Un grupo de científicos ha desarrollado un minilaser para buscar señales de vida. Recibe el nombre de Orbitrap LDMS y podrá ser incorporado en naves espaciales. Podría utilizarse para analizar compuestos y detectar biofirmas. Es decir, las señales de posible vida extraterrestre. Quizá lo veamos en uso en el futuro…
Un minilaser diseñado especialmente para buscar vida
Poco a poco, las misiones espaciales están alejándose cada vez más del entorno de la Tierra. En los próximos años veremos, con más frecuencia, misiones a destinos cada vez más lejanos. Por ello, para poder explorar el Sistema Solar con garantías, será necesario tener herramientas pequeñas, compactas, precisas y que utilicen pocos recursos. Algo especialmente importante ahora que la búsqueda de vida extraterrestre se centra en planetas habitables y satélites. Esto nos lleva a hablar del trabajo de un equipo de la Universidad de Maryland (Estados Unidos).
Han desarrollado un nuevo instrumento, diseñado específicamente para las necesidades de las misiones espaciales de la NASA. Se trata de un analizador, utilizando un minilaser, que es mucho más pequeño y eficiente que sus predecesores. Esto, además, sin poner en juego su capacidad de análisis de muestras de material planetario, así como la detección de posible actividad biológica en el lugar de análisis. El equipo ha publicado un estudio sobre este nuevo instrumento. Tiene un peso de tan solo 7 kilogramos, y es una versión en miniatura de dos instrumentos.
Combina dos herramientas importantes para detectar señales de vida, así como para identificar la composición de diferentes materiales. Por un lado, un láser ultravioleta que retira pequeñas cantidades de material de una muestra. Por otro, un analizador Orbitrap que proporciona datos, de alta resolución, sobre la composición química de los materiales examinados. Orbitrap, en realidad, no es una herramienta nueva. Según cuenta Ricardo Arevalo, autor principal del estudio y profesor de geología de la universidad, en un principio se concibió para uso comercial…
De Orbitrap al instrumento actual
Orbitrap, según explica Arevalo, está presente en laboratorios de industrias farmacéuticas, médicas y proteómica (que se dedica al estudio a gran escala de proteínas). El que tiene en su propio laboratorio, añade, pesa 181 kilogramos. Es decir, es bastante grande. Los autores han tardado ocho año en crear un prototipo que pueda usarse eficientemente en el espacio. Una versión mucho más pequeña, que usa menos recursos y que sigue siendo capaz de realizar experimentos en la vanguardia científica. Además, añade algo más.
Porque la versión creada por el equipo no solo es una miniaturización de Orbitrap, también añade espectrometría de masas con desorción láser (LDMS, por sus siglas en inglés). Son técnicas que, explican, todavía no se han aplicado en un entorno extraterrestre. El nuevo dispositivo tiene los mismos beneficios que sus hermanos mayores, pero ha sido adaptado para la exploración espacial y el análisis de material planetario in situ. Gracias a su pequeño tamaño, y la poca energía necesaria, el instrumento Orbitrap LDMS podrá estar presente en muchas naves.
Puede ser incorporado con facilidad y su mantenimiento es sencillo. Los análisis del instrumento son, además, poco intrusivos y, por tanto, su posibilidad de contaminar, o dañar una muestra, es inferior a la de otros métodos que intentan identificar compuestos desconocidos. La gran ventaja, explican los autores, es que cualquier cosa que pueda ser ionizada puede ser analizada. Si se utiliza el minilaser, por ejemplo, en una muestra de hielo, debería poder analizarla, determinar su composición y también detectar biofirmas…
Un minilaser para buscar vida en lugares remotos
El minilaser de Orbitrap LDMS, además, también dará acceso a los investigadores a compuestos más grandes y complejos. Es decir, compuestos con más probabilidades de estar asociados a la vida. Los compuestos más pequeños, como los aminoácidos, son señales mucho más ambiguas. A fin de cuentas, pueden producirse de manera abiótica. Es decir, sin la participación de la vida. Sin embargo, moléculas más complejas y grandes, como las proteínas, tienen más probabilidades de ser creadas, y estar asociadas, a sistemas vivos.
Al poder estudiar compuestos orgánicos más grandes y complejos, se podrá ver con mayor detalle las biofirmas que pueda contener, en comparación a compuestos más pequeños y sencillos. Por ello, los investigadores creen que el instrumento ofrecerá mucha flexibilidad e información para las misiones que tengan como destino las regiones más remotas del Sistema Solar. Piensan en cosas como la misión Enceladus Orbilander, una misión propuesta que tendría como objetivo el estudio de uno de los satélites más intrigantes de Saturno.
La esperanza del equipo es que, en los próximos años, puedan enviar el instrumento, y desplegarlo, en un objetivo celeste interesante. Lo consideran un primer paso para desarrollar otros instrumentos que estén basados en Orbitrap LDMS. Si están en lo cierto, y sus expectativas son realistas, veremos qué contribuciones puede realizar el instrumento. Están seguros de que permitirá mejorar las técnicas de estudio de la geoquímica y astrobiología de una superficie planetaria. ¿Lo veremos en alguna misión en un futuro próximo?
Estudio
El estudio es R. Arevalo, L. Willhite, A. Bardyn et al.; «Laser desorption mass spectrometry with an Orbitrap analyser for in situ astrobiology». Publicado en la revista Nature Astronomy el 16 de enero de 2023. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
