Scritto: Sabato, 26 Novembre 2022 07:35 Ultima modifica: Sabato, 26 Novembre 2022 07:37

OWLS è pronto per cercare la vita su Europa e Encelado


La nuova suite, progettata dalla NASA, include otto strumenti pensati per cercare la vita sulla luna di Giove, Europa, e la luna di Saturno, Encelado.

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Il polo sud di Encelado ripreso dalla sonda della NASA Cassini durante il fly-by E8 (21 novembre 2009). Flickr: https://flic.kr/p/VsT11L
Il polo sud di Encelado ripreso dalla sonda della NASA Cassini durante il fly-by E8 (21 novembre 2009). Flickr: https://flic.kr/p/VsT11L
Crediti: NASA/JPL-Caltech - Processing: Elisabetta Bonora & Marco Faccin / aliveuniverse.today

 Il dispositivo si chiama Ocean Worlds Life Surveyor (OWLS) e potrebbe raccogliere campioni di acqua mentre vola attraverso i geyser e cercare la presenza di microrganismi autoctoni degli oceani sotterranei delle due lune, sprigionati nello spazio dai getti acqua e vapore.

Cercare prove di vita in un mare gelido a centinaia di milioni di chilometri di distanza pone enormi sfide, dice la NASA nel comunicato. "L'attrezzatura scientifica utilizzata deve essere squisitamente 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 possano produrre prove di vita scientificamente difendibili". Le incertezze che ancora aleggiano attorno a Marte, dopo circa cinquant'anni di esplorazione, ne sono un esempio lampante.

OWLS è stato progettato da un team del Jet Propulsion Laboratory (JPL) per rispondere a queste sfide. È in grado di ingerire e analizzare campioni di liquidi e, con otto strumenti tutti automatizzati, può svolgere il lavoro che in un laboratorio sulla Terra richiederebbero l'impegno di diverse dozzine di persone.


Mondi da scoprire

La luna di Saturno Encelado e la luna di Giove Europa hanno a lungo incuriosito gli scienziati e sono tra i migliori candidati per la vita extraterrestre nel nostro Sistema Solare.
Nel 2006, la missione Cassini ha scoperto pennacchi di vapore acqueo emessi da Encelado, che ha un diametro 500 chilometri. Analogamente, il telescopio spaziale Hubble ha trovato prove intriganti di geyser anche su Europa che ha un diametro di 3.120 chilometri. OWLS potrebbe volare attraverso i getti a bordo di una futura missione robotica e rispondere alla fatidica domanda: c'è vita là fuori?

Una delle peculiarità di questa suite è l'autonomia nello svolgere le analisi. Infatti, a causa delle grandi distanze che separano la Terra da Giove o Saturno, la larghezza di banda per la trasmissione dati è piuttosto bassa per cui lo strumento dovrebbe discernere e inviare solo i risultati rilevanti.

OWLS non è solo uno strumento intelligente ma una suite di otto esperimenti in grado di indagare se la vita esiste nei campioni raccolti. I test condotti con OWLS nel Mono Lake estremamente salato della California, che secondo gli scienziati potrebbe essere molto simile alle acque salate degli oceani di Europa ed Encelado, hanno "scoperto" con successo la vita nel lago californiano.
"Abbiamo dimostrato la prima generazione della suite OWLS", ha affermato nella dichiarazione Peter Willis, che è il co-ricercatore principale di OWLS e responsabile scientifico del JPL. "Volevamo creare il sistema di strumenti più potente che si potesse progettare per quella situazione per cercare segni di vita sia chimici che biologici. Il prossimo passo è personalizzarlo e miniaturizzarlo per scenari di missione specifici".

Strumenti all'avanguardia

Una delle principali difficoltà affrontate dal team OWLS è stata come elaborare campioni di 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 in posizione ma queste condizioni non esistono su un veicolo spaziale che sfreccia attraverso il Sistema Solare o sulla superficie di una luna ghiacciata. Inoltre, dal momento in cui non è chiaro quale forma potrebbe assumere la vita in un mondo oceanico, OWLS ha anche bisogno di includere la più ampia gamma possibile di strumenti, in grado di misurare una varietà di dimensioni che va 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.

Il sistema di microscopio di OWLS sarebbe il primo nello spazio in grado di visualizzare le cellule. Sviluppato in collaborazione con gli scienziati della Portland State University in Oregon, combina un microscopio olografico digitale, in grado di identificare cellule e movimento in tutto il volume di un campione, con due imager fluorescenti, che utilizzano coloranti per osservare il contenuto chimico e le strutture cellulari. Insieme, forniscono viste sovrapposte con una risoluzione inferiore a un singolo micron.

Soprannominato Extant Life Volumetric Imaging System (ELVIS), il sottosistema del microscopio non ha parti mobili: una vera rarità. E utilizza algoritmi di apprendimento automatico sia per individuare movimenti realistici che per rilevare oggetti illuminati da molecole fluorescenti, presenti naturalmente negli organismi viventi o colorate da marcatori.

Nell'arsenale di ELVIS c'è il Digital Holographic Microscope (DHM), una novità assoluta. È in grado di registrare video di campioni d'acqua su scala microscopica per decine di secondi e quindi, come suggerisce il nome, convertire il video in immagini olografiche tridimensionali. Gli algoritmi di apprendimento automatico si mettono quindi al lavoro analizzando il video olografico del campione: le particelle ordinarie nell'acqua andranno semplicemente alla deriva pigramente o rimarranno immobili, ma un movimento più irregolare tradirà eventuali microrganismi viventi presenti.

Per esaminare prove molto più piccole, OWLS utilizza l'Organic Capillary Electrophoresis Analysis System (OCEANS), che essenzialmente cuoce a pressione campioni di liquidi e li fornisce a strumenti che cercano i mattoni chimici della vita: tutte le varietà di amminoacidi, nonché come acidi grassi e composti organici.  Il sistema è così sensibile che può persino rilevare forme sconosciute di carbonio. Willis, che ha guidato lo sviluppo di OCEANS, lo paragona a uno squalo che può annusare solo una molecola di sangue in un miliardo di molecole d'acqua e anche dire il gruppo sanguigno. Questo sarebbe il secondo sistema a eseguire analisi chimiche liquide nello spazio, dopo il Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer (MECA) sul Phoenix Mars Lander della NASA.

OCEANS utilizza una tecnica chiamata elettroforesi capillare, in pratica facendo passare una corrente elettrica attraverso un campione per separarlo nei suoi componenti. Il campione viene quindi indirizzato a tre tipi di rivelatori, tra cui uno spettrometro di massa, lo strumento più potente per identificare i composti organici.

Troppi dati da spedire a casa

Questi sottosistemi producono enormi quantità di dati e solo uno 0,0001% stimato potrebbe essere spedito sulla Terra, a causa della distanza e della velocità di connessione limitata. Quindi OWLS è stato progettato con quella che viene chiamata "onboard science instrument autonomy". Ossia, utilizzando algoritmi intelligenti, i computer analizzerebbero, riassumerebbero, darebbero priorità e selezionerebbero solo i dati più interessanti da inviare a casa.

 "Stiamo iniziando a porre domande ora che richiedono strumenti più sofisticati", ha dichiarato Lukas Mandrake, che ingegnere presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA in California. "Alcuni di questi altri pianeti sono abitabili? Esistono prove scientifiche difendibili per la vita piuttosto che un indizio che potrebbe essere lì? Ciò richiede strumenti che richiedono molti dati, ed è per questo che è nato OWLS e la sua autonomia scientifica".

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno" (segui su LinkedIn le mie attività professionali).
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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