La missió Dragonfly de la NASA volarà per Tità a la recerca d'orígens i senyals de vida

Clic per engrandir. Aquesta il·lustració mostra el rotor-llançadora Dragonfly de la NASA
apropant-se a un lloc de Tità, la exòtica lluna de Saturn. Aprofitant la densa atmosfera i la
baixa gravetat de Tità, Dragonfly explorarà dotzenes de llocs en el món gelat, prenent
mostres i mesurant la composició dels materials orgànics de la superfície de Tità per
caracteritzar l'habitabilitat de l'entorn de Tità i investigar la progressió de la química
prebiòtica. Crèdit: NASAJHU-APL

La NASA ha anunciat que el nostre proper destí en el sistema solar és el singular i ric món orgànic Tità. La missió Dragonfly, que avança en la recerca dels components bàsics de la vida, realitzarà múltiples sortides per prendre mostres i examinar llocs al voltant de la lluna gelada de Saturn.

Dragonfly te previst el seu llançament el 2026 i l'arribada a Tità el 2034. L'helicòpter volarà a dotzenes de llocs prometedors a Tità a la recerca de processos químics prebiòtics comuns tant a Tità com a la Terra. Dragonfly és la primera vegada que la NASA volarà un vehicle multirrotor per a la ciència en un altre planeta; té vuit rotors i vola com un gran dron. Aprofitarà la densa atmosfera de Tità (quatre vegades més densa que la de la Terra) per convertir-se en el primer vehicle que voli amb tota la seva càrrega útil científica a nous llocs per accedir de forma repetida i selectiva als materials de la superfície.

Tità és un anàleg de la Terra primitiva i pot proporcionar pistes sobre com va poder sorgir la vida al nostre planeta. Durant la seva missió de 2,7 anys de durada, Dragonfly explorarà diversos entorns, des dunes orgàniques fins a terra d'un cràter d'impacte, on l'aigua líquida i els materials orgànics complexos clau per a la vida van existir junts durant possiblement desenes de milers d'anys. Els seus instruments estudiaran fins a quin punt pot haver progressat la química prebiòtica. També investigaran les propietats atmosfèriques i de la superfície de la lluna, així com els seus dipòsits líquids i oceànics subterranis. A més, els instruments buscaran proves químiques de vida passada o existent.  

"Amb la missió Dragonfly, la NASA farà un cop més el que ningú més pot fer", va dir l'administrador de la NASA Jim Bridenstine. "Visitar aquest misteriós món oceànic podria revolucionar el que sabem sobre la vida a l'univers. Aquesta missió d'avantguarda hauria estat impensable fins i tot fa uns anys, però ara estem preparats per l'increïble vol de Dragonfly".

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: JHU-APL

Dragonfly aprofitarà els 13 anys de dades de la missió Cassini per triar un període de temps tranquil per aterrar, juntament amb un lloc d'aterratge inicial segur i objectius científicament interessants. Primer aterrarà en els camps de dunes equatorials "Shangri-La", que són terrenalment similars a les dunes lineals de Namíbia, al sud d'Àfrica, i ofereixen un lloc de mostreig divers. Dragonfly explorarà aquesta regió en vols curts, fins a arribar a una sèrie de vols "a salts" més llargs de fins a 8 quilòmetres, aturant-se en el camí per prendre mostres de zones atractives amb una geografia diversa. Finalment arribarà al cràter d'impacte de Selk, on hi ha indicis de l'existència d'aigua líquida en el passat, substàncies orgàniques -molècules complexes que contenen carboni, combinat amb hidrogen, oxigen i nitrogen- i energia, que en conjunt constitueixen la recepta per a la vida. El mòdul d'aterratge recorrerà més de 175 quilòmetres, gairebé el doble de la distància recorreguda fins a la data per tots els robots de Mart junts.

"Tità no s'assembla a cap altre lloc del sistema solar, i Dragonfly no s'assembla a cap altra missió", va dir Thomas Zurbuchen, administrador associat de la NASA per a la ciència a la seu de l'agència a Washington. "És extraordinari pensar en aquest helicòpter volant quilòmetres i quilòmetres a través de les dunes de sorra orgànica de la major lluna de Saturn, explorant els processos que donen forma a aquest extraordinari entorn. Dragonfly visitarà un món ple d'una gran varietat de compostos orgànics, que són els components bàsics de la vida i podrien ensenyar-nos sobre l'origen de la pròpia vida".

Tità té una atmosfera basada en el nitrogen, com la Terra. A diferència de la Terra, Tità té núvols i pluja de metà. Altres elements orgànics es formen a l'atmosfera i cauen com neu lleugera. Els processos climàtics i superficials de la lluna han combinat substàncies orgàniques complexes, energia i aigua similars a les que poden haver originat la vida al nostre planeta. 

Tità és més gran que el planeta Mercuri i és la segona lluna més gran del nostre sistema solar. Mentre orbita al voltant de Saturn, es troba a uns 1.400 milions de quilòmetres del Sol, unes 10 vegades més lluny que la Terra. A l'estar tan lluny del Sol, la temperatura de la seva superfície és d'uns -179 graus Celsius. A més, la seva pressió a la superfície és un 50% major que la de la Terra.

Model de l'aterrador de Tità Huygens al Museu de la Ciència de Londres. Crèdit: Nick Stevens.

Dragonfly va ser seleccionada com a part del programa News Frontiers de l'agència, que inclou la missió New Horizons a Plutó i el Cinturó de Kuiper, Juno a Júpiter i OSIRIS-Rex a l'asteroide Bennu. Dragonfly està dirigida per la investigadora principal Elizabeth Turtle, que treballa al Laboratori de Física Aplicada de la Universitat Johns Hopkins a Laurel (Maryland). New Frontiers dóna suport missions que han estat identificades com a prioritats d'exploració del sistema solar per la comunitat planetària. El programa està gestionat per l'Oficina del Programa de Missions Planetàries del Centre de Vol Espacial Marshall de la NASA a Huntsville, Alabama, per a la Divisió de Ciència Planetària de l'agència a Washington.

"El programa News Frontiers ha transformat la nostra comprensió del sistema solar, descobrint l'estructura interna i la composició de la turbulenta atmosfera de Júpiter, descobrint els secrets gelats del paisatge de Plutó, revelant misteriosos objectes en el cinturó de Kuiper i explorant un asteroide proper a la Terra a la recerca dels components bàsics de la vida", va dir Lori Glaze, directora de la Divisió de Ciències Planetàries de la NASA. "Ara podem afegir a Tità a la llista de mons enigmàtics que la NASA explorarà". 

Per a més informació sobre Tità, feu un clic aquí.  I si voleu més  informació sobre el programa News Frontiers de la NASA i les seves missions, feu un altre clic aquí.

Ho he vist aquí.

Curiosity troba molècules orgàniques mai vistes abans a Mart

Clic a la imatge per engrandir. El Rover Curiosity de la NASA es va fer aquesta selfie el 25 d'octubre de 2020, després de perforar una mostra de roca d'un lloc anomenat "Mary Anning". Després d'anys d'anàlisi extensiva, la mostra ha revelat la major diversitat de molècules orgàniques mai trobades a Mart. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Després d’anys de treball de laboratori, els resultats són: Una roca que el rover Curiosity Mars de la NASA va perforar i analitzar el 2020 inclou la col·lecció més diversa de molècules orgàniques mai trobades al planeta vermell. De les 21 molècules que contenen carboni identificades a la mostra, set d'elles es van detectar per primera vegada a Mart.

Els científics no tenen manera de saber si aquestes molècules orgàniques van ser creades per processos biològics o geològics, qualsevol camí és possible, però el seu descobriment va renovar la confirmació que l'antiga Mart tenia la química adequada per donar suport a la vida. A més, les molècules s'uneixen a una llista creixent de compostos que se sap que es conserven a les roques, fins i tot després de milers de milions d'anys d'exposició a Mart a la radiació, que pot descompondre aquestes molècules amb el temps.

 

Els resultats es detallen en un nou article publicat a Nature Communications. 

 

Clic a la imatge per engrandir. La MastCam del Curiosity va capturar aquest mosaic el 3 de febrer de 2019, d’una regió del Mont Sharp amb moltes roques argiloses que es van formar quan els llacs i els rierols estaven presents fa milers de milions d’anys. La mostra "Mary Anning 3" es va trobar en aquesta regió enriquida amb argila. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

La mostra de roca, batejada com a "Mary Anning 3" en honor a una col·leccionista i paleontòloga anglesa de fòssils, es va recollir en una part del Mont Sharp coberta per llacs i rierols fa milers de milions d'anys. Aquesta oasi va sorgir i es va assecar diverses vegades en el passat antic del planeta, enriquint finalment la zona amb minerals d'argila, especialment bons per preservar compostos orgànics, molècules que contenen carboni, que són els elements bàsics de la vida i que es troben arreu del sistema solar.

Entre les molècules recentment identificades hi ha un heterocicle nitrogenat, un anell d'àtoms de carboni que inclou nitrogen. Aquest tipus d'estructura molecular es considera un predecessor de l'ARN i l'ADN, dos àcids nucleics que són clau per a la informació genètica.

"Aquesta detecció és bastant profunda perquè aquestes estructures poden ser precursors químics de molècules de nitrogen més complexes", va dir l'autora principal de l'article, Amy Williams, de la Universitat de Florida a Gainesville. Les heterocicles nitrogenats mai s'han trobat abans a la superfície marciana ni s'han confirmat en meteorits marcians.

Clic a la imatge per engrandir. Vista d’un primer pla anotat de tres forats que el Curiosity va perforar a la roca marciana en un lloc anomenat “Mary Anning” l’octubre de 2020. La mostra on el rover va trobar un nombre divers de molècules orgàniques provenia de "Mary Anning 3". (Un lloc proper anomenat "Mary Anning 2" no es va utilitzar). Crèdit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Un altre descobriment emocionant va ser el benzotiofè, una molècula que porta carboni i sofre que s'ha trobat en molts meteorits. Aquests meteorits, juntament amb les molècules orgàniques dins d'ells, alguns científics creuen que aquests han sembrat la química prebiòtica a través del sistema solar primerenc.

Química marciana

El nou article complementa la troballa de l'any passat de les molècules orgàniques més grans mai descobertes a Mart: hidrocarburs de cadena llarga, incloent decà, undecà i dodecà.

"El Curiosity i el nostre equip es troben en el seu millor moment. Va prendre desenes de científics i enginyers per localitzar aquest lloc, perforar la mostra i fer aquests descobriments amb el nostre impressionant robot",  va dir el científic del projecte de la missió, Ashwin Vasavada, del JPL de la NASA al sud de Califòrnia. Aquesta col·lecció de molècules orgàniques augmenta una vegada més la possibilitat que Mart oferís una llar per a la vida en el passat antic.

Tots dos conjunts de troballes es van fer amb un sofisticat minilaboratori anomenat Anàlisi de mostres a Mart (SAM), situat al ventre del Curiosity. Un trepant a l'extrem del braç robòtic del rover polvoritza una mostra de roca acuradament seleccionada en pols i després la degota en SAM, on un forn d'alta temperatura escalfa el material, alliberant gasos que els instruments del laboratori analitzen per revelar la composició de la roca.

A més, el SAM pot realitzar "química humida", llançant mostres en una petita tassa de dissolvent. Les reaccions resultants poden trencar molècules més grans que serien difícils de detectar i identificar d'una altra manera. Mentre que l'instrument té diversos cops d'aquest tipus, només dos contenen hidròxid de tetrametilammoni (TMAH), una solució potent reservada per a les mostres de més valor. La mostra de Mary Anning 3 va ser la primera a ser exposada al TMAH.

Per verificar les reaccions de TMAH amb materials d’un altre món, els autors de l’article també van provar la tècnica a la Terra amb un tros del meteorit Murchison, un dels meteorits més estudiats de tots els temps. Amb més de 4 mil milions d'anys, Murchison conté molècules orgàniques que van ser sembrades a tot el sistema solar primerenc. Es va trobar que una mostra de Murchison exposada a TMAH trencava molècules molt més grans en algunes de les que es veien a Mary Anning 3, incloent-hi el benzotiofè. Aquest resultat verifica que les molècules marcianes trobades a Mary Anning 3 podrien haver estat generades a partir de la descomposició de compostos encara més complexos rellevants per a la vida.

Curiosity va utilitzar recentment la seva segona i última tassa TMAH mentre explorava crestes de caixa semblants a la web, que estaven formades per antigues aigües subterrànies. L'equip de la missió analitzarà aquests resultats per a un futur treball revisat per parells.

Obrint camí per a futures missions

Construït pel Goddard Space Flight Center de la NASA a Greenbelt, Maryland, SAM es basa en instruments de laboratori de grau comercial més grans. Aconseguir equips tan complexos en el rover requereix enginyers per reduir dràsticament i desenvolupar una manera perquè funcioni amb menys potència. Els científics van haver d'aprendre a escalfar el forn de SAM més lentament durant períodes més llargs per tal de dur a terme alguns d'aquests experiments.

"Va ser una gesta que només va esbrinar com dur a terme aquest tipus de química per primera vegada a Mart", va dir Charles Malespin, investigador principal de l'instrument a NASA Goddard i coautor de l'estudi. Però ara que hem tingut una mica de pràctica, estem preparats per dur a terme experiments similars en futures missions.

De fet, la NASA Goddard ha proporcionat diversos components, inclòs l'espectròmetre de masses, per a una versió de pròxima generació de SAM, anomenada Mars Organic Molecular Analyzer, per al rover Rosalind Franklin Mars de l'ESA. Un instrument similar, el Dragonfly Mass Spectrometer, explorarà la lluna de Saturn Tità en el rotor de la Dragonfly de la NASA. Tots dos instruments podran realitzar química humida amb el dissolvent TMAH.

Ho he vist aquí.

El Hubble veu el canvi d'estacions a Saturn

Clic per engrandir.

El telescopi espacial Hubble de la NASA està donant als astrònoms una visió dels canvis a la vasta i turbulenta atmosfera de Saturn a mesura que l'estiu de l'hemisferi nord del planeta fa la transició a la tardor, com es mostra en aquesta sèrie d'imatges preses el 2018, 2019 i 2020 (d'esquerra a dreta). 

"Aquests petits canvis any a any a les bandes de color de Saturn són fascinants", va dir Amy Simon, científica planetària del Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA a Greenbelt, Maryland. "A mesura que Saturn s'acosta a la tardor al seu hemisferi nord, veiem que les regions polars i equatorials canvien, però també veiem que l'atmosfera varia en escales de temps molt més curtes". Simon és autor principal d'un article sobre aquestes observacions publicat l'11 de març a Planetary Science Journal.

"El que vam trobar va ser un lleuger canvi d'un any a un altre en el color, possiblement a l'alçada dels núvols i als vents; no és sorprenent que els canvis no siguin enormes, ja que només estem observant una petita fracció d'un any de Saturn", va afegir Simon. "Esperem grans canvis en una escala de temps estacional, així que això mostra la progressió cap a la següent estació".

Les dades del Hubble mostren que del 2018 al 2020 l'equador es va tornar entre un 5 i un 10 per cent més brillant, i els vents van canviar lleugerament. El 2018, els vents mesurats prop de l'equador eren d'uns aproximadament 1.600 quilòmetres per hora, més alts que els mesurats per la nau espacial Cassini de la NASA durant el 2004-2009, quan eren d'uns aproximadament 1.300 quilòmetres per hora. El 2019 i 2020 van tornar a disminuir a les velocitats de Cassini. Els vents de Saturn també varien amb l'altitud, de manera que el canvi en les velocitats mesurades podria significar que els núvols el 2018 eren uns 60 quilòmetres més profunds que les mesures durant la missió Cassini. Es necessiten més observacions per saber què està passant.

Clic per engrandir. Imatges del Telescopi Espacial Hubble de Saturn preses el 2018, 2019 i 2020 a
la transició de l'estiu a la tardor de l'hemisferi nord del planeta tardor. Crèdit: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Saturn és el sisè planeta des del nostre Sol i orbita a una distància d'uns 1.400 milions de quilòmetres del Sol. Tarda uns 29 anys terrestres a orbitar el Sol, de manera que cada estació a Saturn dura més de set anys terrestres. La Terra està inclinada respecte al Sol, cosa que altera la quantitat de llum solar que rep cada hemisferi a mesura que el nostre planeta es mou a la seva òrbita. Aquesta variació de l'energia solar és la que impulsa els nostres canvis estacionals. Saturn també està inclinat, per la qual cosa, en canviar les estacions en aquest món llunyà, el canvi a la llum solar podria estar causant alguns dels canvis atmosfèrics observats.

Igual que Júpiter, el planeta més gran del sistema solar, Saturn és un "gegant gasós" compost principalment per hidrogen i heli, encara que hi pot haver un nucli rocós al seu interior. A les profunditats de la seva atmosfera sorgeixen ocasionalment enormes tempestes, algunes gairebé tan grans com la Terra. Donat que molts dels planetes descoberts al voltant d'altres estrelles són també gegants gasosos, els astrònoms estan ansiosos per saber més sobre el funcionament de les atmosferes dels gegants gasosos. 

Saturn és el segon planeta més gran del sistema solar, més de 9 vegades més ample que la Terra, amb més de 50 llunes i un sistema espectacular d'anells formats principalment per gel d'aigua. Dues d'aquestes llunes, Tità i Encèlad, semblen tenir oceans sota la seva escorça gelada que podrien albergar vida. Tità, la lluna més gran de Saturn, és l'única lluna del nostre sistema solar amb una atmosfera espessa, que inclou núvols que fan ploure metà líquid i altres hidrocarburs sobre la superfície, formant rius, llacs i mars. Es creu que aquesta barreja de substàncies químiques és semblant a la de la Terra fa milers de milions d'anys, quan va sorgir la vida. La missió Dragonfly de la NASA sobrevolarà la superfície de Tità, aterrant a diversos llocs per buscar els components bàsics de la vida. 

Les observacions de Saturn formen part del programa OPAL (Outer Planets Atmospheres Legacy-Llegat de les Atmosferes d'Altres Planetes) del Hubble. "El programa OPAL ens permet observar cada un dels planetes exteriors amb el Hubble cada any, permetent nous descobriments i observant com cada planeta està canviant amb el temps", va dir Simon, investigador principal d'OPAL.

El telescopi espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l'ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA, a Greenbelt (Maryland), gestiona el telescopi. L'Institut Científic del Telescopi Espacial (STScI), a Baltimore, realitza les operacions científiques del Hubble. El STScI és operat per a la NASA per l'Associació d'Universitats per a la Investigació en Astronomia a Washington, D.C. 

Ho he vist aquí.