JPL sta sviluppando ulteriori strumenti per aiutare a cercare la vita nello spazio profondo

In senso antiorario dall'alto: il Mono Lake in California è stato il luogo di un test sul campo per l'Ocean Worlds Life Surveyor del JPL. Una suite di otto strumenti progettati per rilevare la vita in campioni liquidi provenienti da lune ghiacciate, OWLS può tracciare autonomamente i movimenti realistici nell'acqua che scorre davanti ai suoi microscopi. Credito: NASA/JPL-Caltech

Un team del laboratorio ha inventato nuove tecnologie che potrebbero essere utilizzate nelle missioni future per analizzare campioni liquidi provenienti da mondi acquatici e cercare segni di vita aliena.

Siamo soli nell'universo? Una risposta a questa annosa domanda è sembrata a portata di mano dopo la scoperta di lune incrostate di ghiaccio nel nostro sistema solare con oceani sotterranei potenzialmente abitabili. Ma cercare prove di vita in un mare gelido a centinaia di milioni di chilometri di distanza pone sfide enormi. L'attrezzatura scientifica utilizzata deve essere estremamente complessa ma in grado di resistere a radiazioni intense e temperature criogeniche. Inoltre, gli strumenti devono essere in grado di effettuare misurazioni diverse, indipendenti e complementari che insieme potrebbero produrre prove della vita scientificamente difendibili.

Per affrontare alcune delle difficoltà che le future missioni di rilevamento della vita potrebbero incontrare, un team del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California ha sviluppato OWLS, una potente suite di strumenti scientifici diversa da qualsiasi altra. Abbreviazione di Oceans Worlds Life Surveyor, OWLS è progettato per ingerire e analizzare campioni liquidi. È dotato di otto strumenti, tutti automatizzati, che, in un laboratorio sulla Terra, richiederebbero il lavoro di diverse dozzine di persone.

L'OWLS del JPL combina potenti strumenti di analisi chimica che cercano gli elementi costitutivi della vita con microscopi che cercano le cellule. Questa versione di OWLS verrebbe miniaturizzata e personalizzata per l'utilizzo in missioni future. Credito: NASA/JPL-Caltech

Una visione di OWLS è quella di usarlo per analizzare l'acqua ghiacciata proveniente da un pennacchio di vapore in eruzione dalla luna di Saturno Encelado. "Come si fa a prendere una spruzzata di ghiaccio a un miliardo di miglia dalla Terra e determinare - nell'unica possibilità che si ha, mentre tutti sulla Terra aspettano con il fiato sospeso - se ci sono prove di vita?" ha affermato Peter Willis, co-investigatore principale del progetto e responsabile scientifico. "Volevamo creare il sistema di strumenti più potente che si potesse progettare per quella situazione per cercare segni di vita sia chimici che biologici."

OWLS è stato finanziato da JPL Next, un programma di accelerazione tecnologica gestito dall'Ufficio di tecnologia spaziale del laboratorio. A giugno, dopo mezzo decennio di lavoro, il team del progetto ha testato la sua attrezzatura – attualmente grande quanto alcuni schedari – sulle acque salate del Lago Mono nella Sierra orientale della California. OWLS ha trovato prove chimiche e cellulari della vita, utilizzando il suo software integrato per identificare tali prove senza l'intervento umano.

"Abbiamo dimostrato la prima generazione della suite OWLS", ha affermato Willis. “Il prossimo passo è personalizzarlo e miniaturizzarlo per scenari di missione specifici”.

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Il software di autonomia scientifica sull'OWLS del JPL traccia le particelle mentre l'acqua scorre davanti al microscopio, utilizzando algoritmi di apprendimento automatico per cercare prove di movimento realistico. Qui, le tracce di particelle che l’autonomia ritiene appartengano a organismi “mobili” sono colorate in magenta.

Sfide, soluzioni

Una delle principali difficoltà affrontate dal team OWLS è stata la modalità di elaborazione dei campioni liquidi nello spazio. Sulla Terra, gli scienziati possono fare affidamento sulla gravità, su una temperatura di laboratorio ragionevole e sulla pressione dell’aria per mantenere i campioni sul posto, ma queste condizioni non esistono su un veicolo spaziale che sfreccia attraverso il sistema solare o sulla superficie di una luna ghiacciata. Quindi il team ha progettato due strumenti in grado di estrarre un campione liquido ed elaborarlo nelle condizioni dello spazio.

Poiché non è chiaro quale forma la vita potrebbe assumere nel mondo oceanico, OWLS doveva anche includere la più ampia gamma possibile di strumenti, in grado di misurare un intervallo di dimensioni, dalle singole molecole ai microrganismi. A tal fine, il progetto ha unito due sottosistemi: uno che impiega una varietà di tecniche di analisi chimica utilizzando più strumenti e uno con diversi microscopi per esaminare gli indizi visivi.