Los científicos observan con asombro cómo el rover Perseverance sella muestras de rocas en tubos de titanio. Estas muestras, destinadas a un posible envío a la Tierra como parte de una misión de retorno de muestras a Marte, ya son veinticuatro.
La mayoría de estas muestras son núcleos de roca o regolito (roca triturada y polvo) que pueden proporcionar información valiosa sobre la historia de Marte y la probabilidad de que existiera vida hace miles de millones de años. Sin embargo, varios científicos están igualmente interesados en estudiar el gas que se encuentra en los huecos que rodean el material rocoso encerrado en tubos de ensayo.
Los científicos se sienten atraídos por la oportunidad de comprender mejor la atmósfera marciana, que está compuesta principalmente de dióxido de carbono pero potencialmente contiene trazas de otros gases presentes desde la formación del planeta.
“Las muestras de aire marciano no sólo nos informarán sobre el clima y la atmósfera actuales, sino que también nos permitirán rastrear sus cambios a lo largo del tiempo. Esto ayudará a descifrar los mecanismos detrás del desarrollo de climas diferentes al de la Tierra”, dijo Brandy Carrier, científica planetaria del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California.
Entre las muestras que se prevé enviar a la Tierra se encuentra un tubo de ensayo lleno exclusivamente de gas de la superficie de Marte como copia de seguridad. Sin embargo, una parte importante del gas recogido por el rover se concentra en el espacio libre dentro de los tubos de roca.
Estas muestras son únicas porque el gas interactuará con el material rocoso durante todo el tiempo antes de que las muestras se abran y estudien en laboratorios en la Tierra. Los resultados de esta interacción proporcionarán datos sobre la cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera cercana a la superficie de Marte, que es uno de los factores que determinan la distribución de los glaciares y la evolución del ciclo del agua en el planeta.
Los científicos también buscan ampliar el conocimiento sobre los gases traza en la atmósfera marciana. De particular valor científico es el descubrimiento de gases nobles (como el neón, el argón y el xenón), que son extremadamente inertes y pueden haber permanecido sin cambios en la atmósfera desde la formación del planeta hace miles de millones de años.
El análisis de estos gases, si se pueden detectar, podría arrojar luz sobre la presencia original de una atmósfera en Marte (antes Marte tenía una atmósfera mucho más densa que la actual, pero los científicos no se han puesto de acuerdo sobre si existió inicialmente o apareció más tarde). . Además, quedan varias preguntas sobre la conexión entre la atmósfera antigua del planeta y la atmósfera de la Tierra primitiva.
El espacio libre también brindará la oportunidad de evaluar el tamaño y la toxicidad de las partículas de polvo, lo que proporciona información importante para los futuros astronautas en Marte.
“Las muestras de gas pueden proporcionar una gran cantidad de datos nuevos a los científicos. Incluso los investigadores que se especializan en otros planetas estarán interesados en los resultados porque ayudarán a descifrar cómo se forman y evolucionan los planetas”, dijo Justin Simon, geoquímico del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, que forma parte de un equipo de más de una docena. expertos internacionales determinan qué muestras debe recolectar el rover.
En 2021, un equipo de investigadores planetarios estudió muestras de gas recolectadas por los astronautas de la misión Apolo 17 y traídas de la Luna en un contenedor de acero hace unos 50 años.
“Mucha gente cree que la Luna no tiene atmósfera, pero en realidad es muy delgada e interactúa con los cantos rodados de la superficie lunar con el tiempo. Esto incluye el gas noble emitido desde el interior de la luna y que se acumula cerca de la superficie”, señaló Simon.
El método de extracción de gas utilizado por el equipo de Simon es similar al que planean utilizar para las muestras de aire recolectadas por el rover. Primero, se coloca un recipiente sin abrir previamente en un recinto sellado.
Luego se perfora el acero con una aguja para extraer el gas a una trampa de enfriamiento, esencialmente un tubo en forma de U sumergido en un líquido, como nitrógeno, que tiene un punto de congelación bajo. Al cambiar la temperatura del líquido, los científicos capturan algunos de los gases con un punto de congelación más bajo en el fondo de la trampa.
“Hay alrededor de 25 laboratorios en todo el mundo que realizan este tipo de manipulación de gases”, dijo Simon. Este enfoque no sólo se utiliza para estudiar planetas, sino que también puede aplicarse a gases de fuentes termales y gases emitidos por volcanes activos, dijo.
Por supuesto, estas fuentes contienen mucho más gas del que se encuentra disponible en los tubos de ensayo para muestras marcianas. Pero si no hay suficiente gas en un tubo para un solo experimento, los científicos pueden combinar el gas de varios tubos para crear una muestra agregada más grande, otra razón por la cual el espacio libre brinda oportunidades adicionales para la investigación científica.