La búsqueda de vida de la NASA en el Universo: astrobiología en el sistema solar y más allá

¿Estamos solos en el universo? Hasta ahora, la única vida que conocemos está aquí en la Tierra.

La NASA está explorando el sistema solar y más allá para ayudarnos a responder preguntas fundamentales sobre la vida más allá de nuestro planeta. 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, un campo de la ciencia denominada astrobiología.

La NASA desarrolla estudios de astrobiología con el objetivo de comprender los orígenes, la evolución y los límites de la vida en la Tierra. Con esta información pueden surgir ideas sobre dónde enfocar los esfuerzos de búsqueda de la vida. A medida que la NASA explora el sistema solar, los muchos descubrimientos han cambiado nuestra comprensión de la vida en la Tierra y el potencial de vida en otros mundos. 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 aún no sepamos cómo reconocerlo y detectarlo.

Estas son las misiones del pasado, presente y futuro con las que la NASA busca vida en el universo.

Misiones pasadas
  • Viking 1 y 2

Hace más de 45 años, el Proyecto Viking se convirtió en la primera misión estadounidense 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 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 obtuvo datos que continúan siendo claves para la astrobiología, en particular el descubrimiento de que la luna helada de Júpiter, Europa, tiene un océano subterráneo con más agua que la cantidad total de agua líquida que se encuentra en la Tierra. Estos hallazgos ampliaron la búsqueda de entornos habitables fuera de la “zona habitable” tradicional de un sistema, que es la distancia de un planeta a su estrella en la que el agua líquida puede persistir en la superficie del planeta.

  • Cassini

Durante más de una década, la nave espacial Cassini mostró 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 observar 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 el potencial para la vida que estos hidrocarburos líquidos podrían suponer 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.

  • Mars Exploration Rovers: Spirit y Opportunity

Los vehículos de exploración gemelos de la NASA, Spirit y Opportunity, se enviaron a Marte en 2003 en busca de datos de la historia del agua en Marte. La misión principal de tres meses, fue superada con creces al sobrevivir ambos exploradores robóticos a 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, fuyó en el pasado en la superficie de Marte. Sus hallazgos moldearon nuestra comprensión de la geología de Marte y sugirieron que los entornos antiguos del Planeta Rojo pueden haber sido aptos 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 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 2600 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, estudiando el Universo en infrarrojos.    Spitzer marcó un hito en la ciencia planetaria siendo uno de los primeros telescopios en detectar directamente la luz de las atmósferas de los exoplanetas, o planetas fuera del sistema solar. Esto permitió a los científicos estudiar la composición de esas atmósferas e incluso aprender sobre el clima en esos planetas distantes.

Los instrumentos infrarrojos de Spitzer permitieron a los científicos observar las regiones cósmicas que están ocultas para los telescopios ópticos, incluidos los polvorientos viveros estelares, los centros de las galaxias y los sistemas planetarios recién formados. 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 la clave 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. El Hubble ahora está caracterizando las atmósferas de exoplanetas con componentes como sodio, hidrógeno y vapor de agua. Las observaciones del Hubble 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 los cuerpos del sistema solar, incluidos los asteroides, cometas, planetas y lunas, como las fascinantes 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 Mars Atmosphere and Vollatile Evolution (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 fue más probable que existieran entornos habitables en la superficie del planeta.

  • Mars Odyssey

Durante dos décadas, 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.

  • Mars Reconnaissance Orbiter

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 su superficie, 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 comparativos de planetología para la habitabilidad potencial de exoplanetas que orbitan estrellas distantes.

  • Curiosity Mars Rover

El rover Curiosity 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 robot sigue haciendo nuevos descubrimientos. Curiosity confirmó que hubo lagos de agua dulce que 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  Transiting Exoplanet Survey Satellite  (TESS) es el siguiente paso en la búsqueda de exoplanetas, incluidos aquellos que podrían albergar vida. Lanzado en 2018, TESS tiene la misión de estudiar completamente el firmamento 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 candidatos. El cazador de planetas continuará encontrando objetivos de exoplanetas que el próximo Telescopio Espacial James Webb de la NASA estudiará con más detalle.

  • Perseverance Mars Rover

El robot astrobiólogo más nuevo de la NASA, el rover Perseverance, aterrizó de manera segura en Marte el 18 de febrero de 2021 y está iniciando una nueva era de exploración en el Planeta Rojo. Perseverance 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 del núcleo de roca y suelo marcianos, y las almacenará en tubos sellados para que los recoja una futura misión de retorno de muestras de Marte, que los lleve de regreso a la Tierra para un análisis detallado.

Próximas misiones
  • Telescopio espacial James Webb

El Telescopio Espacial James Webb (Webb), cuyo lanzamiento está previsto para 2021, será el principal observatorio espacial de la próxima década. Webb es un gran telescopio infrarrojo con un espejo primario de 6,5 metros.

Las observaciones de Webb se utilizarán para estudiar cada fase de la historia del universo, incluidos los planetas y las lunas de nuestro sistema solar, y la formación de sistemas solares distantes potencialmente capaces de sustentar vida en exoplanetas similares a la Tierra. El telescopio Webb también será capaz de realizar observaciones detalladas de las atmósferas de los planetas que orbitan otras estrellas, para buscar más allá de nuestro sistema solar, los componentes básicos de la vida en planetas similares a la Tierra.

  • Europa Clipper Mission

Europa, la luna de Júpiter, puede tener el potencial de albergar vida. Europa Clipper Mission llevará a cabo un reconocimiento detallado de Europa e investigará si la luna helada podría albergar condiciones adecuadas para la vida. Con el objetivo de un lanzamiento en 2024, la misión colocará una nave espacial en órbita alrededor de Júpiter para realizar una investigación detallada de Europa, un mundo que muestra muchas pruebas de contener un océano de agua líquida debajo de su corteza helada.

Europa Clipper no es una misión de detección de vida, aunque investigará si la luna helada, con su océano subterráneo, tiene la capacidad de albergar vida. Comprender la habitabilidad de Europa ayudará a los científicos a comprender mejor cómo se desarrolló la vida en la Tierra y el potencial de encontrar vida más allá de nuestro planeta.

  • Dragonfly Mission

La misión Dragonfly aportará un helicóptero para visitar Titán, la luna más grande y rica en materia orgánica de Saturno. Programado para su lanzamiento en 2027 y su llegada en 2034, Dragonfly tomará muestras y examinará docenas de sitios prometedores alrededor de la luna helada de Saturno y avanzará en nuestra búsqueda de los componentes básicos de la vida.

Esta revolucionaria misión explorará diversos lugares para buscar procesos químicos prebióticos comunes tanto en Titán como en la Tierra. Titán es un análogo de la Tierra primitiva y puede proporcionar pistas sobre cómo puede haber progresado la química prebiótica en estas condiciones.

  • Nancy Grace Roman Telescope

Programado para ser lanzado a mediados de la década de 2020, el Roman Space Telescope tendrá un campo de visión 200 veces mayor que el del instrumento infrarrojo Hubble, capturando más cielo con menos tiempo de observación. Además de la astrofísica y la cosmología innovadoras, el instrumento principal de Roman, el Wide Field Instrument, tiene un rico menú de ciencia de exoplanetas. Realizará un estudio de microlente de la Vía Láctea interior que revelará miles de planetas orbitando dentro de la zona habitable de su estrella y más lejos, al tiempo que proporcionará una recompensa adicional de más de 100.000 exoplanetas en tránsito.

La misión estará equipada con “gafas estelares”, un instrumento coronógrafo que puede bloquear el resplandor de una estrella y permitir a los astrónomos obtener imágenes directamente de planetas gigantes en órbita alrededor de ella. El coronógrafo proporcionará la primera demostración en el espacio de las tecnologías necesarias para futuras misiones para obtener imágenes y caracterizar planetas rocosos más pequeños en las zonas habitables de estrellas cercanas. El coronógrafo hará observaciones que pueden contribuir al descubrimiento de nuevos planetas más allá de nuestro sistema solar y avanzará en el estudio de planetas extrasolares que podrían ser adecuados para la vida.

Edición: R. Castro.