La búsqueda de vida en el espacio
¿Alguna vez te has preguntado si estamos solos en el universo? Hasta ahora, la única vida que conocemos está aquí en la Tierra.
Para poder dar explicación a esta pregunta la NASA está explorando el sistema solar y más allá. Desde el estudio de la habitabilidad de Marte, la exploración de "mundos oceánicos" prometedores, como Titán y Europa, hasta la identificación de planetas del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas distantes, nuestras misiones científicas están trabajando juntas con el objetivo de encontrar signos inconfundibles de vida más allá de la Tierra (un campo de la ciencia llamada astrobiología).
Mediante el estudio de la astrobiología, la NASA invierte en comprender los orígenes, la evolución y los límites de la vida en la Tierra. Este trabajo ha sido importante para dar forma a las ideas sobre dónde enfocar los esfuerzos de búsqueda de la vida. A medida que la NASA explora el sistema solar, nuestra comprensión de la vida en la Tierra y el potencial de vida en otros mundos ha cambiado junto con los numerosos descubrimientos. El estudio de organismos en ambientes extremos en la Tierra, desde la meseta polar de la Antártida hasta las profundidades del océano, ha puesto de relieve que la vida tal como la conocemos es altamente adaptable, pero no siempre fácil de encontrar. La búsqueda de vida requiere mucho cuidado y se basa en el conocimiento que obtenemos al estudiar la vida en la Tierra a través de la lente de la astrobiología. Si hay algo ahí fuera, es posible que todavía no sepamos cómo reconocerlo.
Misiones pasadas
Viking 1 y 2
Hace más de 45 años, el Proyecto Viking encontró un lugar en la historia cuando se convirtió en la primera misión de Estados Unidos en aterrizar una nave espacial de manera segura en la superficie de Marte.
Viking 1 y 2, cada uno compuesto por un orbitador y un módulo de aterrizaje, fueron el primer intento de la NASA de buscar vida en otro planeta y, por lo tanto, la primera misión dedicada a la astrobiología. Los experimentos biológicos de la misión revelaron una actividad química inesperada en el suelo marciano, pero no proporcionaron pruebas claras de la presencia de microorganismos vivos cerca de los lugares de aterrizaje.
Galileo
La misión Galileo de la NASA orbitó Júpiter durante casi ocho años y pasó cerca de todas sus lunas principales. Galileo arrojó datos que continúan dando forma a la ciencia de la astrobiología, en particular el descubrimiento de que la luna helada de Júpiter, Europa, tiene evidencia de un océano subterráneo con más agua que la cantidad total de agua líquida que se encuentra en la Tierra. Estos hallazgos también ampliaron la búsqueda de entornos habitables fuera de la "zona habitable" tradicional de un sistema, la distancia desde una estrella a la que el agua líquida puede persistir en la superficie de un planeta.
Cassini
Durante más de una década, la nave espacial Cassini compartió las maravillas de Saturno y su familia de lunas heladas, llevándonos a mundos asombrosos y ampliando nuestra comprensión de los tipos de mundos en los que podría existir vida.
Por primera vez, los astrobiólogos pudieron ver a través de la espesa atmósfera de Titán y estudiar la superficie de la luna, donde encontraron lagos y mares llenos de hidrocarburos líquidos. Los astrobiólogos están estudiando lo que estos hidrocarburos líquidos podrían significar para el potencial de vida en Titán. Cassini también fue testigo de la erupción de penachos helados de Encelado, la pequeña luna de Saturno. Al volar a través de las plumas, la nave espacial encontró evidencia de agua salada y químicos orgánicos. Esto generó dudas sobre si podrían existir ambientes habitables debajo de la superficie de Encelado.
Spirit y Opportunity Mars Exploration Rovers
Los rovers gemelos de exploración de Marte de la NASA, Spirit y Opportunity, se lanzaron hacia Marte en 2003 en busca de respuestas sobre la historia del agua en Marte. Originalmente una misión principal de tres meses, ambos exploradores robóticos sobrevivieron con creces sus misiones originales y pasaron años recopilando datos en la superficie de Marte.
Spirit y Opportunity fueron la primera misión para probar que el agua líquida, un ingrediente clave para la vida, había fluido una vez a través de la superficie de Marte. Sus hallazgos moldearon nuestra comprensión de la geología de Marte y los entornos pasados, y sugirieron de manera importante que los entornos antiguos de Marte alguna vez pudieron haber sido adecuados para la vida.
Kepler y K2
La primera misión de búsqueda de planetas de la NASA, el Telescopio Espacial Kepler, allanó el camino para nuestra búsqueda de vida en el sistema solar y más allá. Una parte importante del trabajo de Kepler fue la identificación de planetas del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas distantes.
Después de nueve años en el espacio profundo, recopilando datos que indican que nuestro cielo está lleno de miles de millones de planetas ocultos, más planetas incluso que estrellas, el telescopio espacial se retiró en 2018. Kepler dejó un legado de más de 2.600 descubrimientos de exoplanetas, muchos de los cuales podrían ser lugares prometedores para la vida.
Spitzer
Durante sus dieciséis años en el espacio, el Telescopio Espacial Spitzer se convirtió en una herramienta principal para estudiar exoplanetas, utilizando su vista infrarroja del universo. Spitzer marcó una nueva era en la ciencia planetaria como uno de los primeros telescopios en detectar directamente la luz de las atmósferas de los planetas fuera del sistema solar, o exoplanetas. Esto permitió a los científicos estudiar la composición de esas atmósferas e incluso aprender sobre el clima en estos mundos distantes.
Los instrumentos infrarrojos de Spitzer permitieron a los científicos observar las regiones cósmicas que están ocultas a los telescopios ópticos, incluidos los polvorientos viveros estelares, los centros de las galaxias y los sistemas planetarios de nueva formación. Los ojos infrarrojos de Spitzer también permitieron a los astrónomos ver objetos más fríos en el espacio, como estrellas fallidas (enanas marrones), planetas extrasolares, nubes moleculares gigantes y moléculas orgánicas que pueden contener el secreto de la vida en otros planetas.
Misiones actuales
Hubble
Desde su lanzamiento en 1990, el telescopio espacial Hubble ha hecho inmensas contribuciones a la astrobiología. Los astrónomos utilizaron el Hubble para realizar las primeras mediciones de la composición atmosférica de los planetas extrasolares, y el Hubble ahora está caracterizando vigorosamente las atmósferas de exoplanetas con componentes como sodio, hidrógeno y vapor de agua. Las observaciones del Hubble también están proporcionando pistas sobre cómo se forman los planetas, a través de estudios de discos de polvo y escombros alrededor de estrellas jóvenes.
No todas las contribuciones de Hubble involucran objetivos distantes. El Hubble también se ha utilizado para estudiar cuerpos dentro del sistema solar, incluidos asteroides, cometas, planetas y lunas, como las intrigantes lunas heladas de Europa y Ganímedes. Hubble ha proporcionado información invaluable sobre el potencial de la vida en el sistema solar y más allá.
MAVEN
La misión de detección de la atmósfera de Marte, Atmósfera y Evolución Volátil (MAVEN) de la NASA se lanzó en noviembre de 2013 y comenzó a orbitar Marte aproximadamente un año después. Desde entonces, la misión ha realizado contribuciones fundamentales para comprender la historia de la atmósfera y el clima marcianos.
Los astrobiólogos están trabajando con estos datos atmosféricos para comprender mejor cómo y cuándo Marte perdió su agua e identificar períodos en la historia de Marte en los que era más probable que existieran entornos habitables en la superficie del planeta.
Mars Odyssey
Durante dos décadas, la Mars Odyssey de la NASA, la nave espacial más longeva del Planeta Rojo, ha ayudado a localizar hielo, evaluar los lugares de aterrizaje y estudiar las misteriosas lunas del planeta.
Odyssey ha proporcionado mapas globales de elementos químicos y minerales que componen la superficie de Marte. Los astrobiólogos utilizan estos mapas detallados para determinar la evolución del medio ambiente marciano y su potencial de vida.
Orbitador de reconocimiento de Marte
El Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA está buscando evidencia de que el agua persistió en la superficie de Marte durante un largo período de tiempo. Si bien otras misiones a Marte han demostrado que el agua fluyó a través de la superficie en la historia de Marte, sigue siendo un misterio si el agua estuvo presente el tiempo suficiente para proporcionar un hábitat para la vida.
Los datos de MRO son esenciales para los astrobiólogos que estudian el potencial de entornos habitables en el pasado y el presente de Marte. Además, estos estudios son importantes en la construcción de modelos climáticos para Marte y para su uso en estudios de planetología comparativa para la habitabilidad potencial de exoplanetas que orbitan estrellas distantes.
Curiosity Mars Rover
El rover Curiosity Mars está estudiando si Marte alguna vez tuvo entornos capaces de sustentar la vida microbiana. En otras palabras, su misión es determinar si el planeta tenía todos los ingredientes que la vida necesita, como agua, carbono y una fuente de energía, mediante el estudio de su clima y geología.
Han pasado casi nueve años desde que Curiosity aterrizó en Marte en 2012, y el geólogo robot sigue haciendo nuevos descubrimientos. La curiosidad proporcionó evidencia de que los lagos de agua dulce llenaron Gale Grater hace miles de millones de años. Los lagos y las aguas subterráneas persistieron durante millones de años y contenían todos los elementos clave necesarios para la vida, lo que demuestra que Marte alguna vez fue habitable.
Misión TESS
El satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) es el siguiente paso en la búsqueda de planetas fuera de nuestro sistema solar, incluidos aquellos que podrían albergar vida. Lanzado en 2018, TESS tiene la misión de estudiar todo el cielo y se espera que descubra y catalogue miles de exoplanetas alrededor de estrellas brillantes cercanas.
Hasta la fecha, TESS ha descubierto más de 120 exoplanetas confirmados y más de 2.600 planetas candidatos. El cazador de planetas continuará encontrando objetivos de exoplanetas que el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA estudiará con más detalle.
Perseverancia Mars Rover
El robot astrobiólogo más nuevo de la NASA, el rover Perseverance Mars, aterrizó de manera segura en Marte el 18 de febrero de 2021 y está iniciando una nueva era de exploración en el Planeta Rojo. La perseverancia buscará signos de vida microbiana antigua, lo que hará avanzar la búsqueda de la agencia para explorar la habitabilidad pasada de Marte.
Lo que realmente distingue a esta misión es que el rover tiene un taladro para recolectar muestras de núcleos de roca y suelo marcianos, y las almacenará en tubos sellados para que las recoja una futura misión de retorno de muestras a Marte que las transportaría de regreso a la Tierra para un análisis detallado.
La nave espacial de la NASA se dirige a la Tierra con muestra de asteroide
Después de casi cinco años en el espacio, la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA está en camino de regreso a la Tierra con una abundancia de rocas y polvo del asteroide Bennu cercano a la Tierra.
El lunes 10 de mayo, a las 4:23 pm EDT, la nave espacial encendió sus motores principales a toda velocidad durante siete minutos, su maniobra más significativa desde que llegó a Bennu en 2018. Esta quema empujó a la nave espacial lejos del asteroide a 600 millas por hora (casi 1.000 kilómetros por hora), poniéndolo en un crucero de 2,5 años hacia la Tierra.
Después de liberar la cápsula de muestra, OSIRIS-REx habrá completado su misión principal. Encenderá sus motores para volar por la Tierra de manera segura, colocándolo en una trayectoria para rodear el sol dentro de la órbita de Venus.
Después de orbitar el Sol dos veces, la nave espacial OSIRIS-REx llegará a la Tierra el 24 de septiembre de 2023. A su regreso, la cápsula que contiene piezas de Bennu se separará del resto de la nave espacial y entrará en la atmósfera terrestre. La cápsula se lanzará en paracaídas al campo de pruebas y entrenamiento de Utah en el desierto occidental de Utah, donde los científicos estarán esperando para recuperarla.
“Los muchos logros de OSIRIS-REx demostraron la forma atrevida e innovadora en la que se desarrolla la exploración en tiempo real”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia en la Sede de la NASA. "El equipo aceptó el desafío, y ahora tenemos una pieza primordial de nuestro sistema solar que regresa a la Tierra, donde muchas generaciones de investigadores pueden descubrir sus secretos".
Para realizar el plan plurianual de la misión, una docena de ingenieros de navegación hicieron cálculos y escribieron un código de computadora para instruir a la nave espacial cuándo y cómo alejarse de Bennu. Después de partir de Bennu, llevar la muestra a la Tierra de manera segura es el próximo objetivo crítico del equipo. Esto incluye la planificación de maniobras futuras para mantener la nave espacial en curso durante su viaje.
“Toda nuestra mentalidad ha sido, '¿Dónde estamos en el espacio en relación con Bennu?'”, Dijo Mike Moreau, subdirector de proyectos OSIRIS-REx en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Ahora nuestra mentalidad ha cambiado a '¿Dónde está la nave espacial en relación con la Tierra?'"
Las cámaras de navegación que ayudaron a orientar la nave espacial en relación con Bennu se apagaron el 9 de abril, luego de tomar sus últimas imágenes del asteroide. Con Bennu en el espejo retrovisor, los ingenieros están utilizando la red de Espacio Profundo de la NASA para dirigir el OSIRIS-REx enviándole señales de radio. Al medir la frecuencia de las ondas devueltas por el transpondedor de la nave espacial, los ingenieros pueden saber qué tan rápido se mueve OSIRIS-REx. Los ingenieros miden cuánto tardan las señales de radio en llegar desde la nave espacial a la Tierra para determinar su ubicación.
Exceder las expectativas de la misión
La fecha de salida del 10 de mayo se programó con precisión en función de la alineación de Bennu con la Tierra. El objetivo de la maniobra de retorno es llevar la nave espacial a unas 6.000 millas (aproximadamente 10.000 kilómetros) de la Tierra en septiembre de 2023. Aunque OSIRIS-REx todavía tiene mucho combustible restante, el equipo está tratando de preservar tanto como sea posible para un potencial misión extendida a otro asteroide después de devolver la cápsula de muestra a la Tierra. El equipo investigará la viabilidad de tal misión este verano.
El rumbo de la nave espacial estará determinado principalmente por la gravedad del Sol, pero los ingenieros necesitarán ocasionalmente hacer pequeños ajustes de rumbo mediante quemaduras del motor.
El equipo realizará ajustes de rumbo unas semanas antes del reingreso a la Tierra para apuntar con precisión la ubicación y el ángulo para la liberación de la cápsula de muestra en la atmósfera de la Tierra. Bajar demasiado podría hacer que la cápsula rebote en la atmósfera como un guijarro saltando de un lago; demasiado alto y la cápsula podría quemarse debido a la fricción y al calor de la atmósfera. Si OSIRIS-REx no libera la cápsula, el equipo tiene un plan de respaldo para desviarla de la Tierra y volver a intentarlo en 2025.
OSIRIS-REx superó muchas expectativas. Más recientemente, en medio de una pandemia global, el equipo ejecutó sin problemas la operación más crítica de la misión, recolectando más de 2 onzas (60 gramos) de suelo de la superficie de Bennu.
Antes de la recolección de muestras, una serie de sorpresas mantuvieron al equipo alerta. Por ejemplo, una semana después de que la nave espacial entrara en su primera órbita alrededor de Bennu , el 31 de diciembre de 2018, el equipo se dio cuenta de que el asteroide estaba lanzando pequeños trozos de roca al espacio.
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Instrumentos del Lunar Gateway para mejorar el pronóstico del tiempo para los astronautas de Artemis
Para la misión Artemis, HERMES de la NASA y ERSA de la ESA, proporcionarán un pronóstico temprano. El tiempo en este caso significa partículas subatómicas energizadas y campos electromagnéticos que se precipitan a través del sistema solar.
Estos instrumentos llevan el nombre de dos de los medios hermanos de Artemisa en la mitología griega, Ersa, la diosa del rocío, y Hermes, el mensajero de los dioses olímpicos, los instrumentos estarán precargados en el Gateway antes de que se lancen los dos primeros componentes: el Elemento de Potencia y Propulsión y Puesto Avanzado de Vivienda y Logística. Los dos conjuntos de instrumentos comenzarán a monitorear el entorno de radiación lunar y devolverán datos antes de que comiencen a llegar las tripulaciones.
Las dos mini estaciones meteorológicas complementarias dividirán el trabajo, con ERSA monitoreando la radiación espacial a energías más altas con un enfoque en la protección de los astronautas, mientras que HERMES monitorea las energías más bajas críticas para las investigaciones científicas.
Nadando en un mar solar
Interpretación del artista que muestra el aleteo de la magnetosfera (región oscura), que deja a la Luna expuesta a partículas energizadas en el viento solar (amarillo-naranja). La trayectoria de Gateway alrededor de la Luna, la órbita del halo casi rectilínea, pasará brevemente a través de la cola alargada de la magnetosfera de la Tierra.
El cielo nocturno puede parecer oscuro y vacío, pero estamos nadando a través de un mar abierto de partículas de alta energía que se retuercen con campos eléctricos y magnéticos. Los electrones y los iones se acercan a más de un millón de millas por hora, con explosiones ocasionales de tormentas solares que los empujan casi a la velocidad de la luz. Esta corriente de partículas, o pequeños trozos de Sol, es el viento solar.
El campo magnético de la Tierra, que se extiende aproximadamente 60.000 millas en el espacio, nos protege a nosotros y a nuestra tripulación de astronautas más cerca de casa a bordo de la Estación Espacial Internacional. A medida que la Luna orbita la Tierra, entra y sale de la larga cola magnética de la Tierra, la parte del campo magnético de la Tierra que el viento solar devuelve como una manga de viento. Gateway, sin embargo, pasará solo una cuarta parte de su tiempo dentro de este campo magnético, por lo que brinda una oportunidad de investigación para medir directamente el viento solar y la radiación del sol.
HERMES
Un diagrama modelo del conjunto de instrumentos HERMES de la NASA. Los cuatro instrumentos se muestran junto con ICE BOX, o Caja de electrónica de control de instrumentos, y SWEM, o Módulo electrónico de electrones alfas y protones de viento solar.
HERMES, abreviatura de Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite, vislumbrará lo que está sucediendo en las profundidades de la cola magnética, lo que permitirá a la NASA comparar sus observaciones con dos de las cinco naves espaciales THEMIS , un par de orbitadores lunares que llevan algunos instrumentos similares a HERMES. La capacidad de recopilar datos simultáneamente de los tres conjuntos de instrumentos en diferentes ubicaciones brindará una oportunidad única para reconstruir el comportamiento del viento solar a medida que cambia con el tiempo.
HERMES medirá la radiación de menor energía que se considerará para la seguridad de los astronautas cuando corresponda, pero su objetivo principal es científico.
ERSA
ERSA, o European Radiation Sensors Array, estudiará los efectos del viento solar en los astronautas y sus equipos. Equipado con cinco instrumentos, ERSA mide partículas energéticas del Sol, rayos cósmicos galácticos, neutrones, iones y campos magnéticos alrededor del Portal. La medición de estas partículas puede informarnos sobre la física de la radiación en el sistema solar y comprender los riesgos que representa la radiación para los viajeros espaciales humanos y su hardware.
Estudiante de la UASLP en Ingeniería Biomédica reconocida en el International Air and Space Program de AEXA en la NASA
Nuestra participante de la licenciatura en Ingeniería Biomédica, de la Facultad de Ciencias de la UASLP, Susana Tristán Pérez, formó parte del equipo Moon Phone que resultó ganador del concurso de nuestra edición IASP STEM x Girls.
Junto a otras participantes, Susana recibió un reconocimiento por su participación, ser parte de la experiencia le permitió conocer más sobre su carrera.
El reto de esta participación consistió en solucionar algunos de los problemas de las misiones que serán realizadas para colonizar la Luna, entre estos se encuentra el detallar el recubrimiento del material que permitirá desarrollar el hábitat para poblarla. Esta misión les fue otorgada a los equipos el segundo día de la estancia.
El trabajar en equipo le permitió trabajar de mejor manera en el proyecto, el cual fue presentado ante jurados de la Nasa y AEXA con la colaboración de un experto en investigación de temas de realidad virtual.
El material del proyecto permitirá recubrir el espacio para poblar Luna, pero antes de esto deberá ser creado y enviado con tres muestras a la Estación Espacial Internacional, en donde será probado durante un lapso de seis meses.
Estamos orgullosos de nuestras participantes pues han llevado en alto el nombre de México y de sus universidades.
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