Laboratório de química no ExoMars Vagabond procurará evidências de vida em Marte

Um grupo mundial de cientistas produziu um minúsculo laboratório de química para um vagabundo que perfurará abaixo da superfície marciana, tentando encontrar sinais de vida anterior ou existente. O laboratório do tamanho de uma torradeira, chamado Mars Organic Particle Analyzer ou MOMA, é uma ferramenta essencial no ExoMars Wanderer, uma missão conjunta entre a European Room Agency e a empresa espacial russa Roscosmos, com uma contribuição considerável da NASA para o MOMA. Ele será lançado para o Red World em julho de 2020.

“A broca de dois metros de profundidade do ExoMars Rover oferecerá ao MOMA amostras especiais que podem conter substâncias orgânicas complexas preservadas de um período antigo quando a vida poderia ter começado em Marte”, afirmou Will Brinckerhoff do MOMA Task Scientist, do Goddard Area Flight Center da NASA em Greenbelt , Maryland.

Embora a superfície de Marte seja inóspita para tipos de vida bem conhecidos hoje, há evidências de que, num passado distante, o clima marciano permitia a presença de água fluida, um componente crucial para sempre, na área da superfície. Essa prova inclui atributos que parecem leitos de rios completamente secos e depósitos minerais que só se formam na visibilidade de água líquida. A NASA enviou vagabundos a Marte que localizaram indicações extras de atmosferas habitáveis ​​do passado, como os vagabundos da Hipótese e da Inquisitividade, ambos explorando atualmente o terreno marciano.

O instrumento MOMA conseguirá descobrir uma variedade de moléculas naturais. Os compostos orgânicos são frequentemente relacionados à vida, embora também possam ser produzidos por processos não biológicos. Partículas orgânicas têm carbono e hidrogénio e podem incluir oxigénio, nitrogénio e vários outros elementos. Para descobrir essas partículas em Marte, o grupo MOMA teve que pegar instrumentos que normalmente ocupariam algumas bancadas de trabalho num laboratório de química e reduzi-los ao tamanho de uma torradeira, de modo que seriam úteis para montar num vagabundo.

Embora a ferramenta seja complicada, o MOMA é desenvolvido em torno de um espectrómetro de massa solitário e realmente minúsculo, que divide átomos e moléculas faturados por massa. O procedimento fundamental para localizar compostos orgânicos marcianos pode se resumir a duas etapas: diferentes moléculas orgânicas das rochas e sedimentos marcianos e fornecer um custo elétrico (ionizado), para poderem ser localizados e identificados pelo espectrómetro de massa. O MOMA possui dois métodos para diferenciar as mais diversas categorias de moléculas orgânicas possíveis. A primeira abordagem utiliza um fogão para aquecer uma amostra. Este processo de cozimento evapora as moléculas naturais e as envia para uma coluna estreita que separa as combinações de compostos nos seus componentes. As substâncias entram sequencialmente no espectrómetro de massa, onde recebem uma carga elétrica e são organizadas por massa usando áreas elétricas. Cada molécula tem um conjunto de razões distintas entre massa e carga elétrica. A ferramenta do espectrómetro de massa usa esse padrão chamado faixa de massa para reconhecer as partículas.

Algumas moléculas orgânicas maiores são delicadas e seriam desintegradas durante a vaporização em alta temperatura no forno. Consequentemente, o MOMA possui um segundo método para localizá-los: ele elimina o exemplo com um laser. Considerando que apenas uma rajada rápida de luz laser é usada, alguns tipos de moléculas orgânicas maiores evaporam-se sem danificá-las completamente. O laser adicionalmente fornece a essas partículas uma taxa elétrica, de modo que são enviadas diretamente da amostra para o espectrómetro de massa para serem classificadas e identificadas.

Certas moléculas orgânicas têm uma construção que pode ser usada como uma dica vital produzida pela vida: a sua lateralidade ou quiralidade. Algumas partículas orgânicas utilizadas pela vida vêm em duas seleções que são imagens espelhadas uma da outra, como as suas mãos. No mundo, a vida usa todos os aminoácidos canhotos e todos os açúcares destros para construir partículas maiores necessárias para a vida, como proteínas saudáveis ​​de aminoácidos e DNA de açúcares. A vida baseada em aminoácidos destros (e açúcares canhotos) poderia funcionar; no entanto, uma mistura de destros e canhotos para qualquer um dos dois certamente não. Isso ocorre porque essas partículas precisam antecipar e o alinhamento apropriado, como itens problemáticos, para construir outras partículas permanentemente necessárias para operar.

O MOMA pode encontrar a quiralidade das moléculas orgânicas. Suponha que ele descubra que uma molécula orgânica é significativa da variedade esquerda ou direita (chamada “homoquiralidade”). Nesse caso, isso pode ser uma evidência de que a vida gerou as moléculas, visto que os processos não biológicos tendem a formar uma mistura igual de variedades. Isso é conhecido como bioassinatura.

Os vagabundos de Marte lidam com mais um obstáculo na busca por evidências de vida: a contaminação. O planeta está cheio de vida, e os cientistas precisam estar muito atentos, pois o produto orgânico que detetam não foi trazido da Terra com o instrumento. Para garantir isso, o grupo MOMA tomou medidas extraordinárias para garantir que a ferramenta seja o mais acessível possível a partir de moléculas terrestres que são assinaturas de vida.

O rover ExoMars será o primeiro a descobrir nas profundezas da superfície, com uma furadeira com a capacidade de pegar exemplares de até 2 metros de profundidade (mais de seis pés). Isso é importante porque o ambiente estreito de Marte e o campo eletromagnético errático lidam com defesa inadequada da radiação ambiente, que pode danificar lentamente as partículas orgânicas deixadas, reveladas externamente. No entanto, o sedimento marciano é um guarda confiável, e também a equipa espera localizar maiores riquezas de partículas naturais em amostras abaixo da superfície.

NASA Goddard está a estabelecer o espectrômetro de massa e caixas de dispositivos eletrónicos para MOMA, enquanto LATMOS (Lab for Ambiences, Atmospheres, bem como Room Observations), Guyancourt, França e Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA ou Laboratório Interuniversitário de Equipamentos Atmosféricos) Paris, França, faz o cromatógrafo de gás do MOMA, e o Instituto Max Slab para Pesquisa do Sistema Solar, Göttingen, Alemanha e também a Laser Zentrum Hannover, Hannover, Alemanha, constroem o laser, fornos e estação de toque (fixação de fogão) da ferramenta.

O MOMA concluiu recentemente os depoimentos de pré-entrega da ESA e da NASA que abriram caminho para que a ferramenta de viagem fosse fornecida ao objetivo. Na quarta-feira, 16 de maio, a equipe do espectrômetro de massa MOMA se reuniu em Goddard para ver o seu instrumento de pesquisa científica único na etapa inicial da sua viagem a Marte: envio para o Espaço Thales Alenia, em Torino, Itália, onde será incorporado ao gabinete de laboratório analítico do rover durante as próximas tarefas de missão nesta temporada de verão. Aderindo às atividades subsequentes de assimilação de nível superior de vagabundo e nave espacial em 2019, o ExoMars Wanderer foi planejado para ser lançado a Marte em julho de 2020 do Cosmódromo de Baikonur no Cazaquistão.