A medida que las misiones espaciales se adentran más en el sistema solar exterior, la necesidad de herramientas analíticas precisas, compactas y eficientes en el uso de recursos se vuelve más crítica. Especialmente porque los científicos continúan buscando vida extraterrestre y planetas o lunas habitables.
Un equipo de la Universidad de Maryland ha desarrollado una nueva herramienta especialmente adaptada a las necesidades de las misiones espaciales de la NASA. Su minianalizador basado en láser es significativamente más pequeño, pero eficiente en recursos, sin comprometer la calidad de su capacidad para analizar muestras de material planetario y actividad biológica potencial in situ.
El instrumento pesa menos de 8 kg y es una combinación físicamente reducida de dos herramientas importantes para detectar señales de vida y determinar la composición de los materiales: un láser ultravioleta pulsado, que elimina pequeñas cantidades de material de una muestra planetaria, y el analizador Orbitrap, que entrega datos de alta resolución sobre la composición química de los materiales estudiados.
“Orbitrap se construyó originalmente para uso comercial”, explicó el investigador principal, Ricardo Arévalo. – Puedes encontrarlos en laboratorios médicos y farmacéuticos. El que tengo en mi propio laboratorio pesa más de 180 kg, por lo que es bastante grande, y nos tomó 8 años hacer un prototipo que pudiera usarse de manera efectiva en el espacio. Es mucho más pequeño y requiere menos recursos”.
El nuevo dispositivo del equipo reduce el Orbitrap original al combinarlo con espectrometría de masas por desorción láser (LDMS), una tecnología que aún no se ha utilizado en un entorno planetario extraterrestre. El instrumento tiene las mismas ventajas que sus predecesores más grandes, pero está simplificado para la exploración espacial y el análisis in situ de materiales planetarios.
Debido a su baja masa y requisitos mínimos de energía, se puede almacenar y mantener a bordo de misiones espaciales, y el análisis de la superficie de un planeta o material será menos intrusivo y, por lo tanto, es mucho menos probable que contamine o dañe la muestra. “Lo bueno es que se puede analizar cualquier cosa que se pueda ionizar. Si dirigimos un rayo láser a una muestra de hielo, determinaremos su composición y veremos firmas biológicas, – dijo Ricardo Arévalo. – Este instrumento tiene alta resolución de masa y precisión.
El componente láser de la versión mini del LDMS Orbitrap también permite a los investigadores acceder a compuestos más grandes y complejos. Los compuestos orgánicos más pequeños como los aminoácidos, por ejemplo, son marcadores ambiguos de formas de vida. “Los aminoácidos se pueden producir de forma abiótica, lo que significa que no son necesariamente prueba de vida. Los meteoritos, muchos de los cuales están saturados con aminoácidos, pueden caer a la superficie del planeta y llevar materia orgánica abiótica a la superficie, dijo Arévalo. – El láser nos permite estudiar sustancias orgánicas más grandes y complejas que pueden mostrar las firmas biológicas más probables.
El minisistema LDMS Orbitrap será útil en futuras misiones destinadas a detectar vida (como el Enceladus Orbilander) o explorar la superficie de la Luna ( programa Artemis de la NASA ). Los científicos esperan enviar su dispositivo al espacio y desplegarlo en las instalaciones en los próximos años. “Veo este prototipo como un precursor de otros instrumentos futuros basados en LDMS y Orbitrap”, dijo Arévalo. “Nuestro mini-instrumento Orbitrap LDMS tiene el potencial de mejorar significativamente la forma en que estudiamos la geoquímica y la astrobiología de la superficie planetaria”.
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