(Imagem: © Laboratório Nacional de Los Alamos))
Conheça o OrganiCam, um instrumento que pode detectar moléculas biológicas em outros mundos.
Na decepcionante ausência de pequenos alienígenas verdes em uma das luas de Júpiter ou em uma civilização construtora de canais em Marte, a caça à vida além da Terra leva nossa capacidade científica e tecnológica ao limite. Se encontrarmos vida lá fora, será minúscula, em escala molecular.
Depois de um lançamento bem-sucedido no final de julho, o rover Perseverance da NASA está navegando silenciosamente pelo espaço em sua jornada de sete meses a Marte, onde vasculhará a cratera de Jezero em busca de evidências de habitabilidade e vida. Neste interlúdio pacífico antes da aterrissagem do rover no Planeta Vermelho no início do próximo ano, temos tempo para pensar sobre as futuras missões em busca de vida em outros corpos planetários em todo o sistema solar.
Essas missões vão caçar moléculas orgânicas biológicas, os blocos de construção baseados em carbono que constituem todas as coisas vivas que conhecemos. Isso porque, se eventualmente encontrarmos vida – ou evidência de vida passada – em Marte ou em qualquer outro lugar, não será um pequeno alienígena verde. Vai ser uma biomolécula ou vida bacteriana fossilizada.
A pesquisa se concentra em ambientes habitáveis em Marte e além. Missões recentes aos planetas exteriores observaram evidências de plumas de vapor d’água da lua de Júpiter, Europa, o que levanta a possibilidade intrigante de moléculas orgânicas em sua superfície, originadas do oceano abaixo. As naves espaciais detectaram moléculas orgânicas dentro de plumas que emanam da lua de Saturno, Enceladus. Mais recentemente, a nave espacial Dawn da NASA voou dentro de 22 milhas (35 quilômetros) da superfície de Ceres, um planeta anão no cinturão de asteróides, e detectou salmoura e um provável reservatório vasto e profundo de água salgada líquida.
Todos esses são lugares de alta prioridade para procurar.
Como um dos lugares mais prováveis de encontrar vida – e certamente o mais próximo – Marte continua a chamar nossa atenção. Embora o frio, a terra seca, a fina atmosfera e a radiação extrema na superfície sejam hostis à vida, o rover Curiosity da NASA, que agora explora Marte, encontrou moléculas orgânicas. Mas eles são biológicos? É difícil dizer porque qualquer molécula na superfície teria sido severamente danificada pela radiação ao longo de milhões de anos.
Os orgânicos biológicos podem estar mais difundidos nas cavernas de tubo de lava em Marte. Protegida nas profundezas do subsolo, a vida pode ter prosperado – ou ainda prospera? – em salmouras salgadas que vazavam de lagos superficiais agora desaparecidos. A água salgada tem uma temperatura de congelamento mais baixa do que a água pura, e o calor subterrâneo profundo do manto de Marte pode manter a água líquida.
Para descobrir se a vida pode ter formado alguma das moléculas orgânicas em Marte, temos que enviar instrumentos capazes de responder a essa pergunta, mas explorar Marte no subsolo é uma tarefa assustadora. A maioria dos tubos de lava conhecidos em Marte tem pelo menos uma abertura de clarabóia na superfície. Embora não saibamos a profundidade dessas cavernas, suas bocas têm 91 metros de largura e acredita-se que algumas descem pelo menos 400 metros abaixo do solo.
Por que não voar? Para isso, nossos instrumentos devem ser simples, robustos, leves e compactos. O mesmo se aplica ao envio de instrumentos para ambientes acidentados, gelados e de alta radiação de Europa, Enceladus ou Ceres. Para atender a esses critérios desafiadores, o Laboratório Nacional de Los Alamos aproveitou a experiência em projetos e instrumentos de campo para exploração espacial para desenvolver um novo modelo, OrganiCam.
Um instrumento precursor desenvolvido em Los Alamos, ChemCam, está atualmente explorando Marte no rover Curiosity. Sentado no alto do mastro do veículo espacial, a ChemCam dispara um feixe de laser infravermelho nas rochas e no solo, criando um plasma quente. O instrumento então mede as cores da luz no plasma, que fornecem pistas sobre a composição elementar das rochas. Uma câmera fornece fotos altamente detalhadas dos alvos de laser, que também ajudam os cientistas a determinar a geologia da superfície.
As descobertas da ChemCam aprofundaram nosso conhecimento de Marte como um planeta antes mais quente e habitável, revolucionaram nossa compreensão da geologia do planeta e nos levaram a revisar nossas estimativas das antigas abundâncias de água superficial e oxigênio na atmosfera – ambas as condições para a vida .
SuperCam, desenvolvido em conjunto por Los Alamos com a agência espacial francesa, é ChemCam com esteróides. Agora navegando para Marte como parte da missão Mars 2020 do Perseverance, o SuperCam combina as capacidades remotas de química e imagens da ChemCam com duas técnicas de mineralogia, tornando-o ainda melhor na detecção de compostos relacionados à possibilidade de vida. Além disso, ele pode gravar som por meio de um microfone, uma novidade em Marte.
Como o próximo ramo da árvore genealógica, OrganiCam traz mais inovações, incluindo imagens únicas de fluorescência rápida para detectar não apenas orgânicos, mas biomoléculas. É assim que funciona. Quando estimuladas pelo laser, as moléculas orgânicas biológicas emitem rajadas rápidas de luz (cerca de 100 nanossegundos). Mas outros materiais, como a rocha, emitem luz mais lentamente (microssegundos a milissegundos). O OrganiCam usa a mesma câmera super rápida do SuperCam para medir essas emissões rápidas, permitindo-nos discriminar os sinais biológicos das rochas de fundo. Como uma próxima etapa na análise do instrumento, a espectroscopia Raman identifica a estrutura molecular dos materiais biológicos, para que possamos distinguir o calcário de uma rocha vulcânica.
OrganiCam também possui lentes endurecidas por ultra-radiação, maior eficiência energética e um design mais leve e compacto do que seus predecessores, então um pequeno drone poderia carregá-lo para muito mais lugares em Marte do que poderia ir nas caronas em um veículo espacial. Melhor ainda, um drone poderia lançar o instrumento profundamente em uma daquelas cavernas de tubo de lava. OrganiCam também pode ser facilmente adaptado para uma missão em um mundo gelado. (Você pode assistir a um vídeo sobre OrganiCam aqui.)
OrganiCam pode ser apontada para atividades mais terrenas também. Ele pode detectar materiais biológicos de forma não destrutiva em amostras únicas sem destruí-los, como material retornado por missões de planetas externos e asteróides, e pode avaliar a presença de orgânicos biológicos em salas limpas, hospitais ou outras instalações estéreis, para ajudar a conter a disseminação de infecções ou impurezas em processos industriais.
Embora essas sejam atribuições valiosas para este novo instrumento, para nós da equipe de Los Alamos que desenvolveu o OrganiCam, a atração de encontrar evidências de vida em outro planeta, uma lua, um asteróide ou um cometa é a motivação esmagadora. Uma descoberta dessa magnitude é o sonho de todo cientista. Espero que tenhamos a chance.
Publicado em 02/10/2020 02h29
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