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Uno strumento per trovare la vita nello spazio esterno
L'interesse per la possibilità di vita extraterrestre sta portando gli scienziati a progettare metodi per studiare le regioni più estreme della Terra, con la speranza che tale ricerca si traduca non solo in una migliore comprensione di come la vita potrebbe sostenersi su Marte o Giove, ma anche in apparecchiature che un giorno potrebbero essere utilizzate nello spazio. È il caso dell'Università dell'Illinois a Chicago (UIC), dove gli scienziati hanno collaborato con i ricercatori della NASA per progettare un veicolo sottomarino autonomo (AUV) che esplorerà le acque ghiacciate dell'Antartide. Il dispositivo robotico, chiamato resistenza , mapperà la composizione biologica e geochimica del lago Bonney circondato dal ghiaccio in tre dimensioni utilizzando strumenti che gli scienziati pensano che un giorno verranno impiegati nello spazio.
Scoperta ghiacciata: La resistenza del veicolo subacqueo autonomo è di circa quattro piedi di altezza e tre piedi di larghezza. Si prevede che verrà calato attraverso un trapano o un foro di fusione nel lago Bonney dell'Antartide, circondato dal ghiaccio, nel novembre 2008. È progettato per sondare le acque e creare mappe 3D dell'ecosistema sottomarino utilizzando strumenti che un giorno potrebbero essere arruolati per la ricerca per la vita extraterrestre.
Il concetto per l'esploratore deriva da un progetto guidato dal programma Astrobiology, Science, and Technology for Exploring Planets della NASA ( UN PASSO ). Il gruppo, in cerca di vita microbica, utilizza un AUV chiamato profonditàx mappare le grotte sottomarine in Messico. Una volta completato il progetto, il veicolo sarà riprogettato dai suoi creatori, Pietra aerospaziale , una società con sede in Texas, per Lake Bonney.
Mentre i sistemi di propulsione e navigazione tra [resistenza e profonditàx] saranno simili, il pacchetto scientifico sarà completamente diverso, afferma Pietro Doran , professore associato di scienze della terra e dell'ambiente presso l'UIC e ricercatore capo del progetto, che ha formulato la proposta iniziale. Stiamo costruendo un veicolo completamente nuovo per scoprire come mappare al meglio un grande corpo idrico coperto di ghiaccio. Entrambi i sistemi sono finanziati dalla NASA e progettati da Stone Aerospace. Anche Endurance entrerà a far parte di ASTEP.
A differenza di depthx, che nuota attraverso l'acqua calda a varie profondità utilizzando sistemi di visualizzazione e che preleva campioni d'acqua per raccogliere dati, la resistenza verrà rilasciata nell'acqua attraverso un trapano o un foro di fusione nel ghiaccio e nuoterà nella parte superiore dell'acqua . Ad esso sarà collegato un pacchetto dispiegabile che include un nuovo set di sensori progettati per rilevare molecole organiche e caratterizzare le forme di vita. Abbassando il pacchetto in determinate aree di studio, gli scienziati aiuteranno a preservare l'ambiente incontaminato dell'Antartide. Un'unità flash integrata raccoglierà i dati per essere ritrasmessi a un laboratorio di visualizzazione a Chicago che genererà immagini 3D, mappe e grafici del lago.
Il più recente dei sensori già in fase di sviluppo per la resistenza utilizza una spettrometria Raman per misurare la composizione del ghiaccio. Questo sensore differisce da altri spettrometri di spettroscopia come uno spettrometro ad emissione infrarossa per l'uso del raggio laser per eccitare attivamente gli oggetti di studio. Rilevando i cambiamenti delle proprietà nella luce che rimbalza dagli oggetti target, il sensore può determinare la composizione chimica di un dato oggetto a qualsiasi profondità del lago che sceglie di studiare. Lo studio delle diverse profondità del lago consentirà agli scienziati di creare un profilo delle composizioni chimiche dei suoi numerosi livelli.
È una tecnica di rilevamento molto sensibile in grado di misurare piccole molecole organiche come anidride carbonica, lipidi e diverse frammentazioni che lo rendono un ottimo rilevatore di biomarcatori, afferma Bin Chen , uno scienziato senior presso la NASA Ames Research Center (ARC), che sta guidando lo sviluppo dello spettrometro.
Gli scienziati della NASA stanno lavorando per aumentare ulteriormente la sensibilità dello spettrometro rivestendo la sonda, un fascio di fibre attraverso il quale la luce passa per illuminare il bersaglio e che riceve anche il segnale di rimbalzo, in nanomateriali d'oro e d'argento. Ciò migliorerà le proprietà elettromagnetiche e plasmoniche della sonda su un dispositivo, afferma Chen. Gli scienziati della NASA avevano originariamente pianificato di schierare una forma dello spettrometro Raman su Spirito , il rover su Marte, ma poiché preoccupati per la durata del dispositivo, hanno rimosso lo spettrometro all'ultimo minuto.
Gli scienziati che lavorano sulla resistenza hanno in programma di incontrarsi in Messico tra un mese per discutere ulteriormente delle ricostruzioni tecnologiche di depthx con l'ingegnere capo William Stone, di Stone Aerospace. Affronteranno come renderlo più piccolo e più efficiente dal punto di vista energetico, nonché come aumentare la durata dei sensori in modo che possano resistere alle temperature delle acque artiche. Una volta ricostruito depthx, gli scienziati hanno in programma di eseguire un piccolo test del dispositivo in un lago ghiacciato nel Wisconsin la prossima primavera prima di dispiegare la sonda robotica nelle acque antartiche nel novembre 2008. Lì il dispositivo verrà testato per un mese; gli scienziati trascorreranno otto ore al giorno a prendere misurazioni.
Determinare la biogeografia del lago dell'Antartide potrebbe essere un modello per la vita su Marte primordiale, quindi se immagini come la vita è sopravvissuta su Marte, tipo, tre miliardi di anni fa, potrebbe essere come la valle secca dei laghi in Antartide, dice Chris McKay , scienziato planetario della NASA e coinvestigatore del progetto. La mappatura di un ecosistema sotto il lago aiuterà gli scienziati a capire meglio come la vita potrebbe essere in grado di sopravvivere sugli oceani coperti di ghiaccio su lune come Europa di Giove.