Instrumento de la NASA con destino a Titán podría revelar la química que lleva a la vida

Una nueva misión de la NASA a la luna gigante de Saturno, Titán, se lanzará en 2027. Cuando llegue a mediados de la década de 2030, comenzará un viaje de descubrimiento que podría generar una nueva comprensión del desarrollo de la vida en el universo. Esta misión, llamada Dragonfly, transportará un instrumento llamado Dragonfly Mass Spectrometer (DraMS), diseñado para ayudar a los científicos a perfeccionar la química en el trabajo en Titán. También puede arrojar luz sobre los tipos de pasos químicos que ocurrieron en la Tierra y que finalmente llevaron a la formación de la vida, llamada química prebiótica.

La abundante y compleja química rica en carbono de Titán, el océano interior y la presencia pasada de agua líquida en la superficie lo convierten en un destino ideal para estudiar los procesos químicos prebióticos y la habitabilidad potencial de un entorno extraterrestre.

DraMS permitirá a los científicos en la Tierra estudiar de forma remota la composición química de la superficie de Titanio. «Queremos saber si el tipo de química que podría ser importante para los primeros sistemas prebioquímicos de la Tierra se está produciendo en Titán», explica la Dra. Melissa Trainer del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.

Trainer es un científico planetario y astrobiólogo que se especializa en Titán y es uno de los investigadores principales adjuntos de la misión Dragonfly. También es líder en el instrumento DraMS, que escaneará las mediciones de muestras del material de la superficie de Titán en busca de evidencia de química prebiótica.

Para lograr esto, el helicóptero robótico Dragonfly aprovechará la baja gravedad y la densa atmósfera de Titán para volar entre diferentes puntos de interés en la superficie de Titán, separados por varios kilómetros de distancia. Esto permite que Dragonfly reubique todo su conjunto de instrumentos en un nuevo sitio cuando el anterior se ha explorado por completo y brinda acceso a muestras en entornos con una variedad de historias geológicas.

En cada sitio, el Drill for Acquisition of Complex Organics (DrACO) perforará muestras de menos de un gramo de la superficie y las llevará dentro del cuerpo principal del módulo de aterrizaje, a un lugar llamado «ático» que alberga el instrumento DraMS. . Allí, serán irradiados por un láser a bordo o vaporizados en un horno para ser medidos por DraMS. Un espectrómetro de masas es un instrumento que analiza los diversos componentes químicos de una muestra separando estos componentes en sus moléculas base y pasándolos a través de sensores para su identificación.

«DraMS está diseñado para observar las moléculas orgánicas que pueden estar presentes en Titán, su composición y distribución en diferentes ambientes superficiales», dice Trainer. Las moléculas orgánicas contienen carbono y son utilizadas por todas las formas de vida conocidas. Son de interés para comprender la formación de la vida porque pueden ser creados por procesos vivos y no vivos.

Los espectrómetros de masas determinan qué hay en una muestra ionizando el material (es decir, bombardeándolo con energía para que los átomos que contiene se carguen positiva o negativamente) y examinando la composición química de los diversos compuestos. Esto implica determinar la relación entre el peso de la molécula y su carga, que sirve como firma para el compuesto.

DraMS fue desarrollado en parte por el mismo equipo de Goddard que desarrolló el Análisis de muestras en Marte (SAM) conjunto de instrumentos a bordo del rover Curiosity. DraMS está diseñado para estudiar muestras de material de la superficie de Titanio en el lugarutilizando técnicas probadas en Marte con la suite SAM.

El entrenador enfatizó los beneficios de esta herencia. Los científicos de Dragonfly no querían «reinventar la rueda» cuando se trataba de buscar compuestos orgánicos en Titán y, en cambio, se basaron en métodos establecidos que se han aplicado en Marte y en otros lugares. «Este diseño nos ha brindado un instrumento que es muy flexible, que puede adaptarse a los diferentes tipos de muestras de superficie», dice Trainer.

DraMS y otros instrumentos científicos a bordo de Dragonfly se están diseñando y construyendo bajo la dirección del Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, que administra la misión para la NASA y está diseñando y construyendo el rotorcraft-lander. El equipo incluye socios clave en Goddard, la agencia espacial francesa (CNES, París, Francia), que proporciona el Módulo de cromatografía de gases para DraMS que proporcionará una separación adicional después de salir del horno, Lockheed Martin Space, Littleton, Colorado, NASA Ames Centro de Investigación en el Aeródromo Federal Moffett en Silicon Valley de California, Centro de Investigación Langley de la NASA, Hampton, Virginia, Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, Universidad Penn State, State College, Pensilvania, Malin Space Science Systems, San Diego, California, Honeybee Robotics , Brooklyn, Nueva York, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), Colonia, Alemania, y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), Tokio, Japón.