Uno strumento originariamente sviluppato per cercare molecole organiche su Marte viene riproposto per cacciare potenzialmente la vita su una manciata di lune nel sistema solare esterno che sembrano ospitare oceani, geyser e bocche di vulcani di ghiaccio.

Will Brinckerhoff, uno scienziato della NASA presso il Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, ha contribuito a costruire uno spettrometro di massa per la missione ExoMars Rover 2020 dell'Agenzia spaziale europea. Ha quindi sfruttato lo stesso modello per creare uno strumento ancora più capace per una futura missione della NASA su Marte. Ora sta sfruttando queste esperienze per costruire un altro strumento nell'ambito di un nuovo premio per lo sviluppo tecnologico multimilionario.

L'ultima incarnazione, gli indicatori molecolari europei della ricerca sulla vita, o EMILIA, cercherebbe le superfici e le sottosuperfici della luna di Giove Europa o altre lune ghiacciate per biofirme molecolari:strutture o modelli di composti organici che indicano la presenza di vita attuale o passata su questi mondi intriganti.

Sebbene si ritenga che almeno sei lune contengano liquido, L'Europa di Giove ha un fascino speciale tra gli astrobiologi, tanto che infatti, che la NASA sta conducendo un primo studio di fattibilità per una missione di lander dedicata che seguirebbe la prevista missione di sorvoli multipli dell'Europa Clipper negli anni '20. Un tale lander studierebbe campioni di superficie del ghiaccio che ricopre il vasto oceano sotto la superficie di Europa. Gli scienziati ritengono che l'oceano possa esistere da miliardi di anni, tempo sufficiente per l'evoluzione di potenziali forme di vita.

"Se la vita esiste nell'oceano sotterraneo di Europa, i suoi segni molecolari possono essere rilevabili in campioni di superficie, "Brinckerhoff ha detto. "Stiamo parlando di concentrazioni organiche microbiche a livelli ben al di sotto di una parte per miliardo in peso".

Il programma Concepts for Ocean Worlds Life Detection Technology della NASA, o COLDTech, ha assegnato a Brinckerhoff e al suo team un finanziamento di due anni per promuovere EMILI come potenziale strumento su un lander. L'obiettivo è far maturare lo strumento a un livello di preparazione tecnologica di sei, o TRL 6, il che significa che EMILI è pronto per lo sviluppo del volo e in grado di rilevare e analizzare le forme di vita microbiche.

EMILI ha un vantaggio, ha detto Brincerkoff.

Il prototipo porterebbe una suite simile di funzionalità già sviluppate per il Mars Organic Molecule Analyzer-Spettrometro di massa, o MOMA-MS, e lo spettrometro di massa a trappola ionica lineare, o LITMI.

MOMA-MS, che il team di Brinckerhoff consegnerà in meno di un anno per l'integrazione nella missione ExoMars 2020 dell'ESA, identificherà il materiale organico misurando la massa delle singole molecole bloccate all'interno di campioni di roccia marziana frantumati. LITMI, in fase di sviluppo per una potenziale futura missione su Marte con il supporto del programma Maturation of Instruments for Solar System Exploration della NASA, è quasi a TRL-6, in attesa di un ultimo round di test ambientali su Marte.

Entrambi gli strumenti rilevano e identificano il materiale organico su Marte con due tecniche. In uno, chiamata spettrometria di massa a desorbimento laser, un laser ad alta intensità integrato converte le molecole di un campione in ioni, che una volta formato, sono diretti in un analizzatore di massa dove sono separati in base ai loro rapporti massa-carica. Il risultato è uno spettro che rivela elementi e dettagli strutturali che compongono le molecole.

L'altra tecnica, chiamata spettrometria di massa gascromatografica, comporta il riscaldamento di campioni in polvere con un forno in miniatura e l'analisi dei gas rilasciati. Tutte queste capacità sono collegate attraverso un unico, analizzatore lineare a trappola ionica altamente miniaturizzato.

LITMI, però, porta queste capacità al livello successivo. Oltre a queste capacità, LITMS è dotato di un sistema di gestione dei campioni di carota di precisione e può analizzare sia ioni positivi che negativi, che amplia la gamma di molecole che lo strumento può identificare.

"EMILI rappresenta una riqualificazione di LITMS per l'Europa. Per alcuni aspetti, EMILI è un'implementazione più semplice rispetto a MOMA o LITMS su Marte, "Brinckerhoff ha detto, aggiungendo che Europa non ha un'atmosfera significativa, eliminando la necessità di alcuni tipi di hardware che aggiungono dimensioni e complessità allo strumento.

"Quello che abbiamo con la breadboard EMILI è abbastanza avanti nello sviluppo che siamo fiduciosi di poter costruire una versione di volo, " ha aggiunto. "COLDTech ci sta dando l'opportunità di dimostrare che possiamo effettuare le misurazioni critiche di rilevamento della biofirma su un mondo oceanico come Europa".