El análisis realizado por los instrumentos a bordo del rover muestra que la roca tiene cualidades que corresponden a la definición de un posible indicador de vida antigua. La roca reveló firmas químicas y estructuras que podrían haber sido formadas por la vida hace miles de millones de años, cuando fluía agua en el área explorada por el rover. El equipo científico está considerando otras explicaciones para las características observadas, y serán necesarios más pasos de investigación para determinar si la vida antigua es una explicación válida.
Los científicos del rover Perseverance de la NASA han descubierto una interesante roca marciana. Un geólogo de seis ruedas ha encontrado una roca interesante que, según algunos datos, podría haber sido el hábitat de vida microbiana hace miles de millones de años.
Una roca llena de vetas está atrayendo la atención del equipo científico del rover Perseverance de la NASA. Apodada “Cheyawa Falls” por el grupo, la roca en forma de punta de flecha contiene características que podrían responder a la pregunta de si Marte fue hogar de vida microscópica en el pasado distante.
La roca, la muestra número 22 recolectada por el rover, fue recolectada el 21 de julio mientras el rover exploraba el borde norte del valle de Neretva, un antiguo valle fluvial de 400 metros (un cuarto de milla) de ancho que fue cortado por el agua que se precipitaba hacia Jezero. Cráter hace muchos años.
“Diseñamos la ruta de Perseverance para asegurarnos de que pase por áreas con potencial para muestras científicas interesantes”, dijo Nicola Fox, administradora asociada de la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA en Washington. “Este viaje a lo largo del lecho del río Neretva ha valido la pena porque hemos encontrado algo que nunca habíamos visto antes y brindará a nuestros científicos mucho material para estudiar”.
“Cheyawa Falls” muestra marcas similares a las de un leopardo. 18 de julio. NASA
Numerosos escaneos de las cataratas Cheyawa realizados por el instrumento SHERLOC (Escaneo de entornos habitables con Raman y luminiscencia en busca de sustancias orgánicas y químicas) del rover indican que contiene compuestos orgánicos. Aunque estas moléculas basadas en carbono se consideran los componentes básicos de la vida, también pueden formarse mediante procesos no biológicos.
“Cheiawa Falls es la roca más misteriosa, compleja y potencialmente importante jamás explorada por Perseverance”, dijo Ken Farley, científico del proyecto Perseverance en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. “Por un lado, tenemos la primera detección convincente de material orgánico, manchas distintivas de color que indican reacciones químicas que la vida microbiana podría haber utilizado como fuente de energía, y evidencia clara de que el agua, esencial para la vida, alguna vez atravesó la roca. . Por otro lado, no pudimos determinar exactamente cómo se formó la roca y en qué medida las rocas cercanas pueden haber calentado las cataratas Cheyawa y contribuido a estas características”.
El grupo también estaba interesado en otros detalles sobre la roca, que mide 3,2 por 2 pies (1 por 0,6 metros) y lleva el nombre de una cascada en el Gran Cañón.
En busca de signos de vida microbiana antigua, la misión Perseverance se centró en rocas que pueden haber sido creadas o alteradas por la presencia remota de agua. Por eso el equipo se centró en las cataratas Cheyawa.
“Estas son las observaciones clave para las que se creó SHERLOC: buscar materia orgánica porque es un componente crítico en la búsqueda de vida pasada”, dijo el investigador principal de SHERLOC, Kevin Hand, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, que lidera el estudio. misión.
Grandes vetas blancas de sulfato de calcio se extienden a lo largo de toda la roca. Entre estas vetas se encuentran bandas de material cuyo color rojizo sugiere la presencia de hematita, uno de los minerales que da a Marte su característico tono oxidado.
El rover Perseverance de la NASA utilizó su instrumento Mastcam-Z para capturar este panorama de 360 grados de una región de Marte llamada “Bright Angel”, donde fluía un antiguo río hace miles de millones de años. Las cataratas Cheyava fueron descubiertas en un área ligeramente a la derecha del centro, aproximadamente a 361 pies (110 metros) del rover. NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Cuando Perseverance miró más de cerca estas áreas rojas, encontró docenas de manchas blanquecinas irregulares, de tamaño milimétrico, cada una rodeada de material negro similar a las manchas de leopardo. El instrumento PIXL (Instrumento planetario para litoquímica de rayos X) de Perseverance determinó que estos halos negros contienen tanto hierro como fosfato.
“Estos puntos fueron una gran sorpresa”, dijo David Flannery, astrobiólogo y miembro del equipo científico de Perseverance en la Universidad Tecnológica de Queensland en Australia. “En la Tierra, estas características de las rocas a menudo se asocian con rastros fosilizados de microbios que viven en el subsuelo”.
Este tipo de manchas en rocas sedimentarias pueden ocurrir cuando reacciones químicas que involucran hematita hacen que la roca pase de roja a blanca. Estas reacciones también pueden liberar hierro y fosfato, lo que puede provocar la formación de halos negros. Este tipo de reacciones pueden ser una fuente de energía para los microbios, lo que explica la conexión entre tales características y los microbios en ambientes terrestres.
En un escenario que está considerando el equipo científico de Perseverance, las cataratas Cheyawa se depositaron inicialmente como lodo con compuestos orgánicos que eventualmente se cementaron en roca. Más tarde, un segundo episodio de flujo de fluido entró en las grietas de la roca, lo que permitió que los depósitos minerales crearan las grandes vetas blancas de sulfato de calcio que vemos hoy y que dieron lugar a las manchas.
Si bien tanto la materia orgánica como las manchas del leopardo son de gran interés, no son los únicos aspectos de la roca de las cataratas Cheyawa que desconciertan al equipo científico. Se sorprendieron al descubrir que estas vetas estaban llenas de cristales de olivino de tamaño milimétrico, un mineral que se forma a partir del magma. El olivino puede estar asociado con rocas que se formaron más arriba en el borde del valle del río y que pueden haber sido producidas por cristalización de magma.
Si es así, el equipo tiene otra pregunta que responder: ¿Podrían el olivino y el sulfato haber entrado en la roca a temperaturas inaceptablemente altas, provocando una reacción química abiótica que provocó las manchas del leopardo?
“Explotamos esta roca con láseres y rayos X y la fotografiamos literalmente día y noche desde casi todos los ángulos imaginables”, dijo Farley. “Desde un punto de vista científico, Perseverance no tiene nada más que ofrecer. Para comprender completamente lo que realmente sucedió en el valle del río marciano en el cráter Jezero hace miles de millones de años, nos gustaría traer una muestra de las cataratas Cheyawa a la Tierra para que pueda estudiarse con los potentes instrumentos disponibles en los laboratorios”.
Un objetivo clave de la misión Perseverance a Marte es la astrobiología, incluido el almacenamiento en caché de muestras que pueden contener signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología y el clima pasado del planeta para ayudar a allanar el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y convertirse en la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolito marcianos.
El Programa de Retorno de Muestras de Marte de la NASA, en colaboración con la ESA (Agencia Espacial Europea), tiene como objetivo enviar naves espaciales a Marte para recolectar muestras selladas de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.
La misión Mars 2020 Perseverance es parte del Programa de Exploración Lunar de Marte de la NASA, que incluye las misiones Artemisa a la Luna que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que gestiona el Instituto de Tecnología de California para la agencia, construyó y gestiona el rover Perseverance.
Una muestra de roca marciana recuperada del rover Perseverance puede contener la mejor evidencia de posible vida antigua. El científico principal del rover Perseverance de la NASA se siente alentado por el material almacenado en los tubos de muestra del rover, que se dejaron caer sobre la superficie de Marte y estaban dentro del rover mientras viajaba a través del cráter Jezero.
Dadas las muestras de Marte que Perseverance ha recolectado hasta ahora, ¿podría una de estas muestras ser lo que el rover fue enviado originalmente a buscar: evidencia de la existencia pasada de vida microbiana en el Planeta Rojo?
Los resultados preliminares del estudio resaltan la necesidad de devolver muestras de Marte a la Tierra para que estos valiosos artefactos del Planeta Rojo puedan enviarse a laboratorios para un análisis más exhaustivo.
La muestra recolectada con la etiqueta de Lefroy Bay en la Unidad Margen podría haber sido depositada en un lago o en un sistema de agua subterránea. Ambas opciones son muy importantes para comprender la habitabilidad de Marte y la habitabilidad del cráter Jezero. NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Kenneth Farley de Caltech, científico del proyecto del rover Perseverance de la NASA, informó al Grupo de Análisis de Materiales Extraterrestres (ExMAG) durante una reunión celebrada del 13 al 15 de mayo en Houston, Texas.
Bajo la etiqueta “Lefroy Bay”, Farley llamó la atención sobre esta muestra recolectada por el rover Perseverance, que encontró silicio hidratado. Aquí en la Tierra, este mineral tiene el mayor potencial para preservar signos de vida antigua.
Pero aún no está claro si esa agua era agua superficial en un lago o río, o agua subterránea, añadió Farley. Ambos podrían representar ambientes marcianos habitables antiguos (de más de 3.400 millones de años), dijo.
El próximo objetivo de la investigación de Perseverance se llama “Bright Angel”. NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Farley señaló que estas muestras contienen fases que son muy útiles en la Tierra para establecer condiciones “paleoambientales” y también pueden preservar biofirmas. “Por lo tanto, estas muestras tienen un valor único para regresar a la Tierra para realizar más estudios”, dijo Farley.
Perseverance está “a punto de hacer una transición realmente fundamental en la exploración del entorno en el que operamos”, explicó Farley en su sesión informativa para ExMAG. “Uno de los problemas con los que nos encontramos”, dijo, “es que el terreno no es muy bueno para el rover”.
El vehículo de Marte ha viajado ahora unas 17 millas (27 kilómetros) después de haber sido bajado al área con una grúa el 18 de febrero de 2021. El objetivo del robot sigue siendo el mismo: “Buscar signos de vida antigua y recoger muestras de rocas y regolito para su posible regreso a la Tierra”, explica la NASA.
Pero, ¿por qué se eligió el cráter Jezero de 45 kilómetros de ancho como lugar de exploración del rover? Los científicos creen que esta zona alguna vez estuvo inundada y albergaba un antiguo delta de un río. Se espera que el cráter Jezero literalmente “derrame” toda la información sobre su naturaleza intermitente como el pasado húmedo de Marte. Hace más de 3.500 millones de años, los lechos de los ríos desbordaron la pared del cráter y crearon un lago.
El rover Perseverance de la NASA se enfrenta a un terreno desafiante en el cráter Jezero. NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Es posible que haya existido vida microbiana en Jezero durante uno o más de estos períodos húmedos. Si esto es cierto, entonces se pueden encontrar rastros de los restos de estas pequeñas criaturas en sedimentos lacustres o costeros.
Respecto a la salud general del rover Perseverance, Farley notó varios problemas: primero, la pérdida de los sensores de viento que forman parte del Analizador de Dinámica Ambiental de Marte (MEDA), creado por un equipo internacional liderado por el Centro de Astrobiología de España. “Prácticamente hemos perdido nuestros sensores de viento. De hecho, ya no funcionan”, afirmó.
Además, se están cuestionando las partes espectroscópicas del brazo robótico de escaneo de entornos habitables con Raman y luminiscencia para productos orgánicos y químicos, abreviado como SHERLOC. Esto se debe a que la tapa del objetivo ya no funciona correctamente. Sin embargo, hay algunos trabajos preliminares que sugieren que los científicos podrían restaurar las capacidades espectroscópicas de SHERLOC. “Sabremos más sobre esto en los próximos meses”, dijo Farley.
Este montaje fotográfico muestra cada uno de los tubos de muestra entregados por el rover Perseverance de la NASA al depósito de muestras de Three Forks, como lo ve la cámara WATSON en el extremo del brazo robótico del rover. NASA/JPL-Caltech/MSSS
El robot de servicio tomó muestras de rocas ígneas, lutitas, conglomerados de arenisca/guijarros, carbonato, sílice y olivino, así como arena superior marciana y olió la atmósfera marciana.
Al principio de su viaje a Marte, Perseverance dejó caer 10 tubos de muestra sellados en un sitio de almacenamiento llamado “Three Forks” en el cráter Jezero. Se espera que la misión Mars Sample Return (MSR) recoja tubos de muestra en el futuro para enviar estos fragmentos de Marte de regreso a la Tierra.
Sin embargo, este proyecto conjunto entre la NASA y la Agencia Espacial Europea está siendo objeto de un replanteamiento detallado debido al costo estimado de 11 mil millones de dólares y al cronograma esperado, pero insatisfactorio, para un proyecto tan complejo.
Farley le dijo al equipo de ExMAG que los operadores del rover están trabajando para garantizar que Perseverance pueda viajar una distancia de 90 kilómetros (55 millas), lo que le permitirá explorar paisajes espectaculares.
La inteligencia artificial está ayudando a los científicos a identificar minerales en las rocas estudiadas por el rover Perseverance.
Algunos científicos sueñan con explorar planetas con naves espaciales inteligentes que sepan exactamente qué datos buscar, dónde encontrarlos y cómo analizarlos. Si bien convertir este sueño en realidad llevará tiempo, el progreso logrado con el rover Perseverance de la NASA ofrece pasos prometedores en esta dirección.
Durante casi tres años, la misión del rover ha estado probando una forma de inteligencia artificial que busca minerales en las rocas del Planeta Rojo. Esta es la primera vez que se utiliza IA en Marte para tomar decisiones autónomas basadas en el análisis de la composición de las rocas en tiempo real.
El software es compatible con PIXL (Instrumento planetario para litoquímica de rayos X), un espectrómetro desarrollado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. Al mapear la composición química de los minerales en la superficie de una roca, PIXL permite a los científicos determinar si la roca se formó en condiciones que podrían haber sustentado vida microbiana en el pasado antiguo de Marte.
Llamado “muestreo adaptativo”, el software coloca de forma autónoma una herramienta cerca de una roca objetivo y luego escanea escaneos PIXL del objetivo para encontrar minerales que valga la pena estudiar con mayor profundidad. Todo esto se hace en tiempo real, sin que el rover se comunique con los controladores de la misión en la Tierra.
“Estamos utilizando la inteligencia artificial de PIXL para centrarnos en ciencia clave”, dijo la investigadora principal del instrumento, Abigail Allwood del JPL. “Sin él, verías un indicio de algo interesante en los datos y luego tendrías que volver a escanear la roca para estudiarla con más detalle. Esto permite a PIXL llegar a una conclusión sin que los humanos examinen los datos”.
Los datos de los instrumentos de Perseverance, incluido PIXL, están ayudando a los científicos a determinar cuándo perforar un núcleo de roca y sellarlo en un tubo de metal de titanio para que, junto con otras muestras de alta prioridad, pueda traerse de regreso a la Tierra para estudios adicionales como parte del programa de la NASA. Campaña de devolución de muestras de Marte.
PIXL, el instrumento blanco en la parte superior izquierda, es uno de varios instrumentos científicos ubicados al final de un brazo robótico a bordo del rover Perseverance de la NASA. La cámara de navegación izquierda del rover capturó las imágenes que componen esta composición el 2 de marzo de 2021. NASA/JPL-Caltech
El muestreo adaptativo no es la única aplicación de la IA en Marte. A unas 2.300 millas (3.700 kilómetros) de Perseverance se encuentra el Curiosity de la NASA, que ha sido pionero en una forma de IA que permite al rover golpear rocas de forma autónoma con láseres en función de su forma y color. Estudiar el gas que arde tras cada impacto del láser nos permite determinar la composición química de la piedra. Perseverance tiene la misma habilidad, además de una forma más avanzada de IA que le permite moverse sin una dirección específica desde la Tierra. Ambos rovers todavía dependen de docenas de ingenieros y científicos para planificar un conjunto diario de cientos de equipos individuales, pero estas inteligencias digitales están ayudando a ambas misiones a hacer más en menos tiempo.
“La idea detrás del muestreo adaptativo PIXL es ayudar a los científicos a encontrar la aguja en el pajar de datos, liberando tiempo y energía para centrarse en otras cosas”, dijo Peter Lawson, quien dirigió la implementación del muestreo adaptativo antes de dejar el JPL. “En última instancia, esto nos ayuda a recopilar mejor ciencia más rápidamente”.
La IA ayuda a PIXL de dos maneras. En primer lugar, posiciona la herramienta exactamente cuando se acerca al objetivo de piedra. El espectrómetro, ubicado al final del brazo robótico de Perseverance, está montado sobre seis pequeñas patas robóticas llamadas hexápodos. La cámara PIXL verifica repetidamente la distancia entre la herramienta y el objetivo de roca para ayudar con el posicionamiento.
Esta imagen de un objetivo rocoso llamado “Thunder Peak” fue creada por el rover Perseverance de la NASA utilizando PIXL, que detecta la composición mineral de las rocas al iluminarlas con rayos X. Cada punto azul en la imagen representa el lugar donde incide el haz de rayos X. NASA/JPL-Caltech/DTU/QUT
Las fluctuaciones de temperatura en Marte son tan grandes que el brazo de Perseverance se expandiría o contraería en una cantidad microscópica, lo que podría desviar el objetivo de PIXL. El hexápodo ajusta automáticamente la herramienta para permanecer extremadamente cerca sin tocar la piedra.
“Tenemos que hacer ajustes a la escala micrométrica para obtener la precisión que necesitamos”, dijo Allwood. “Se acerca tanto a la piedra que al ingeniero se le erizan los pelos de la nuca”.
Una vez que PIXL esté implementado, otro sistema de inteligencia artificial tendrá la oportunidad de brillar. PIXL escanea un área de piedra del tamaño de un sello postal y emite un haz de rayos X miles de veces para crear una cuadrícula de puntos microscópicos. Cada punto revela información sobre la composición química de los minerales presentes.
Los minerales son fundamentales para responder preguntas clave sobre Marte. Dependiendo de la roca, los científicos pueden estar buscando carbonatos, que ocultan pistas sobre cómo el agua pudo haber formado la roca, o pueden estar buscando fosfatos, que podrían proporcionar nutrientes a los microbios, si hubiera alguno presente en el pasado de Marte.
Los científicos no pueden saber de antemano cuál de los cientos de pulsos de rayos X revelará qué mineral, pero cuando el instrumento encuentra ciertos minerales, puede detenerse automáticamente para recopilar más datos, una acción llamada “exposición prolongada”. A medida que el sistema mejora a través del aprendizaje automático, crece la lista de minerales en los que PIXL puede centrarse mediante tiempos de exposición prolongados.
“PIXL es una especie de navaja suiza en el sentido de que se puede personalizar dependiendo de lo que los científicos estén buscando en un momento dado”, dijo David Thompson del JPL, quien ayudó a desarrollar el software. “Marte es un gran lugar para probar la IA porque tenemos comunicaciones diarias regulares, lo que nos da la capacidad de hacer ajustes sobre la marcha”.
A medida que las futuras misiones se adentren más en el sistema solar, estarán incomunicadas por más tiempo que las misiones actuales a Marte. Es por eso que existe un gran interés en desarrollar una mayor autonomía para las misiones cuando viajan y realizan investigaciones científicas en beneficio de la humanidad.
Cada muestra de roca y suelo recolectada por el rover Perseverance contiene un descubrimiento potencial para los científicos atmosféricos.
Los científicos atmosféricos están cada vez más entusiasmados con cada núcleo de roca que el rover Perseverance de la NASA sella en tubos de muestra de titanio que se recolectan para su eventual entrega a la Tierra como parte de la Campaña de Retorno de Muestras de Marte. Hasta el momento se han recogido veinticuatro muestras.
La mayoría de estas muestras consisten en núcleos de roca o regolito (fragmentos de roca y polvo), que pueden revelar información importante sobre la historia del planeta y si existió vida microbiana hace miles de millones de años. Pero algunos científicos están igualmente entusiasmados con la perspectiva de estudiar el “espacio de cabeza”, o aire en el espacio adicional alrededor del material rocoso en los tubos.
Quieren aprender más sobre la atmósfera marciana, que está compuesta principalmente de dióxido de carbono, pero también puede incluir trazas de otros gases que pueden haber estado presentes en el planeta desde su formación.
“Las muestras de aire de Marte nos dirán no sólo sobre el clima y la atmósfera actuales, sino también cómo han cambiado con el tiempo”, dijo Brandi Carrier, científica planetaria del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Esto nos ayudará a comprender cómo evolucionan los climas diferentes al nuestro”.
Entre las muestras que podrían traerse a la Tierra se encuentra un tubo lleno únicamente de gas depositado en la superficie de Marte como parte de la instalación de almacenamiento de muestras. Pero mucho más gas de la colección del rover se encuentra en el espacio libre de las muestras de rocas. Son únicos porque el gas interactuará con las rocas dentro de los tubos durante muchos años antes de que las muestras puedan abrirse y analizarse en laboratorios en la Tierra. Lo que los científicos obtengan de ellos proporcionará información sobre cuánto vapor de agua flota cerca de la superficie de Marte, uno de los factores que determina por qué se forma hielo en determinadas partes del planeta, y cómo ha evolucionado el ciclo del agua en Marte con el tiempo.
Los científicos también quieren comprender mejor los gases traza en el aire de Marte. Lo más interesante desde el punto de vista científico sería el descubrimiento de gases nobles (como el neón, el argón y el xenón), que son tan poco reactivos que podrían haber existido sin cambios en la atmósfera desde su formación hace miles de millones de años. Si se capturaran, estos gases podrían revelar si Marte tenía atmósfera. (El antiguo Marte tenía una atmósfera mucho más densa que la actual, pero los científicos no están seguros de si siempre estuvo allí o se formó más tarde). También hay grandes preguntas sobre cómo se compara la atmósfera antigua del planeta con la anterior de la Tierra.
Además, el espacio de aire brindará la oportunidad de estimar el tamaño y la toxicidad de las partículas de polvo, información que ayudará a los futuros astronautas en Marte.
“Las muestras de gas tienen mucho que ofrecer a los científicos que estudian Marte”, dijo Justin Simon, geoquímico del Centro Espacial Johnson en Houston, que forma parte de un equipo de más de una docena de expertos internacionales que ayudan a decidir qué muestras debe recolectar el rover. “Incluso los científicos que no estudian Marte estarían interesados porque arrojaría luz sobre cómo se forman y evolucionan los planetas”.
En 2021, un equipo de exploradores planetarios, entre ellos científicos de la NASA, estudió el aire traído de la Luna en un contenedor de acero por los astronautas del Apolo 17 hace unos 50 años.
“La gente piensa que la Luna no tiene aire, pero tiene una atmósfera muy delgada que interactúa con las rocas de la superficie lunar con el tiempo”, dijo Simon, que estudia varias muestras planetarias en Johnson. “Esto incluye los gases nobles que fluyen desde el interior de la luna y se acumulan en la superficie lunar”.
La forma en que el equipo de Simon extrajo el gas para el estudio es similar a lo que se podría hacer con las muestras de aire del Perseverance. Primero, colocaron el recipiente sin abrir previamente en un recipiente hermético. Luego perforaron el acero con una aguja para extraer el gas a una trampa fría, esencialmente un tubo en forma de U que se extiende hacia un líquido, como el nitrógeno, con un punto de congelación bajo. Al cambiar la temperatura del líquido, los científicos atraparon algunos gases con puntos de congelación más bajos en el fondo de la trampa fría.
“Probablemente hay 25 laboratorios en el mundo que manipulan el gas de esta manera”, dijo Simon. Además de utilizarse para estudiar los orígenes de los materiales planetarios, el enfoque podría aplicarse a los gases de las fuentes termales y a los liberados por las paredes de los volcanes activos, añadió.
Por supuesto, estas fuentes proporcionan mucho más gas del que tiene Perseverance en sus tubos de muestra. Pero si un tubo no transporta suficiente gas para un experimento en particular, los científicos de Marte pueden combinar gases de múltiples tubos para formar una muestra agregada más grande, otra forma en que el espacio libre brinda una oportunidad adicional para la ciencia.
En junio, después de seis meses de esfuerzo, el instrumento que ayuda al rover a buscar posibles signos de vida microbiana antigua comenzó a funcionar nuevamente. El instrumento SHERLOC (Escaneo de entornos habitables con Raman y luminiscencia para sustancias orgánicas y químicas) a bordo del rover Perseverance de la NASA analizó un objetivo rocoso con un espectrómetro y una cámara por primera vez desde que surgió el problema en enero del año pasado. El instrumento desempeña un papel clave en la búsqueda de la misión de signos de vida microbiana antigua en Marte. Los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California confirmaron el 17 de junio que el instrumento recopiló datos con éxito.
“Seis meses de diagnóstico, pruebas, análisis de imágenes y datos, resolución de problemas y nuevas pruebas no podrían haber llevado a una mejor conclusión”, dijo el investigador principal de SHERLOC, Kevin Hand, del JPL.
SHERLOC, montado en el brazo robótico del rover, utiliza dos cámaras y un espectrómetro láser para buscar compuestos orgánicos y minerales en rocas que han sido alteradas en ambientes acuáticos y pueden contener signos de vida microbiana pasada. El 6 de enero, una cubierta de lente móvil diseñada para proteger el espectrómetro del instrumento y una de sus cámaras del polvo se congeló en una posición que impidió que SHERLOC recolectara datos.
El análisis realizado por el equipo de SHERLOC indicó un mal funcionamiento del pequeño motor responsable de mover la tapa protectora de la lente, así como de ajustar el enfoque del espectrómetro y la cámara Autofocus y Context Imager (ACI). Después de probar posibles soluciones en un duplicado del instrumento SHERLOC en JPL, el equipo comenzó un proceso de evaluación largo y riguroso para determinar si la cubierta de la lente se podía mover a la posición abierta y cómo.
Esta imagen del rover Perseverance de la NASA que recopila datos sobre la abrasión de Walhalla Glades fue capturada en la región Bright Angel del cráter Jezero por una de las cámaras de peligro delanteras del rover el 14 de junio. La cámara WATSON del instrumento SHERLOC se encuentra más cerca de la superficie de Marte. NASA/JPL-Caltech
“El brazo robótico del rover es asombroso. Se puede controlar en pequeños incrementos de un cuarto de milímetro para ayudarnos a estimar la nueva posición de enfoque de SHERLOC y puede colocar a SHERLOC en el objetivo con alta precisión”, dijo Uckert. “Después de realizar pruebas primero en la Tierra y luego en Marte, descubrimos que la mejor distancia para que un brazo robótico coloque SHERLOC es de unos 40 milímetros”, o 1,58 pulgadas. “A esta distancia, los datos que recopilamos deberían ser tan precisos como siempre”.
La confirmación del posicionamiento preciso del ACI sobre el objetivo rocoso marciano se produjo el 20 de mayo. La prueba del 17 de junio, que mostró que el espectrómetro también estaba funcional, confirmó el último punto del comando, confirmando que SHERLOC estaba operativo.
“Marte es difícil, y recuperar los instrumentos del borde es aún más difícil”, dijo el director del proyecto Perseverance, Art Thompson, del JPL. “Pero el equipo nunca se rindió. Con SHERLOC nuevamente en servicio, continuamos nuestra investigación y recolección de muestras con un complemento completo de instrumentos científicos”.
Perseverance se encuentra en las etapas finales de su cuarta campaña científica, buscando evidencia de depósitos de carbonato y olivino en la “Unidad Marginal”, un área a lo largo del borde interior del cráter Jezero. En la Tierra, los carbonatos suelen formarse en lagos alcalinos o de agua dulce poco profundos. Se especula que este también podría ser el caso de la Unidad Marginal, que se formó hace más de 3 mil millones de años.
La nave espacial, que deberá tomar una muestra de la superficie de Marte que se mueve en la órbita marciana y llevarla a la Tierra, ha pasado la verificación de diseño.
Mientras que la parte de retorno de muestras de Marte de la misión de la NASA permanece en un limbo presupuestario, la Agencia Espacial Europea (ESA) continúa trabajando en su pieza del rompecabezas de recolección de muestras del Planeta Rojo: el Orbitador de Retorno a la Tierra (ERO).
ERO proporcionará el transporte crítico de muestras de Marte recolectadas por el rover Perseverance de la NASA desde el Planeta Rojo a la Tierra. Para hacer esto, encontrará una muestra en órbita marciana, atrapará la cápsula del tamaño de una pelota de baloncesto que recorre el planeta y finalmente la devolverá a la Tierra.
La nave espacial acaba de pasar una revisión de diseño, que confirmó sus detalles técnicos y está moviendo el proyecto a la fase de producción y prueba. “Un diseño robusto es la base para construir, probar y ensamblar el hardware en una nave espacial completa”, dijo en un comunicado el líder del equipo del proyecto ERO, Thiago Loureiro.
Representación artística del Earth Return Orbiter (ERO). Airbus/ESA
“Desde una asombrosa distancia de varios cientos de millones de kilómetros, los equipos en tierra representarán una compleja danza orbital alrededor de Marte”, dijo Orson Sutherland, director del programa Marte de la ESA.
Aunque el programa ERO de la Agencia Espacial Europea (ESA) avanza, la parte de la misión de la NASA que implica transportar una muestra a la superficie de Marte y utilizar el cohete Mars Ascent Vehicle para lanzarla a la órbita marciana aún está bajo revisión después de que su presupuesto de Se consideró que 11 mil millones de dólares eran demasiado caros.
Por lo tanto, es posible que se enfrente a numerosos cambios de diseño en un futuro próximo. De hecho, la NASA encargó recientemente diez estudios para reducir el tamaño (y por tanto el coste) de la misión.
Modelo de calificación de ingeniería de la Unidad de Interfaz Remota (RIU) del Earth Return Orbiter. La RIU conecta la mayor parte del hardware de la nave espacial, como sensores y actuadores, incluidas válvulas de propulsión química, volantes, relés de control y sensores de temperatura, a la computadora principal. Es una réplica del modelo de vuelo y se está utilizando para probarlo en condiciones que deberían ser más duras de lo que los ingenieros esperan ver en una misión interplanetaria a Marte. Airbus/ESA
Pero la ESA confirma que ERO podrá adaptarse a cualquier cambio en la misión Mars Sample Return. “La configuración de la nave espacial es lo suficientemente robusta como para ser flexible con la carga y ayudar a encontrar soluciones para nuevas arquitecturas. La ESA y nuestros socios industriales se han adaptado al nuevo escenario manteniéndose innovadores e ingeniosos, y siguen siendo un socio confiable de la NASA”, dijo Thiago. “Hemos confirmado que Earth Return Orbiter funciona para lo que fue diseñado y más, cualesquiera que sean las alternativas”.
El nuevo rover Rosalind Franklin, liderado por la ESA (Agencia Espacial Europea), llegará a Marte no antes de 2028.
El Analizador de Moléculas Orgánicas de Marte (MOMA), un instrumento de espectrometría de masas a bordo del rover, analizará las muestras recolectadas por el taladro y enviará los resultados a la Tierra, donde se utilizarán en un algoritmo para identificar compuestos orgánicos encontrados en las muestras.
Si el rover encuentra compuestos orgánicos, el algoritmo puede acelerar significativamente el proceso de identificación, ahorrando tiempo a los científicos a la hora de decidir cómo hacer el uso más eficiente del tiempo del rover en el Planeta Rojo.
Cuando un rover robótico aterriza en otro planeta, los científicos tienen una cantidad de tiempo limitada para recopilar datos de los numerosos materiales que se examinan debido a la corta duración de la misión y al tiempo necesario para realizar experimentos complejos.
Es por eso que los investigadores del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, están explorando el uso del aprendizaje automático para analizar rápidamente los datos recopilados de muestras del rover y ayudar a los científicos en la Tierra a desarrollar estrategias para hacer el uso más eficiente del tiempo del rover en el planeta.
“Este algoritmo de aprendizaje automático puede ayudarnos a filtrar rápidamente los datos e indicar qué datos son probablemente los más interesantes o importantes para estudiar”, dijo Xiang “Sean” Lee, científico de espectrometría de masas en el Laboratorio de Medio Ambiente Planetario de la NASA Goddard.
El algoritmo se probará primero con datos de Marte ejecutándolo en una computadora terrestre utilizando datos recopilados por el instrumento Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA).
El analizador es uno de los principales instrumentos científicos de la próxima misión ExoMars Rosalind Franklin Rover, dirigida por la ESA (Agencia Espacial Europea). El rover de Marte, cuyo lanzamiento está previsto para 2028, tiene como objetivo determinar si alguna vez existió vida en el Planeta Rojo.
Una vez que Rosalind Franklin recopile la muestra y la analice utilizando el MOMA, los datos se enviarán de regreso a la Tierra, donde los científicos los utilizarán para decidir el mejor curso de acción.
“Por ejemplo, si medimos una muestra que muestra evidencia de compuestos orgánicos grandes y complejos mezclados con ciertos minerales, es posible que queramos hacer un análisis más profundo de esa muestra o incluso recomendar que el rover recolecte otra muestra usando un taladro. “, dijo Lee.
El algoritmo podría ayudar a determinar la composición química debajo de la superficie de Marte. En el campo de la inteligencia artificial, el aprendizaje automático es la forma en que los ordenadores aprenden a partir de datos (grandes cantidades de datos), identificando patrones y tomando decisiones o sacando conclusiones.
Este proceso automatizado puede ser eficaz cuando los patrones pueden no ser obvios para los investigadores humanos que ven los mismos datos, lo cual es típico de conjuntos de datos grandes y complejos, como los que se utilizan en visualización y análisis espectral.
La científica de datos de la NASA Victoria Da Poian presenta el algoritmo de aprendizaje automático del MOMA en la conferencia Supercomputing 2023 en Denver, Colorado. NASA/Donovan Mathías
En el caso del MOMA, los investigadores recopilaron datos de laboratorio durante más de una década, según Victoria Da Poian, científica de datos del Goddard de la NASA que codirigió el desarrollo del algoritmo de aprendizaje automático. Los científicos entrenan el algoritmo dándole ejemplos de sustancias que podrían encontrarse en Marte y etiquetándolas. Luego, el algoritmo utilizará los datos del MOMA como predicciones de entrada y salida de la composición química de la muestra que se está estudiando en función de su entrenamiento.
“Cuanto más hagamos para optimizar el análisis de datos, más información y tiempo tendrán los científicos para interpretar los datos”, dijo Da Poian. “De esta manera, podemos reaccionar rápidamente a los resultados y planificar los próximos pasos como si estuviéramos allí con el rover, mucho más rápido que antes”.
Lo que hace único al rover Rosalind Franklin, y lo que los científicos esperan que conduzca a nuevos descubrimientos, es que podrá perforar la superficie de Marte a una profundidad de aproximadamente 6,6 pies (2 metros). Los exploradores anteriores alcanzaron sólo unos 7 centímetros (2,8 pulgadas) por debajo de la superficie.
“Es más probable que los materiales orgánicos en la superficie de Marte sean destruidos por la radiación en la superficie y los rayos cósmicos que penetran en el subsuelo”, dijo Lee, “pero dos metros de profundidad deberían ser suficientes para proteger la mayor parte de la materia orgánica. Por lo tanto, el MOMA tiene el potencial de detectar materia orgánica antigua preservada, lo que sería un paso importante en la búsqueda de vidas pasadas”.