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Articulo de referencia

Analizador de moléculas orgánicas de Marte

El Analizador de Moléculas Orgánicas de Marte ( MOMA ) es un instrumento basado en espectrometría de masas a bordo del rover Rosalind Franklin , que se lanzará en 2028 a Marte e...

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El Analizador de Moléculas Orgánicas de Marte ( MOMA ) es un instrumento basado en espectrometría de masas a bordo del rover Rosalind Franklin , que se lanzará en 2028 a Marte en una misión de astrobiología . [ 1 ] [ 2 ] Buscará compuestos orgánicos (moléculas que contienen carbono) en las muestras de suelo recolectadas. Al caracterizar las estructuras moleculares de los compuestos orgánicos detectados, MOMA puede proporcionar información sobre posibles biofirmas moleculares . MOMA podrá detectar moléculas orgánicas en concentraciones tan bajas como 10 partes por mil millones en peso (ppbw). [ 1 ] MOMA examina exclusivamente muestras sólidas trituradas; no realiza análisis atmosféricos.

El investigador principal es Fred Goesmann, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Alemania . [ 1 ]

Descripción general

El objetivo del MOMA es buscar indicios de vida pasada en Marte (biofirmas) mediante el análisis de una amplia gama de compuestos orgánicos que se pueden encontrar en muestras extraídas de perforaciones realizadas a 2 metros de profundidad bajo la superficie marciana por el rover Rosalind Franklin . El MOMA examina únicamente muestras sólidas trituradas; no realiza análisis atmosféricos.

MOMA primero volatilizará los compuestos orgánicos sólidos para que puedan ser analizados mediante un espectrómetro de masas ; esta volatilización del material orgánico se logra mediante dos técnicas diferentes: desorción láser y volatilización térmica, seguidas de la separación mediante cuatro columnas GC-MS . La identificación de las moléculas orgánicas se realiza posteriormente con un espectrómetro de masas de trampa de iones . [ 3 ] [ 4 ]

biofirmas orgánicas

Aunque no existe una biofirma marciana inequívoca que buscar, un enfoque pragmático consiste en observar ciertas moléculas, como lípidos y fosfolípidos, que podrían estar formando membranas celulares que se conservan a lo largo de escalas de tiempo geológicas. [ 4 ] Los lípidos y otras moléculas orgánicas pueden presentar características biogénicas que no están presentes en el material orgánico abiogénico. Si son biogénicos (sintetizados por una forma de vida), estos compuestos podrían encontrarse en altas concentraciones solo en un rango estrecho de pesos moleculares, a diferencia de los meteoritos carbonáceos, donde estos compuestos se detectan en un rango más amplio de pesos moleculares. [ 4 ] En el caso de los azúcares y los aminoácidos , la homoquiralidad molecular excesiva (asimetría) es otra pista importante de su origen biológico. [ 4 ] Se asume que la vida en Marte sería basada en el carbono y celular como en la Tierra, por lo que se esperan bloques de construcción comunes, como cadenas de aminoácidos ( péptidos y proteínas ) y cadenas de nucleobases ( ARN , ADN o sus análogos). Además, algunos isómeros de compuestos orgánicos de alto peso molecular pueden ser biomarcadores potenciales cuando se identifican en el contexto de otras evidencias de apoyo. Otros compuestos que se analizarán incluyen ácidos grasos , esteroles y hopanoides . [ 4 ]

Orgánicos de fondo

Se espera que la superficie de Marte haya acumulado cantidades significativas de moléculas orgánicas grandes provenientes de partículas de polvo interplanetario y meteoritos carbonáceos. [ 4 ] La caracterización de esta fracción por parte del MOMA puede determinar no solo la abundancia de este fondo potencial para la detección de biomarcadores traza, sino también el grado de descomposición de esta materia por radiación y oxidación en función de la profundidad. [ 4 ] [ 5 ] Esto es esencial para interpretar el origen de las muestras en el contexto geológico y geoquímico local. [ 5 ]

Desarrollo

Los componentes de MOMA relacionados con GC-MS tienen herencia de los módulos de aterrizaje Viking , el COSAC a bordo del módulo de aterrizaje cometario Philae y el SAM a bordo del rover Curiosity . [ 1 ] Pero los métodos aplicados en el pasado a bordo de los módulos de aterrizaje Viking y el rover Curiosity son en su mayoría destructivos (pirólisis) y, en consecuencia, se pierde información importante del material orgánico. Además, solo se pueden detectar moléculas volátiles y solo las moléculas no polares pueden atravesar las columnas de GC hasta el detector. MOMA combinará la pirólisis-derivación con un método menos destructivo: LDMS (Espectrometría de Masas por Desorción Láser), que permite que fragmentos moleculares grandes e intactos sean detectados y caracterizados por el espectrómetro de masas (MS). [ 1 ] [ 6 ] La técnica LDMS no se ve afectada por estos inconvenientes, y no se ve afectada por la presencia de percloratos , que se sabe que son abundantes en la superficie de Marte. [ 1 ] [ 5 ] La espectrometría de masas en tándem puede utilizarse para caracterizar aún más estas moléculas. [ 1 ]

El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar lidera el desarrollo. Entre los socios internacionales se encuentra la NASA. [ 7 ] El espectrómetro de masas (MS) y la electrónica principal de MOMA son proporcionados por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA , mientras que la cromatografía de gases (GC) es proporcionada por los dos institutos franceses LISA y LATMOS . El láser UV está siendo desarrollado por el Laser Zentrum Hannover. [ 4 ] MOMA no forma una unidad compacta única, sino que es modular con numerosas interfaces mecánicas y térmicas dentro del rover. La integración y verificación final se realizará en Thales Alenia Space en Italia.

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 MOMA - Analizador de moléculas orgánicas de Marte . Agencia Espacial Europea. 25 de agosto de 2017.
  2. ↑ Drahl, Carmen (3 de mayo de 2023). "La misión largamente esperada que podría transformar nuestra comprensión de Marte" . Knowable Magazine . doi : 10.1146/knowable-050323-1 . Consultado el 9 de mayo de 2023 .
  3. ↑ Vago, Jorge; Witasse, Olivier; Baglioni, Pietro; Haldemann, Albert; Gianfiglio, Giacinto; et al. (Agosto de 2013). "ExoMars: el siguiente paso de la ESA en la exploración de Marte" (PDF) . Boletín (155). Agencia Espacial Europea: 12-23 . 
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 Goesmann, Fred; Brinckerhoff, William B.; Raulín, François; Goetz, Walter; Danell, Ryan M.; Getty, Stephanie A.; Siljeström, Sandra; Missbach, Helge; Steininger, Harald; Arévalo, Ricardo D.; Buch, Arnaud; Freissinet, Carolina; Grubisic, Andrej; Meierhenrich, Uwe J.; Pinnick, Verónica T.; Stalport, Fabien; Szopa, Cirilo; Vago, Jorge L.; Lindner, Robert; Schulte, Mitchell D.; Brucato, John Robert; Glavin, Daniel P.; Grandioso, Noël; Li, Xiang; Van Amerom, Friso HW; El equipo científico de Moma (2017). "El instrumento analizador de moléculas orgánicas de Marte (MOMA): caracterización de material orgánico en sedimentos marcianos" . Astrobiología . 17 ( 6– 7): 655– 685. Bibcode : 2017AsBio..17..655G . doi : 10.1089 / ast.2016.1551 . PMC 5685156. PMID 31067288 .  
  5. 1 2 3 Detección de compuestos orgánicos con el analizador de moléculas orgánicas de Marte (MOMA) en el rover ExoMars 2018 (PDF). H. Steininger, F. Goesmann, F. Raulin, WB Brinckerhoff, Equipo MOMA.
  6. ↑ Analizador de moléculas orgánicas de Marte (MOMA) a bordo de ExoMars 2018 (PDF). Harald Steininger.
  7. ↑ Clark, Stephen (21 de noviembre de 2012). "Los estados europeos aceptan a Rusia como socio de ExoMars" . Spaceflight Now .
  8. ↑ Tabla 1. Características principales del instrumento analizador de moléculas orgánicas de Marte . ESA. 2017.
  • Vídeo (04:14) – Rover ExoMars/MOMA en YouTube (NASA; 24 de mayo de 2018)