La Tierra es un planeta muy especial. Es el único cuerpo celeste del sistema solar en el que sabemos que existe vida. ¿Podría haber vida en otros planetas o lunas? Marte es siempre el primero que se menciona en este contexto; tiene muchas propiedades en común con la Tierra, y en su pasado geológico el agua también fluyó sobre su superficie. Hoy dia, sin embargo, Las condiciones en Marte son tan extremas que es difícil imaginar que organismos como los que se encuentran en la Tierra puedan sobrevivir en ese frío y árido planeta desértico. Uno de los objetivos del experimento BIOMEX (BIOlogy and Mars EXperiment) coordinado por DLR en la Estación Espacial Internacional (ISS) era averiguar si esto era realmente posible. Los resultados ya están disponibles.

Un resultado clave es que, De hecho, Varias sustancias y estructuras biológicas terrestres son muy resistentes. Sobrevivieron a condiciones ambientales muy desafiantes durante una prueba de esfuerzo de 18 meses en el espacio. Las pruebas involucraron muestras de diferentes organismos como bacterias, algas, líquenes y hongos expuestos al vacío, intensa radiación ultravioleta y variaciones extremas de temperatura en el exterior de la ISS durante un total de 533 días. El astrobiólogo Jean-Pierre Paul de Vera del Instituto DLR de Investigación Planetaria en Berlín-Adlershof, el responsable de la gestión científica de BIOMEX, estaba impresionado. "Algunos de los organismos y biomoléculas mostraron una tremenda resistencia a la radiación en el espacio exterior y, de hecho, regresaron a la Tierra como 'supervivientes' del espacio, ", señaló." Entre otras cosas, estudiamos arqueas, que son microorganismos unicelulares que han existido en la Tierra durante más de tres mil quinientos millones de años, viviendo en agua de mar salada. Nuestros 'sujetos de prueba' son parientes suyos que han sido aislados en el permafrost ártico. Han sobrevivido en condiciones espaciales y también son detectables con nuestros instrumentos. Estos organismos unicelulares podrían ser candidatos a formas de vida que podrían encontrarse en Marte ".

La vida en Marte no parece imposible

Con este resultado, se logró el objetivo principal del experimento; en principio, Los seres vivos que existen en la Tierra en condiciones ambientales extremas, los llamados 'extremófilos', también parecen poder existir en Marte. "Por supuesto, esto no significa que la vida realmente exista en Marte, De Vera se apresura a notar:"Pero la búsqueda de vida es más que nunca la fuerza motriz más fuerte para la próxima generación de misiones a Marte".

La existencia de al menos formas de vida muy simples en Marte, ya sea en los últimos cuatro mil quinientos millones de años de la historia del planeta o incluso ahora, es en principio concebible para el astrobiólogo de Vera y sus colegas del DLR. Sin embargo, hasta ahora, no se ha encontrado evidencia de vida en Marte. Las naves espaciales en órbita y los laboratorios móviles en la superficie marciana han demostrado que todavía existen importantes requisitos previos para la vida en la actualidad:una atmósfera, elementos como el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, e incluso agua, al menos en forma de hielo. Pero los detectores de los investigadores de Marte aún no han registrado la vida misma ni sus productos metabólicos.

Los resultados de BIOMEX también refuerzan una hipótesis que se ha debatido intensamente entre los científicos durante décadas y es relevante para la cuestión de cómo llegó la vida a la Tierra hace 3.800 millones de años. La teoría de la panspermia sugiere que existieron organismos en Marte al principio de su historia, y fueron arrojados del planeta por el impacto de un asteroide en o sobre rocas expulsadas y transportados al interior del sistema solar. Allí, algunas de las rocas chocaron con la Tierra como meteoritos, donde los organismos que contenían continuaron evolucionando.

Vacío, Radiación ultravioleta, calor, frío - BIOMEX como prueba de estrés para microorganismos

Para el experimento BIOMEX, el 18 de agosto de 2014, Los cosmonautas rusos Alexander Skvortsov y Oleg Artemyev colocaron varios cientos de muestras en un contenedor experimental en el exterior del módulo de la EEI rusa "Zvezda". Los contenedores abierto al entorno espacial circundante, contenía organismos terrestres primitivos como musgos, líquenes hongos bacterias arqueas ('bacterias primigenias') y algas, así como membranas celulares y pigmentos. Algunos estaban incrustados en, entre otras cosas, suelos marcianos simulados con una atmósfera artificial de Marte. El 22 de octubre de 2014, los cosmonautas Maxim Suraev y Aleksandr Samokutyayev quitaron la cubierta protectora. A partir de entonces, las muestras fueron expuestas permanentemente a las duras condiciones del espacio:un vacío con grandes variaciones de temperatura e intensa radiación ultravioleta. "Una vez más, la ISS proporcionó las condiciones ideales para un experimento que solo podría llevarse a cabo en condiciones espaciales, "explicó de Vera.

El 3 de febrero de 2016, la cubierta fue colocada nuevamente en el contenedor por los cosmonautas Yuri Malenchenko y Sergei Volkov durante una tercera caminata espacial, y las muestras fueron devueltas a la estación espacial. El 18 de junio de 2016, fueron devueltos a la Tierra con el astronauta de la ESA Tim Peake a bordo de una nave espacial Soyuz. Después, el experimento se transfirió de Baikonur (Kazajstán) al sitio del DLR en Colonia, y científicos de BIOMEX de 30 instituciones de investigación en 12 países de tres continentes examinaron las muestras individuales. Del 27 al 29 de marzo de 2019, DLR en Berlín presentará el informe final de BIOMEX con todos los resultados en una conferencia científica. Hasta la fecha, Se han publicado 42 artículos revisados ​​por pares en revistas especializadas. La revista de renombre Astrobiología dedicó un número especial a BIOMEX en febrero (Vol. 19, Número 2, 2019).

Nuevos sensores podrían descubrir los productos metabólicos de los organismos

Los instrumentos de futuras misiones a la superficie marciana podrían medir los productos metabólicos o los componentes celulares producidos por microorganismos como las arqueas. Esto representa el logro de otro objetivo del experimento BIOMEX. El DLR Institute of Optical Sensor Systems, con sede en Berlín, en colaboración con el Instituto de Investigaciones Planetarias, utiliza métodos de detección que no requieren preparación de muestras para identificar los materiales mencionados anteriormente. Uno de estos métodos es la espectroscopia Raman. "Con espectroscopía Raman, podemos examinar muestras en la superficie marciana de un rover de forma no destructiva y sin tener que hacer contacto con ellas, "explica Ute Böttger del DLR Institute of Optical Sensor Systems". Rayos láser (de alta energía, luz concentrada) hacen que las moléculas vibren. Las diferentes moléculas tienen diferentes patrones vibratorios que pueden usarse como una huella dactilar distintiva para identificar moléculas y estructuras cristalinas ".

Los resultados de BIOMEX no son solo un paso adelante en la búsqueda de vida en Marte. También sirven para definir 'biofirmas' en el espacio y ampliar los cimientos de una base de datos que sirva como base para la búsqueda de vida en el sistema solar. Misiones futuras, como la misión ExoMars planificada por la Agencia Espacial Europea (ESA) para 2020, se beneficiará significativamente de estos datos. Serán una ayuda importante en la identificación y clasificación de señales observadas por ExoMars 2020, o los obtenidos por naves espaciales de otros cuerpos celestes. Por ejemplo, Se han detectado rastros de metano en las fuentes heladas de Encelado, la luna de Saturno. Aquí, así como bajo las heladas costras de las lunas de Júpiter Europa y Ganímedes, Es probable que haya cantidades considerables de agua en las que los primitivos, Es posible que se hayan originado organismos unicelulares.

El experimento BIOMEX

BIOMEX fue uno de los cuatro experimentos de EXPOSE-R2 (la R significa la versión rusa de la plataforma de exposición, el 2 para el segundo experimento de este tipo). Los otros fueron el JEFE, Experimentos de PSS e IBMP. BIOMEX fue realizado conjuntamente por la ESA y la agencia espacial rusa Roscosmos. "La ISS ofrecía las condiciones ideales para un experimento que se iba a realizar en condiciones espaciales, ", señaló de Vera. En paralelo al experimento BIOMEX en su órbita de 400 kilómetros de altura, se llevaron a cabo experimentos seleccionados, utilizando configuraciones experimentales idénticas a las del espacio, en la cámara de simulación de Marte en el Instituto DLR de Investigación Planetaria y en una cámara de simulación espacial en el Instituto DLR de Medicina Aeroespacial en Colonia. Por lo tanto, Se crearon 'muestras de control' para el experimento y su evaluación científica.

BIOMEX, el 'Experimento de Marte y Biología' de la ESA / Roscosmos, se llevó a cabo en la ISS entre 2014 y 2016. El experimento fue coordinado y dirigido por el DLR Institute of Planetary Research. También participaron los Institutos DLR de Medicina Aeroespacial y Sistemas de Sensores Ópticos. En Alemania, el Instituto Robert Koch, la Universidad Técnica y el Museo de Historia Natural de Berlín, la Universidad de Ciencias Aplicadas en Wildau, el Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología, el Centro Alemán de Investigación GFZ para Geociencias en Potsdam y la Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf también participaron en la implementación y evaluación.