Astrobiología: Ciencia y tecnología para la exploración de planetas

El programa de Astrobiología, Ciencia y Tecnología para la Exploración de Planetas (ASTEP, por sus siglas en inglés) fue creado por la NASA para patrocinar proyectos de investigación que impulsaran la tecnología y las técnicas utilizadas en la exploración planetaria . Su objetivo era facilitar el estudio de la astrobiología y contribuir a la planificación de misiones de exploración extraterrestre, priorizando la ciencia, la tecnología y las campañas de campo.

ASTEP es uno de los cuatro elementos del Programa de Astrobiología de la NASA, que forma parte de la División de Ciencias Planetarias de la Dirección de Misiones Científicas. Según la descripción oficial de la NASA, "el programa ASTEP patrocina el desarrollo de tecnologías que permiten la búsqueda remota y la identificación de vida en entornos extremos, incluyendo superficies y subsuperficies planetarias". ^{[ 1 ]} ASTEP se centra en el descubrimiento de tecnologías que permitan a los científicos estudiar la astrobiología tanto en la superficie de la Tierra como en cuerpos extraterrestres. Un enfoque central de la investigación de ASTEP son las campañas de campo terrestres, o expediciones de larga duración en las que los investigadores viven en la misma región que estudian. Estas se llevan a cabo en la Tierra en lugares remotos u hostiles, como la Antártida o el fondo del océano. Al comprender la vida compleja y exótica en la Tierra, como los extremófilos , los científicos esperan definir mejor las características que deben buscar y los lugares que deben explorar al intentar descubrir vida extraterrestre.

El programa estuvo activo desde 2001 hasta 2014, cuando se consolidó en el programa de Ciencia y Tecnología Planetaria a partir de la Investigación Analógica (PSTAR). ^{[ 2 ]}

Los proyectos financiados por ASTEP suelen realizar investigaciones buscando y estudiando la biología de extremófilos en los entornos más hostiles de la Tierra mediante campañas de investigación de campo. Los entornos donde se lleva a cabo esta investigación simulan las condiciones esperadas en mundos extraterrestres del Sistema Solar. El trabajo de campo anterior se ha centrado generalmente en dos regiones. Los climas ártico y antártico simulan las bajas temperaturas esperadas en muchos otros planetas, como Marte , cerca de los lugares de aterrizaje de los rovers. ^{[ 1 ]} Las regiones submarinas también son un área de estudio porque simulan condiciones de alta presión, poca luz y temperatura variable. Esta región simula las misiones propuestas para explorar el vasto océano de agua líquida que se espera que exista bajo Europa , la luna de Júpiter . ^{[ 3 ]}

ASTEP promueve el desarrollo de nuevas tecnologías y técnicas de exploración que permitan buscar, identificar y estudiar vida en condiciones extremas en lugares de difícil acceso. Existe una amplia gama de elementos que pueden entrar en esta categoría. Ejemplos anteriores incluyen laboratorios como el Mars Science Laboratory , técnicas de muestreo, los rovers de Marte , el módulo de aterrizaje Titán ( Huygens ) y sumergibles. ^{[ 4 ]} Se prefieren los sistemas autónomos porque permiten recopilar datos sin la presencia de humanos cerca del área de prueba. Las campañas de campo se utilizan como prueba de concepto para las tecnologías propuestas, así como para demostración. Generalmente se prueban con misiones simuladas donde las condiciones y los desafíos simulan los que podrían experimentarse en una misión real. Esto ayuda a identificar sus fortalezas y debilidades en la ejecución de la misión y la resistencia estructural de la tecnología.

Más allá de la aplicación de nuevas tecnologías, ASTEP se esfuerza por profundizar en el conocimiento de la astrobiología mediante la observación y el estudio en campañas de campo. El análisis de las muestras recolectadas ayuda a los investigadores a determinar las condiciones límite térmicas, fotónicas, de presión y químicas para los organismos vivos. Comprender cómo estos organismos se adaptan y evolucionan en estas condiciones extremas puede ser similar a los métodos utilizados por organismos extraterrestres, lo que ofrece pistas sobre dónde podría encontrarse vida. Otra área de estudio es la huella ambiental que deja la vida extremófila , como biomoléculas o biofirmas , por ejemplo, rastros químicos, formaciones geológicas, etc. La identificación de estas pistas suele inspirar nuevas técnicas de búsqueda biológica y simplifica la planificación de las misiones.

La formación de estromatolitos proporciona información geológica importante sobre la historia de los microorganismos, que se remonta a más de mil millones de años. En los últimos años, ASTEP ha estado investigando cómo pudieron haberse formado estos fósiles estratificados mediante el estudio de tapetes microbianos actuales , que dejan estromatolitos similares a los de sus ancestros. ^{[ 6 ]}

El programa de desarrollo de instrumentos de ASTEP está trabajando actualmente en un prototipo para detectar la presencia de ADN en la superficie marciana. ^{[ 1 ]} El prototipo replicará cualquier ADN encontrado en el hielo o regolito marciano utilizando técnicas de amplificación por reacción en cadena de la polimerasa .

El proyecto IceBite consiste en probar perforadoras para futuras misiones a Marte donde será necesario atravesar el hielo. La investigación se lleva a cabo en valles antárticos de gran altitud, cuya composición geológica se asemeja mucho a la del lugar de aterrizaje de Phoenix . ^{[ 1 ]} En 2009, los científicos completaron con éxito la primera fase de la misión de tres años, que consistió en explorar la región, instalar instrumentos científicos y determinar los futuros sitios de prueba. ^{[ 1 ]}

Un equipo de científicos de ASTEP está explorando el Centro de Expansión de las Islas Caimán , una amplia dorsal en la región más occidental de la Fosa de las Islas Caimán. La vida oceánica alcanza sus límites en las profundidades, donde la presión es máxima y las chimeneas hidrotermales submarinas bombean agua caliente y rica en minerales al océano. Los investigadores del proyecto creen que la vida extraterrestre podría ser similar a las formas de vida exóticas encontradas cerca de estas chimeneas. El sumergible Nereus fue desarrollado por ASTEP para explorar de forma autónoma los sistemas de chimeneas hidrotermales en las profundidades del Centro de Expansión de las Islas Caimán. ^{[ 3 ]}

Para dar a conocer la investigación que se lleva a cabo bajo los auspicios de ASTEP, los científicos han recurrido cada vez más a los blogs para difundir información sobre sus estudios, especialmente cuando realizan experimentos en lugares remotos durante pruebas de campo terrestres. También han comenzado a contactar con museos mediante enlaces satelitales para hablar de astrobiología con el público. ^{[ 4 ]} El blog más destacado es el del equipo IceBite de la NASA, que realiza expediciones anuales a la Antártida.

• Abiogénesis
• Instituto de Astrobiología de la NASA
• Nexo para la ciencia de los sistemas exoplanetarios

1. Billings, L. (22 de enero de 2008). Acerca de ASTEP. Recuperado de Astrobiology: https://web.archive.org/web/20100528091403/http://astrobiology.nasa.gov/astep/about/
2. Billings, L. (2008, 06 de febrero). Hoja de ruta de astrobiología de la NASA 2008. Recuperado de Astrobiología: https://web.archive.org/web/20100219093302/http://astrobiology.nasa.gov/roadmap/
3. Commodore, J. (2010, 02). Guía para proponentes de la NRA - Versión final. Recuperado de NASA: http://www.hq.nasa.gov/office/procurement/nraguidebook/
4. German, C. (2009, 21 de octubre). Revista Astrobiología . Recuperado de Oasis para la vida en la elevación de las Islas Caimán: http://www.astrobio.net/pressrelease/3287/oases-for-life-on-the-mid-caymen-rise
5. Marinova, M. (2010, 02 01). Revista Astrobiología . Recuperado del blog IceBite: Despidiéndose de un mundo congelado: http://www.astrobio.net/index.php?option=com_expedition&task=detail&id=3388&type=blog&pid=19
6. Peter Doran, PC (2010). RESULTADOS DE ASTEP Y OTRAS CAMPAÑAS DE CAMPO DE ASTROBIOLOGÍA II.
7. Schirber, M. (2010, 01 03). Astrobiology Magazine . Recuperado de First Fossil-Makers in Hot Water: http://www.astrobio.net/exclusive/3418/first-fossil-makers-in-hot-water
8. Schirber, M. (2010, 15 de febrero). Revista Astrobiología . Recuperado de Detectando a nuestros primos marcianos: http://www.astrobio.net/exclusive/3401/detecting-our-martian-cousins