Columna Ciencia y Tecnología

SAM: Un laboratorio en una caja

En Agosto del 2012 el vehículo explorador tipo Rover Curiosity posó sus seis ruedas de diseño mexicano sobre la superficie del planeta Marte; se revisó y se tomó una selfie. Todo después de un espectacular amartizaje durante los llamados siete minutos de terror, en los que atravesó la ligera atmósfera marciana y disminuyó su velocidad de 21,000 a 0 km/h para finalmente descender en el cráter Gale; que se encuentra cerca del ecuador en el hemisferio sur del planeta rojo.

Es el cuarto Rover que logra posarse con éxito en la superficie de Marte, después de los exploradores Pathfinder en 1997, Spirit y Opportunity en 2004 y próximamente los Rover Max-C y ExoMars que serán lanzados en el 2018. Todos con el objetivo de transmitir información a la tierra para caracterizar la atmósfera y geología marciana y así mejorar el conocimiento del medio ambiente, conocer la posibilidad de soportar vida en el planeta o si existió algún momento de su historia. Además de establecer las condiciones de los futuros viajes en los que se transportarán carga y tripulación (planeadas para realizarse en la década del2030).

El Curiosity cuenta con sistemas sofisticados para ver en Marte, usando diversas cámaras e instrumentos que han acompañado a los Rover anteriores para realizar estudios climáticos, atmosféricos y mineralógicos. Además, se incorporó SAM, acrónimo en inglés de Sample Analysis at Mars (análisis de muestras en Marte) en cuyo desarrollo y diseño colaboró el mexicano Rafael Navarro González, Doctor en química e investigador del Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de México.

SAM es un sistema de análisis químico complejo con la capacidad de realizar muestras sólidas como rocas y gases de la atmósfera, detectando productos químicos que pueden ser productos de procesos biológicos o combustión.

Contiene tres instrumentos acoplados: cromatógrafo de gases, espectrómetro de masas y espectrómetro laser, que son utilizados por separado o simultáneamente dependiendo de la muestra y análisis por hacer. Así evalúa los procesos geológicos y atmosféricos para conocer lo que sucede en la superficie y por excavación en las rocas, de la misma manera que se ha estudiado la historia de la Tierra. Con ello clasifica los elementos que componen la vida y evalúa si tienen origen biológico o mineral.

El cromatógrafo de gases separa los compuestos de una mezcla gaseosa; ya sean gases atmosféricos o de muestras sólidas obtenidas al calentar los sólidos hasta 1000°C. La mezcla de compuestos volátiles es bombeada hacia alguna de las seis columnas de separación de SAM en donde se separan los compuestos químicos por tamiz de tamaño, peso, volatilidad o interacción del compuesto con el interior de la columna y finalmente se dirige al sistema que detecta los compuestos conforme van siendo separados. El tiempo que cada compuesto se tarda en pasar a través de la columna es característico y se compara con el tiempo de retención de compuestos de referencia.

Una vez separada la mezcla en las columnas, es posible enviarla a los otros dos instrumentos con lo que cuenta SAM: elespectrómetro de masas, que fracciona la molécula para obtener el peso así como la carga de cada una de las fracciones y de este modo lograr determinar de qué molécula se trata. Por otro lado, el espectroscopio de laser ajustable realiza la dotación de la muestra a partir del carbono y oxígeno radioactivo.

Con este laboratorio en una caja del tamaño de un horno de microondas, el Curiosity ha mostrado el pasado acuoso de Marte y que alguna vez fue o es posible la vida, ya que se encuentran los elementos fundamentales (C, H, O, N, P, S). Ha detectado gases inorgánicos, ácidos, óxidos y minerales, así como productos de procesos biológicos tales como: bióxidos de carbono, metano o moléculas orgánicas. Además la presencia de agua, en muestras sólidas y la atmósfera, también ha corroborado con evidencia fotográfica posibles cauces de ríos en los que se encuentran cantos rodados de rio. Por ello, los Rover y en particular el Curiosity ha realizado una gran labor de exploración que será la antesala de la próxima colonización humana de nuestro vecino rojo.

 

Dr. José Ángel Cobos Murcia

Catedrático UAEH-CONACYT