El Analizador de Moléculas Orgánicas de Marte ( MOMA ) es un instrumento basado en un espectrómetro de masas a bordo del rover Rosalind Franklin que se lanzará en 2028 a Marte en una misión de astrobiología . [1] [2] Buscará compuestos orgánicos (moléculas que contienen carbono) en las muestras de suelo recolectadas. Al caracterizar las estructuras moleculares de los compuestos orgánicos detectados, MOMA puede proporcionar información sobre posibles biofirmas moleculares . MOMA podrá detectar moléculas orgánicas en concentraciones tan bajas como 10 partes por mil millones en peso (ppbw). [1] MOMA examina exclusivamente muestras sólidas trituradas; no realiza análisis atmosféricos.
El investigador principal es Fred Goesmann, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Alemania . [1]
El objetivo del MOMA es buscar señales de vida pasada en Marte (biofirmas) mediante el análisis de una amplia gama de compuestos orgánicos que pueden encontrarse en muestras obtenidas a 2 metros por debajo de la superficie marciana por el explorador Rosalind Franklin . El MOMA examina únicamente muestras sólidas trituradas; no realiza análisis atmosféricos.
MOMA primero volatilizará los compuestos orgánicos sólidos para que puedan analizarse mediante un espectrómetro de masas ; esta volatilización de material orgánico se logra mediante dos técnicas diferentes: desorción láser y volatilización térmica, seguida de una separación mediante cuatro columnas GC-MS . La identificación de las moléculas orgánicas se realiza luego con un espectrómetro de masas con trampa de iones . [3] [4]
Si bien no hay una biofirma marciana inequívoca que buscar, un enfoque pragmático es buscar ciertas moléculas como lípidos y fosfolípidos que pueden estar formando membranas celulares que pueden conservarse en escalas de tiempo geológicas. [4] Los lípidos y otras moléculas orgánicas pueden exhibir características biogénicas que no están presentes en el material orgánico abiogénico. Si son biogénicos (sintetizados por una forma de vida), dichos compuestos pueden encontrarse en altas concentraciones solo en un rango estrecho de pesos moleculares, a diferencia de los meteoritos carbonosos donde estos compuestos se detectan en un rango más amplio de pesos moleculares. [4] En el caso de los azúcares y aminoácidos , la homoquiralidad molecular excesiva (asimetría) es otra pista importante de su origen biológico. [4] La suposición es que la vida en Marte estaría basada en el carbono y sería celular como en la Tierra, por lo que se esperan bloques de construcción comunes como cadenas de aminoácidos ( péptidos y proteínas ) y cadenas de nucleobases ( ARN , ADN o sus análogos). Además, algunos isómeros de compuestos orgánicos de alto peso molecular pueden ser biofirmas potenciales cuando se identifican en contexto con otra evidencia de respaldo. Otros compuestos que se buscarán detectar incluyen ácidos grasos , esteroles y hopanoides . [4]
Se espera que la superficie de Marte haya acumulado cantidades significativas de moléculas orgánicas de gran tamaño entregadas por partículas de polvo interplanetario y meteoritos carbonáceos. [4] La caracterización de esta fracción por parte de MOMA puede determinar no solo la abundancia de este fondo potencial para la detección de biomarcadores traza, sino también el grado de descomposición de esta materia por radiación y oxidación en función de la profundidad. [4] [5] Esto es esencial para interpretar el origen de las muestras en el contexto geológico y geoquímico local. [5]
Los componentes de MOMA relacionados con GC-MS tienen herencia de los aterrizadores Viking , el COSAC a bordo del aterrizador de cometas Philae y SAM a bordo del rover Curiosity . [1] Pero los métodos aplicados en el pasado a bordo de los aterrizadores Viking y el rover Curiosity son en su mayoría destructivos (pirólisis), y en consecuencia se pierde información importante del material orgánico. Además, solo se pueden detectar moléculas volátiles y, solo las moléculas no polares pueden pasar a través de las columnas GC hasta el detector. MOMA combinará la pirólisis-derivatización con un método menos destructivo: LDMS (espectrometría de masas por desorción láser), que permite detectar y caracterizar fragmentos moleculares grandes e intactos mediante el espectrómetro de masas (MS). [1] [6] La técnica LDMS no se ve afectada por estos inconvenientes, y no se ve afectada por la presencia de percloratos , que se sabe que son abundantes en la superficie de Marte. [1] [5] La espectrometría de masas en tándem se puede utilizar para caracterizar aún más estas moléculas. [1]
El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar está liderando el desarrollo. Entre los socios internacionales se encuentra la NASA. [7] El espectrómetro de masas (MS) y la electrónica principal del MOMA son proporcionados por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA , mientras que la cromatografía de gases (GC) es proporcionada por los dos institutos franceses LISA y LATMOS . El láser UV está siendo desarrollado por el Laser Zentrum Hannover. [4] MOMA no forma una única unidad compacta, sino que es modular con numerosas interfaces mecánicas y térmicas dentro del rover. La integración y verificación finales se realizarán en Thales Alenia Space en Italia.