. Es mucha información que tienes que analizar, mirar todo junto y llegar a una conclusión científica".

“Estamos buscando lo que llamamos firmas biológicas potenciales”, explicó Beegle. “En cualquier cuerpo dado en el sistema solar, a menos que algo te esté saludando, no estoy seguro de si podrías llamarlo vida o no. Tenemos un debate científico serio en esta comunidad sobre qué es la vida y cómo se detecta”.

Sería fácil detectar comunidades de microorganismos vivos actualmente, como las esteras bacterianas. Pero es muy poco probable que encontremos organismos vivos actualmente en Marte, por lo que los científicos buscan evidencia de que estas comunidades podrían haber existido en el pasado.

“Pero es difícil decir cómo serían estas comunidades después de dos [mil millones] a tres mil millones de años de permanecer en la superficie”, dijo Beegle. “Por lo tanto, es difícil para nosotros saber qué medida podríamos tomar que nos permitiría decir: 'Esto definitivamente estaba vivo'.

“Lo que podemos hacer es decir: ‘Esta es una muestra realmente interesante. Hay una buena posibilidad de que esto estuviera vivo hace mucho tiempo. Deberíamos recuperar esta muestra y analizarla en un laboratorio terrestre’. Y luego se puede llegar a un consenso científico”.

Cómo cazar un fósil extraterrestre

Cuando se trata de localizar pruebas en las muestras, el primer y más obvio método es simplemente buscarlas.

“La primera forma en que buscas signos de vida antigua es con tus cámaras”, apilar morgan explicado. “Usted imagina el terreno a su alrededor y busca lo que llamamos rasgos morfológicos: formas y texturas en las rocas, que parecen inusuales o que podrían no haber sido formadas por procesos físicos procesos. Entonces, el ejemplo más fácil que podrías pensar aquí en la Tierra es un hueso de dinosaurio, en términos de ejemplos de evidencia macroscópica de vida y megafauna carismática.

“Pero esperamos que la búsqueda en Marte requiera más sutileza. Debido a que las misiones anteriores del rover no han observado megafauna de ninguna manera, por lo que si estamos buscando signos de vida, es probable que sea a escala microbiana”.

Entonces, para comprender cómo podría ser la evidencia de vida microbiana en Marte, podemos observar las rocas aquí en la Tierra y cómo conservan signos de vida antigua. “Buscamos formas y texturas de escala muy fina en las rocas”, apilar morgan dicho. “Pero también cosas como capas de roca, que quizás se arruguen de una manera inusual. O tal vez patrones que no esperaríamos”.

La otra forma de buscar signos de vida es centrarse en la composición de las rocas, especialmente en la presencia de compuestos orgánicos potenciales. La presencia de materia orgánica y las texturas rocosas inusuales combinadas pueden sugerir que alguna vez hubo vida allí.

Esta combinación de composición y textura es exactamente lo que se diseñó para investigar el instrumento SHERLOC de Beegle. Y a diferencia de los rovers anteriores, puede investigar muestras sin destruir la textura de las rocas. "Así es exactamente como buscamos evidencia de vida antigua en nuestro propio registro de rocas aquí en la Tierra". apilar morgan dicho. “Y ahora podemos hacer eso en Marte”.

Uso de la luz para analizar rocas

La herramienta más importante de SHERLOC es su espectrómetro, que usa luz para ver de qué está hecha una muestra. “Enciendes una luz sobre algo y miras la longitud de onda de la luz que emite, lo que te dice de qué color es”, explicó Beegle. “Y al mirar ese color, puedes decir algo sobre la muestra”.

Hay muchos tipos diferentes de espectroscopia, como la espectroscopia de descomposición inducida por láser realizada por el instrumento SuperCam de Perseverance, en la que un láser de alta potencia vaporiza una muestra y analiza los compuestos emitidos. Pero para buscar evidencia de vida, debe buscar en una escala más pequeña y, preferiblemente, usar un método no destructivo, de modo que no tenga que destruir una muestra para analizarla.

SHERLOC utiliza un método no destructivo llamado espectroscopia raman. “En la espectroscopia raman, se puede saber si algo es un aminoácido, o si es un carbonato, o si es carbón, o algo más”, explicó Beegle. SHERLOC también puede realizar espectroscopia fluorescente, que puede detectar la presencia de moléculas orgánicas.

Usados ​​juntos, estos métodos pueden brindar información sobre una muestra, como si es orgánica, si se formó en un ambiente líquido, si estuvo a alta temperatura, etc. Los datos de SHERLOC también se pueden combinar con datos de otros instrumentos de perseverancia como PIXL (Instrumento planetario para litoquímica de rayos X) o las cámaras en Mastcam-Z para dar una imagen más completa de lo que se compone cualquier muestra dada de.

Particularmente valiosas para el estudio son las rocas sedimentarias que se forman en capas a lo largo del tiempo. Si Perseverance puede encontrar y analizar una muestra de este tipo, podría ver cómo se desarrolló el medio ambiente en Marte durante miles de años, e incluso podría vislumbrar algo así como una capa de carbonato dentro de un montón de capas basálticas, lo que sugeriría que algo raro e importante sucedió en un momento particular en el tiempo de la región. historia.

Elegir un lugar de aterrizaje

Para buscar signos de vida, no bastará con cualquier lugar de Marte. La NASA ha elegido específicamente el cráter Jezero para la búsqueda, ya que tiene características particulares que lo convierten en el lugar más probable que hemos encontrado hasta ahora para haber conservado evidencia de vida.

“Jezero es un lugar muy especial en Marte”, apilar morgan dicho, debido a la presencia de un delta allí. “Hay cientos de cuencas de cráteres antiguos que la gente cree que tenían lagos, incluido el cráter Gale [donde el rover Curiosity está explorando actualmente]. Pero no todos los cráteres conservan un delta. Un delta es la forma de tierra que se produce cuando un río se abre en una gran cuenca y deposita su sedimento”.

Un delta proporciona más evidencia de que alguna vez hubo agua en el sitio, y significa que habrá rocas interesantes para explorar.

“Lo que también hace que Jezero sea muy especial es que tiene un valle de entrada por donde fluye el agua, pero lo que lo hace casi único es la presencia de un valle de salida”, dijo Stack Morgan. “Es algo simple y sutil, pero es notable lo importante que es, porque si tienes un valle de entrada, sabes que el agua tenía que entrar. Pero si tienes un valle de salida, sabes que el agua tenía que llenarse hasta el nivel del valle de salida”.

Si un lago fuera poco profundo, podría haberse secado intermitentemente y no habría sido hospitalario para la vida. Pero si un lago fuera lo suficientemente profundo como para ser una masa de agua estancada durante mucho tiempo, sería un lugar mucho más probable para que la vida se desarrollara y arraigara.

"Jezero no solo tiene la forma de tierra que nos muestra que había agua allí, sino que también tenemos evidencia de que todo el cráter se llenó". dijo Stack Morgan. “Eso es lo que ayuda a aumentar nuestra confianza en que Jezero es un buen lugar para buscar vida, de una manera en que otros lugares, incluido Gale, son un poco más una apuesta”.

Otra cosa que hace único a Jezero son los minerales que podemos observar allí. "El cráter Jezero es el único de estos antiguos lagos de cráter que tiene minerales carbonatados". apilar morgan dicho. Los carbonatos en la Tierra forman la base estructural de los fósiles y se encuentran en los arrecifes de coral, como la Gran Barrera de Coral en Australia. Encontrarlos en la cuenca de un lago en Marte podría indicar lo mismo.

No solo están presentes los carbonatos, también están ubicado alrededor del borde interior del cráter, donde el lago habría sido poco profundo, que es donde esperaríamos encontrarlos. Los carbonatos son "realmente buenos para preservar evidencia de vida", apilar morgan dicho. “Entonces, si tuviera que elegir un lugar en Marte para buscar vida, iría al anillo interior de carbonato de un entorno de lago poco profundo”, que es exactamente lo que ofrece el cráter Jezero.

Llevar muestras a la Tierra

Aunque el público a menudo tiene la idea de una máquina mágica que puede analizar muestras instantáneamente y ver de qué están hechas, al estilo CSI, la realidad es que el proceso de análisis de muestras lleva mucho tiempo y consta de muchos pasos que tienen que ser minuciosamente seguido. No es posible reducir un conjunto completo de herramientas de análisis en la pequeña cantidad de espacio disponible en un rover; algunos de los instrumentos son del tamaño de un casa, y el espacio disponible en el rover es del tamaño de una caja de zapatos, por lo que para comprender realmente en qué consiste una muestra marciana, debemos volver a Tierra.

Es por eso que el siguiente paso en la búsqueda de vida en Marte después de Perseverance es un misión de retorno de muestra, en el cual una o más naves espaciales son enviados a Marte para recolectar las muestras de roca y suelo que Perseverance ha recolectado y devolverlas a la Tierra.

“Si vas a buscar vida, una misión de retorno de muestras es el próximo paso esencial”, dijo Beegle. “Debido a que le permite traer una muestra, puede ponerla en un laboratorio, sabe un poco al respecto y luego puede planificar todo desde allí.

“Lo que hace cada misión espacial es asumir lo que vas a encontrar allí, y así es como diseñas tus instrumentos. Pero con el retorno de la muestra, puede traerla de vuelta, identificar un poco más sobre la muestra, usar muchos métodos no destructivos. tecnologías como tomografías computarizadas y tomografías de rayos X, y comprende más sobre la muestra para que pueda adaptar sus experimentos a lo que el muestra es.

“Entonces, el retorno de la muestra es realmente valioso y realmente importante … Es vital para la cuestión de si existió o no vida en Marte. No sé cómo lo harías sin él”, agregó Beegle.

La caza comienza este verano

El rover Perseverance se lanzará este verano, en un período de dos semanas y media a partir del 17 de julio. Debería aterrizar en Marte el 18 de febrero, y desde allí puede comenzar a explorar sus alrededores y tomar muestras, y tal vez incluso encontrar evidencia de que la Tierra no es el único planeta que ha albergado vida.

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