Crédito da imagem: CMU
As atuais expedições a Marte levantam a possibilidade tentadora de que possa haver vida em algum lugar do planeta vermelho. Mas como as futuras missões o encontrarão? Um sistema desenvolvido pelos cientistas da Carnegie Mellon poderia fornecer a resposta.
Na 36ª Conferência Lunar e de Ciência Planetária, em Houston, nesta semana (14 a 18 de março), o cientista de Carnegie Mellon Alan Wagoner está apresentando resultados do recente desempenho do sistema de detecção de vida no deserto de Atacama, no Chile, onde encontrou líquenes e colônias bacterianas em crescimento. Isso marca a primeira vez que uma tecnologia automatizada baseada em rover é usada para identificar a vida nessa região severa, que serve como um banco de testes para a tecnologia que pode ser implantada em futuras missões em Marte.
“Nosso sistema de detecção de vida funcionou muito bem e, por fim, algo assim pode permitir que os robôs busquem a vida em Marte”, diz Wagoner, membro da equipe do projeto “Vida no Atacama” e diretor do Centro de Biossensor Molecular e de Imagem do Faculdade de Ciências Mellon de Carnegie Mellon.
A temporada de campo “Vida no Atacama” 2004 - de agosto a meados de outubro - foi a segunda fase de um programa de três anos cujo objetivo é entender como a vida pode ser detectada por um veículo espacial que está sendo controlado por uma equipe de ciências remota. . O projeto faz parte do Programa de Ciência e Tecnologia em Astrobiologia da NASA para Exploração de Planetas, ou ASTEP, que se concentra em ampliar os limites da tecnologia em ambientes hostis.
David Wettergreen, professor associado de pesquisa no Instituto de Robótica de Carnegie Mellon, lidera o desenvolvimento do veículo espacial e a investigação de campo. Nathalie Cabrol, cientista planetária do Centro de Pesquisa Ames da NASA e do Instituto SETI, lidera a investigação científica.
A vida quase não é detectável na maioria das áreas do Atacama, mas os instrumentos do veículo espacial foram capazes de detectar líquenes e colônias bacterianas em duas áreas: uma região costeira com um clima mais úmido e uma região interior muito árida e menos hospitaleira.
“Vimos sinais muito claros da clorofila, DNA e proteína. E conseguimos identificar visualmente materiais biológicos a partir de uma imagem padrão capturada pelo veículo espacial ”, diz Wagoner.
“Juntas, essas quatro evidências são fortes indicadores da vida. Agora, nossas descobertas estão sendo confirmadas no laboratório. As amostras coletadas no Atacama foram examinadas e os cientistas descobriram que elas continham vida. Os líquenes e bactérias nas amostras estão crescendo e aguardando análise. ”
Wagoner e seus colegas projetaram um sistema de detecção de vida equipado para detectar sinais de fluorescência de formas de vida esparsas, incluindo aquelas com apenas milímetros de tamanho. Seu imageador de fluorescência, localizado embaixo do veículo espacial, detecta sinais da vida à base de clorofila, como cianobactérias em líquenes, e sinais fluorescentes de um conjunto de corantes projetados para acender apenas quando se ligam a ácidos nucleicos, proteínas, lipídios ou carboidratos ? todas as moléculas da vida.
"Não conhecemos outros métodos remotos capazes de detectar baixos níveis de microrganismos e visualizar altos níveis incorporados como biofilmes ou colônias", diz Gregory Fisher, cientista de imagens do projeto.
“Nosso gerador de imagens fluorescentes é o primeiro sistema de geração de imagens a trabalhar à luz do dia enquanto estiver à sombra do veículo espacial. O veículo espacial usa energia solar para operar e, portanto, precisa viajar durante o dia. Muitas vezes, as imagens que capturamos podem revelar apenas um sinal fraco. Qualquer luz do sol que vaze para a câmera de um gerador de imagens convencional de fluorescência ocultaria o sinal ”, diz Wagoner.
“Para evitar esse problema, projetamos nosso sistema para excitar corantes com flashes de luz de alta intensidade. A câmera só abre durante esses flashes, portanto, somos capazes de capturar um forte sinal de fluorescência durante a exploração diurna ”, diz Shmuel Weinstein, gerente de projeto.
Durante a missão, uma equipe de ciências remota localizada em Pittsburgh instruiu as operações do veículo espacial. Uma equipe de solo do local coletou amostras estudadas pelo veículo espacial para trazer de volta para um exame mais aprofundado no laboratório. Em um dia típico em campo, o rover seguia um caminho designado no dia anterior pela equipe de ciências de operações remotas. O rover parava ocasionalmente para realizar inspeção de superfície detalhada, criando efetivamente uma “colcha macroscópica” de dados geológicos e biológicos em painéis selecionados de 10 por 10 centímetros. Depois que o rover partiu de uma região, a equipe de solo coletou amostras examinadas pelo rover.
“Com base nas descobertas do rover no campo e em nossos testes em laboratório, não há um exemplo do rover dando um falso positivo. Todas as amostras testadas continham bactérias ”, diz Edwin Minkley, diretor do Centro de Biotecnologia e Processos Ambientais do Departamento de Ciências Biológicas.
Minkley está conduzindo análises para determinar as características genéticas das bactérias recuperadas para identificar as diferentes espécies microbianas presentes nas amostras. Ele também está testando a sensibilidade da bactéria à radiação ultravioleta (UV). Uma hipótese é que as bactérias podem ter maior resistência aos raios UV porque são expostas a radiação UV extrema no ambiente do deserto. Segundo Minkley, essa caracterização também pode explicar por que uma proporção tão alta de bactérias do local mais árido é pigmentada - vermelha, amarela ou rosa - à medida que crescem em laboratório.
A primeira fase do projeto começou em 2003, quando um robô movido a energia solar chamado Hyperion, também desenvolvido em Carnegie Mellon, foi levado ao Atacama como uma base de testes de pesquisa. Os cientistas realizaram experimentos com a Hyperion para determinar o projeto, software e instrumentação ideais para um robô que seria usado em experimentos mais extensos realizados em 2004 e em 2005. Zo ?, o veículo espacial usado na temporada de campo de 2004, é o resultado desse trabalho . No último ano do projeto, os planos exigem que o Zo®, equipado com uma gama completa de instrumentos, opere de forma autônoma, enquanto viaja 50 quilômetros ao longo de um período de dois meses.
A equipe científica, liderada por Cabrol, é composta por geólogos e biólogos que estudam a Terra e Marte em instituições como o Centro de Pesquisas Ames da NASA e o Johnson Space Center, Instituto SETI, Instituto SETI, Laboratório de Propulsão a Jato, Universidade do Tennessee, Carnegie Mellon, Universidade Católica. del Norte (Chile), Universidade do Arizona, UCLA, British Antarctic Survey e International Research School of Planetary Sciences (Pescara, Itália).
O projeto Vida no Atacama é financiado com uma concessão de três anos e US $ 3 milhões da NASA ao Instituto de Robótica de Carnegie Mellon. William "Red" Whittaker é o investigador principal. Wagoner é o principal pesquisador do projeto associado em instrumentos de detecção de vida, que obteve uma concessão separada de US $ 900.000 da NASA.
Fonte original: Comunicado de imprensa da CMU
