Crédito de imagen: CMU
Las expediciones actuales a Marte plantean la tentadora posibilidad de que pueda haber vida en algún lugar del planeta rojo. Pero, ¿cómo lo encontrarán las futuras misiones? Un sistema desarrollado por los científicos de Carnegie Mellon podría proporcionar la respuesta.
En la 36ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria en Houston esta semana (del 14 al 18 de marzo), el científico de Carnegie Mellon, Alan Waggoner, presenta los resultados del reciente desempeño del sistema de detección de vida en el desierto de Atacama en Chile, donde encontró líquenes en crecimiento y colonias bacterianas. Esta es la primera vez que se utiliza una tecnología automatizada basada en rover para identificar la vida en esta región hostil, que sirve como banco de pruebas para la tecnología que podría implementarse en futuras misiones a Marte.
"Nuestro sistema de detección de vida funcionó muy bien, y algo así en última instancia puede permitir que los robots busquen vida en Marte", dice Waggoner, miembro del equipo del proyecto "Vida en Atacama" y director del Centro de imágenes y biosensores moleculares en El Colegio de Ciencias Mellon de Carnegie Mellon.
La temporada de campo 2004 "La vida en Atacama", de agosto a mediados de octubre, fue la segunda fase de un programa de tres años cuyo objetivo es comprender cómo la vida puede ser detectada por un rover que está siendo controlado por un equipo científico remoto. . El proyecto es parte del Programa de Ciencia y Tecnología de Astrobiología de la NASA para Explorar Planetas, o ASTEP, que se concentra en superar los límites de la tecnología en entornos hostiles.
David Wettergreen, profesor asociado de investigación en el Instituto de Robótica de Carnegie Mellon, lidera el desarrollo de rover y la investigación de campo. Nathalie Cabrol, científica planetaria del Centro de Investigación Ames de la NASA y del Instituto SETI, lidera la investigación científica.
La vida es apenas detectable en la mayoría de las áreas de Atacama, pero los instrumentos del explorador pudieron detectar líquenes y colonias bacterianas en dos áreas: una región costera con un clima más húmedo y una región interior, muy árida, menos hospitalaria para la vida.
“Vimos señales muy claras de clorofila, ADN y proteínas. Y pudimos identificar visualmente materiales biológicos a partir de una imagen estándar capturada por el rover ”, dice Waggoner.
“En conjunto, estas cuatro piezas de evidencia son fuertes indicadores de la vida. Ahora, nuestros hallazgos están siendo confirmados en el laboratorio. Se examinaron las muestras recolectadas en Atacama, y los científicos descubrieron que contenían vida. Los líquenes y bacterias en las muestras están creciendo y en espera de análisis ".
Waggoner y sus colegas han diseñado un sistema de detección de vida equipado para detectar señales de fluorescencia de formas de vida dispersas, incluidas las que tienen un tamaño de milímetros. Su generador de imágenes de fluorescencia, que se encuentra debajo del vehículo explorador, detecta señales de la vida a base de clorofila, como las cianobacterias en los líquenes, y señales fluorescentes de un conjunto de colorantes diseñados para iluminar solo cuando se unen a ácidos nucleicos, proteínas, lípidos o carbohidratos. Todas las moléculas de la vida.
"No conocemos otros métodos remotos capaces de detectar bajos niveles de microorganismos y visualizar altos niveles incorporados como biopelículas o colonias", dice Gregory Fisher, científico del proyecto de imágenes.
“Nuestra cámara fluorescente es el primer sistema de imágenes que funciona a la luz del día y a la sombra del vehículo explorador. El rover utiliza energía solar para funcionar, por lo que debe viajar durante el día. Muchas veces, las imágenes que capturamos solo pueden revelar una señal débil. Cualquier luz solar que se filtre a la cámara de una cámara de fluorescencia convencional oscurecería la señal ”, dice Waggoner.
“Para evitar este problema, diseñamos nuestro sistema para excitar tintes con destellos de luz de alta intensidad. La cámara solo se abre durante esos flashes, por lo que podemos capturar una fuerte señal de fluorescencia durante la exploración diurna ”, dice Shmuel Weinstein, gerente de proyecto.
Durante la misión, un equipo científico remoto ubicado en Pittsburgh instruyó las operaciones del rover. Un equipo de tierra en el sitio recolectó muestras estudiadas por el rover para llevarlas a un examen más detallado en el laboratorio. En un día típico en el campo, el rover siguió un camino designado el día anterior por el equipo científico de operaciones remotas. El rover se detuvo ocasionalmente para realizar una inspección detallada de la superficie, creando efectivamente una "colcha macroscópica" de datos geológicos y biológicos en paneles seleccionados de 10 por 10 centímetros. Después de que el rover partió de una región, el equipo de tierra recolectó muestras examinadas por el rover.
“Según los hallazgos del rover en el campo y nuestras pruebas en el laboratorio, no hay un ejemplo de que el rover dé un falso positivo. Cada muestra que analizamos tenía bacterias ”, dice Edwin Minkley, director del Centro de Biotecnología y Procesos Ambientales del Departamento de Ciencias Biológicas.
Minkley está realizando análisis para determinar las características genéticas de las bacterias recuperadas para identificar las diferentes especies microbianas presentes en las muestras. También está probando la sensibilidad de las bacterias a la radiación ultravioleta (UV). Una hipótesis es que las bacterias pueden tener una mayor resistencia a los rayos UV porque están expuestas a la radiación ultravioleta extrema en el ambiente del desierto. Según Minkley, esta caracterización también puede explicar por qué una proporción tan alta de las bacterias del sitio más árido se pigmentan (rojo, amarillo o rosa) a medida que crecen en el laboratorio.
La primera fase del proyecto comenzó en 2003 cuando un robot de energía solar llamado Hyperion, también desarrollado en Carnegie Mellon, fue llevado a Atacama como un banco de pruebas de investigación. Los científicos realizaron experimentos con Hyperion para determinar el diseño, el software y la instrumentación óptimos para un robot que se utilizaría en experimentos más extensos realizados en 2004 y en 2005. ¿Zo ?, el rover utilizado en la temporada de campo 2004, es el resultado de ese trabajo . En el último año del proyecto, los planes requieren que Zo ?, equipado con una gama completa de instrumentos, opere de manera autónoma a medida que recorre 50 kilómetros durante un período de dos meses.
El equipo científico, dirigido por Cabrol, está formado por geólogos y biólogos que estudian tanto la Tierra como Marte en instituciones como el Centro de Investigación Ames de la NASA y el Centro Espacial Johnson, el Instituto SETI, el Laboratorio de Propulsión a Chorro, la Universidad de Tennessee, Carnegie Mellon, la Universidad Católica. del Norte (Chile), la Universidad de Arizona, UCLA, el British Antarctic Survey y la International Research School of Planetary Sciences (Pescara, Italia).
El proyecto Life in the Atacama se financia con una subvención de tres años y $ 3 millones de la NASA para el Instituto de Robótica Carnegie Mellon. William "Red" Whittaker es el investigador principal. Waggoner es el investigador principal del proyecto complementario en instrumentos de detección de vida, que obtuvo una subvención por separado de $ 900,000 de la NASA.
Fuente original: Comunicado de prensa de CMU
