Resume (Jun. 05, 2007): Las investigaciones han demostrado que las temperaturas superficiales del lado visible de la Luna pueden proporcionar un registro certero de información sobre el clima terrestre. En consecuencia, el monitoreo de las estaciones en la Luna podrían algún día ayudarnos a estudiar nuestro propio planeta.

Resumen (Mayo 31, 2007): Para comprender el origen de la vida necesitamos conocer las condiciones de la Tierra primitiva, pero el registro rocoso de los primeros 700 millones de años de la historia terrestre ha desaparecido. De la edición europea de Astrobiology Magazine tomamos una historia sobre las técnicas que los científicos están utilizando para ver más atrás en el tiempo.

Resumen (22 de mayo de 2007): Un grupo de científicos ha comenzado la etapa final de una misión de cinco años de duración para llegar al fondo del pozo más profundo conocido. La misión podría suponer un paso importante para el desarrollo de misiones de búsqueda de vida en el océano líquido bajo la superficie helada de Europa, una luna de Júpiter.

Resumen: Nuevas investigaciones sobre la estabilidad de la locomoción pueden ayudar al diseño de trajes espaciales con mayor movilidad, para los astronautas de las futuras misiones de exploración a Marte y a la Luna.

Resumen: Algunos astrónomos han concluido que la inminente misión de la NASA SIM Planet Quest será capaz de buscar planetas de tipo Tierra a 16 años luz de distancia. SIM PlanetQuest podría ser seguida por la misión Terrestial Planet Finder, que será suficientemente potente para ver planetas distantes y buscar en ellos signos de vida.

Resumen (14 de mayo de 2007): Los sistemas espaciales convencionales de generación de energía se basan en el efecto fotovoltaico, baterías, células de combustible y generadores térmicos de radioisótopos. ¿Están listas las tecnologías espaciales para aprovechar los mecanismos biológicos como fuente de energía?





De David Tenenbaum

Los sistemas tradicionales para la generación de electricidad en el espacio dependen sobre todo del equipamiento: sistemas fotovoltaicos (paneles solares), células de combustible de hidrógeno, generadores térmicos de radioisótopos. Pero en una reunión del Instituto de conceptos avanzados de la NASA (NASA Institute for Advanced Concepts, NIAC) el otoño pasado, Matthew Silver, un ingeniero de sistemas espaciales que dirige los laboratorios IntAct en Cambridge, Massachusetts, presentó ideas radicales sobre la utilización de sistemas biológicos en una nueva generación de fuentes de energía. Los dispositivos propuestos producirían electrones utilizando microbios que iven en el barro, o proteínas nativas del oído humano o bacterias fotosintéticas.

Esquema de una célula de combustible microbiana. Los microbios delcompartimento del ánodo metabolizan el combustible orgánico (en estecaso glucosa) y liberan electrones, iones y CO2. En el compartimento delcátodo los electrones se combinan con iones y oxígeno, formando agua ycerrando el circuito. Crédito: IntAct Labs [texto de la imagen]Glucose: Glucosa; Microbes: Microbios; Anode: ánodo; Cathode: cátodo; Selective membrane: membrana selectiva

En teoría los sistemas biológicos de generación de energía ofrecen ciertas ventajas. Los sistemas existentes, basados en procesos químicos y físicos son difíciles y costosos de fabricar, y difíciles de modificar una vez fabricados. Los sistemas biológicos podrían ofrecer una elevada relación potencia-peso, un almacenamiento sencillo del combustible y muchos de ellos generan subproductos útiles, como oxígeno molecular.

Pero resultan especialmente prometedores porque podrían ser'cultivados' en el espacio según las necesidades. Dos áreas prometedoras de la bioenergía son las células de combustible microbianas, que se basan en microbios que liberan electrones durante su proceso de metabolismo, y aparatos que convierten energía cinética o radiación directamente en energía eléctrica.

Este último concepto, denominado 'piel energética' (powerskin) por los laboratorios IntAct, consistiría en una fina película compuesta de proteínas biológicas que responden al movimiento o a la luz. 'Las proteínas responsables de la audición y la vista tienen interesantes propiedades eléctricas', dice Silver.

En el oído interno, la proteína prestina desempeña un papel clave en la conversión de las vibraciones en las señales eléctricas que se envían al cerebro, observa Silver. Estas proteínas podrían usarse 'para transformar vibraciones en carga', dice, y 'recolectar energía' de losl eves vientos y vibraciones en Marte (o incluso del movimiento de un astronauta) para alimentar sensores u otros dispositivos remotos. 'La idea es que podría proporcionar energía a sensores que no necesitarían cableado, de modo que sería posible generar electricidad donde se necesita en aplicaciones que no deben ser muy pesadas'.

Powerskin podría llegar a ser también el núcleo de un sensor de vibraciones. 'Puesto que la prestina convierte cambios mecánicos en electricidad, existe la posibilidad de lograr apreciar la vibración con una gran sensibilidad', dice Silver.

Otra utilidad de Powerskin podría basarse en proteínas tales como las rodopsinas, que responden a la luz. Las rodospinas son producidas por cianobacterias y son muy similares a las moléculas que responden a la luz en la retina de los mamíferos. (Las plantas realizan una forma más compleja de fotosíntesis que sería más difícil de replicar, añade, aunque se ha empezado a investigar). 'Se ha investigado mucho sobre la rodospina, que organismos simples, como las cianobacterias usan para su actividad lumínica', dice Silver. Los investigadores han alterado genéticamente varios tipos de microbios, incluyendo levaduras, para que expresen rodospinas.

Si una película generadora de electricidad fuese suficientemente barata, se podría emplear para recubrir los habitáculos espaciales.

Dibujo conceptual de una base en Marte basada en bio-energía. Se puede ver un invernadero, células de combustible microbianas, y compartimentos para cultivo de algas. Imagen de Chris Lund. Crédito: IntAct Labs

Los laboratorios IntAct también presentaron ideas de células de combustible microbianas que albergarían bacterias anaerobias que al digerir materia orgánica liberan electrones, dando lugar a una corriente eléctrica.

El mayor interés se centra en el género Geobacter, un organismo anaeróbico descubierto en sedimentos en 1987 por Derek Lovely, de la Universidad de Massachusetts. Para producir energía, el Geobacter oxida materia orgánica, transfiriendo durante el proceso electrones a partículas de óxido de hierro en el suelo o el lodo circundantes. En una célula de combustible, un electrodo de grafito sustituiría al óxido de hierro como receptor de electrones. Puesto que el Geobacter y otros organismos emparentados con él pueden crear una corriente eléctrica directamente hacia el electrodo, Lovely los denomina 'electricígenos' (electricigens).

Basar una célula de combustible en microbios ofrece numerosas ventajas teóricas respecto a células de combustible de hidrógeno o metano, dice Lovely. 'No es necesario un catalizador, y los catalizadores son normalmente caros, y se estropean con facilidad'. Una segunda ventaja proviene de la propia naturaleza lodosa del combustible. 'El combustible no necesita estar limpio', dice Lovely. 'De hecho, puede estar compuesto de suciedad o productos de deshecho'.

Tal como Silver lo ve, una célula de combustible microbiana podría digerir los deshechos humanos y otra basura orgánica durante un viaje a Marte. El taller de procesamiento de residuos y recuperación de recursos (Waste Processing and Resource Recovery Workshop) estimó que una tripulación de seis produciría, siguiendo una dieta baja en hidratos de carbono, 10,55 kilogramos de residuos orgánicos al día durante un viaje a Marte. Tal cantidad de residuos, calcula Silver, podría producir hasta alrededor de 1 kilowatio de potencia constante en una célula de combustible microbiana. La NASA ha estimado que los sistemas de soporte vital en una nave de este tipo precisaría aproximadamente 1 kilowatio por persona durante un viaje a Marte.

El dióxido de carbono producido por la oxidación bacteriana de los residuos orgánicos podría utilizarse para cultivar algas en cámaras aisladas, obteniendo oxígeno molecular como subproducto. Las algas podrían usarse también para alimentar la célula de combustible, produciendo más electricidad. Un proceso similar podría servir para generar electricidad en Marte, sugiere Silver.

Las cianobacterias fueron los primeros microbios que produjeron oxígeno mediante fotosíntesis, y aún desempeñan un papel en la interacción de la vida con el entorno terrestre hoy en día. Crédito: UC Berkeley

Mientras que los prototipos de célula de combustible microbiana han usado una única cepa del microbio, la utilización de múltiples organismos podría incrementar la potencia de salida, especialmente si se parte de residuos orgánicos. 'Presentamos al NIAC el hecho de que diferentes bacterias metabolizan diferentes sustancias', dice Silver. 'Una célula de combustible microbiana podría utilizar cámaras en cascada', en la que la salida de una célula alimenta a la siguiente. Por ejemplo, cuando las bacterias del género Clostridium metabolizan el azúcar, no utilizan toda la energía disponible en él. El Geobacter, sin embargo, puede metabolizar algunos de los productos de deshecho de algunos Clostridium, sugiere Silver. Aún mejor, añade, mediante ingeniería genética, 'podría diseñarse un nuevo organismo capaz de digerir un abanico más amplio de sustancias'.

La utilización de material orgánico como combustible lleva a otra de las ventajas de las células de combustible microbianas para la exploración espacial: la materia orgánica es fácil de almacenar. Mientras que la electricidad de los paneles fotovoltaicos debe almacenarse en baterías masivas o algún otro complicado sistema de almacenamiento, los requisitos para el almacenamiento de unidades de energía bacteriana serían mínimos, ya que se podría alimentar a los microbios para generar electricidad según la necesidad.

Otra posible ventaja de los sistemas de energía biológicos es su potencial de fabricación 'casera'. Las complejas transformaciones de materiales necesarias para la fabricación de sistemas de energía podrían ser llevadas a cabo por microorganismos, que no requerirían los complicados procesos industriales empleados en la fabricacón de paneles solares. Incluso se podrían cultivar, en lugar de fabricar, los polímeros usados para encapsular algunos de los elementos, sugiere Silver.

Silver dice: 'si lo diseñas correctamente, puedes imaginar ser capaz de fabricar tu propia tecnología en la superficie de la Luna o de Marte. Imaginar mirar a los sistemas de energía no como algo extremadamente valioso, sino como algo que se puede hacer crecer según se necesite'.

Resumen: Por primera vez, los astrónomos han creado un mapa rudimentario de un planeta orbitando a una distante estrella parecida al Sol, empleando una técnica que podría algún día permitir cartografiar mundos semejantes a la Tierra.

Resumen: La nave espacial New Horizons ha recolectado nuevos datos en el sistema de Júpiter, generando nuevas imágenes de la gigantesca atmósfera del planeta, sus anillos, lunas y magnetosfera. Los datos incluyen imágenes de la superficie de Europa, las cuales podrían ayudar a los científicos a determinar el grueso de la capa de hielo que cubre el océano global de la luna.

Resumen:: Un nuevo robot llamada Domo podría ser el siguiente paso en la inteligencia artificial. El robot es capaz de analizar el medio ambiente y manipular objetos de manera similar a la que lo hacen los humanos. Estas habilidades podrían algún día ayudar a los robots a explorar planetas lejanos y realizar complicados estudios científicos.

Resumen (30 de abril de 2007): Las cuevas subterráneas podrían resultar sitios ideales para alojar a los futuros exploradores espaciales humanos en Marte. Pero primero, alguien tiene que encontrarlas. Jut Wynne está intentando idear cómo hacerlo.

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Resumen (Abr. 28, 2007): El estudio de nuestros vecinos solares, Marte y Venus, puede proporcionar a los científicos climatólogos conocimientos valiosos sobre la forma en que las catástrofes climáticas afectan a los planetas. El conocimiento que los científicos están adquiriendo con las misiones actuales como Mars Express y Venus Express puede ayudarnos a comprender el futuro de la vida sobre nuestro planeta.

Resumen (27 de abril de 2007): Una sonda robótica diseñada para levantar el mapa geoquímico y biológico de un lago helado en la Antártida podría algún día ayudar a los astrobiólogos a buscar vida en mundos de hielo como Europa.

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Resumen (24 abril 2007): Los agujeros negros a menudo son descritos como los mayores destructores, sin embargo los gases calientes que escapan de su atracción podrían ser una fuente de elementos químicos importantes para la vida.

Resumen(Abr. 23, 2007): Si el calentamiento global se sale de control, ¿podrían 16 billones de pequeños discos reflejar suficiente luz solar como para enfriar el planeta? El astrónomo Roger Angel propone averiguarlo.

Resumen (18 de abril de 2007): Un grupo de ingenieros está diseñando una nueva familia de exploradores planetarios: dispositivos diminutos, con formas que se pueden modificar, que pueden ser transportados por el viento como partículas de polvo, pero que también pueden comunicarse, volar en formación y tomar mediciones científicas. El “polvo inteligente” (smart dust) podría algún día proporcionar un método único de estudio de localizaciones interesantes para la astrobiología como Marte y Venus.

Resumen: (17 de abril de 2007) Todos los meses la luna atraviesa el campo magnético de la Tierra y, al hacerlo, se carga con electricidad estática. Un nuevo modelo sugiere que este proceso de carga podría incrementarse después del año 2012, lo cual podría tener consecuencias para las misiones lunares tripuladas que se están planificando para el entorno de 2020.

Resumen(Abr. 16, 2007): En esta revisión del libro “Los científicos debaten sobre Gaia”, Charley Lineweaver discute qué es lo que la astrobiología y la hipótesis de Gaia tienen en común. Ambas están intentando reconocer nuevas formas de vida por medio de buscar conexiones universales entre clases diferentes de sistemas.

Resumen (13 abril 2007): La Venus Express ha pasado ya un año recogiendo datos de Venus, uno de los planetas más misteriosos del Sistema Solar. La nave estudia aspectos de la compleja atmósfera de Venus y busca actividad volcánica en la superficie del planeta.





Basado en una nota de prensa de la ESA

Estas dos imágenes del polo sur de Venus, fueron tomadas por la Mariner 10 de la NASA (durante una aproximación a Venus en su viaje a Mercurio) y por las misiones Pioneer Venus, durante principio de los setenta y los ochenta respectivamente. Las imágenes permitieron vislumbrar por primera vez el comportamiento de las tormentas atmosféricas en el polo sur del planeta. Crédito: NASA

Ha pasado ya un año desde el 11 de abril de 2006, cuando la Venus Express, primera misión a Venus y única nave actualmente en órbita alrededor del planeta, alcanzó su destino. Desde entonces, esta avanzada sonda, creada para explorar uno de los planetas más misteriosos del Sistema Solar, ha revelado detalles nunca antes vistos.

Frecuentemente visitada por sondas rusas y norteamericanas desde los sesenta hasta principios de los noventa, Venus ha supuesto un misterioso objetivo de observación para científicos de todo el mundo. La Venus Express, diseñada y construida en tiempo récord por la ESA, fue concebida con el propósito de estudiar Venus, que no era visitado desde 1994, de la manera más amplia y sistemática jamás realizada, para rendir un tributo largamente debido al un planeta tan interesante y enigmático.

Utilizando la más avanzada instrumentación, la Venus Express afronta el estudio de Venus a una escala global. La sonda espacial está recogiendo información acerca de la activa y nociva atmósfera de Venus, incluyendo sus nubes y los vientos de alta velocidad, y su interacción con el viento solar y el ambiente interplanetario, tal y como se pueden ver en este vídeo grabado con la cámara VMC de abordo. Finalmente, aunque no menos importante, busca signos de actividad volcánica en la superficie.

“Durante un año de observaciones, ya hemos recogido una enorme cantidad de datos, que es lo que necesitamos exactamente para desvelar los secretos de una atmósfera tan compleja como la de Venus”, declara Håkan Svedhem, Director Científico de la Venus Express en la ESA. “Su análisis supone un enorme esfuerzo para todos los equipos científicos, que queda compensado con creces por los resultados”.

Doble vórtice en el polo sur de Venus. Crédito: ESA/VIRTIS/ INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA

Las fantásticas imágenes globales del vórtice de dos ojos captadas por primera vez en el polo sur de Venus, los primeros grupos de datos tridimensionales de la estructura y dinámica de las nubes de ácido sulfúrico que rodean el planeta con una gruesa cortina y los mapas de temperaturas de la superficie y de la atmósfera a distintas altitudes, son sólo algunos de los resultados obtenidos hasta el momento.

“Siguiendo al ritmo actual, y en función de lo que hemos vista hasta ahora, no hay duda de que la Venus Express nos permitirá una mejor comprensión global de este planeta”, añade Svedhem. “De esto no sólo se beneficiará la ciencia planetaria en general, sino que la comprensión de Venus, su clima y la dinámica de su atmósfera, proporcionarán un mejor entendimiento de los mecanismos que actúan en la evolución del clima a largo plazo en nuestro propio planeta.

Hay disponibles, nuevos datos de infrarrojo sobre el resplandor del oxígeno de Venus, un fenómeno detectable en el lado nocturno, que hace que el planeta brille como una linterna espacial.

“El brillo del oxígeno fue descubierto gracias a observaciones terrestres, y fue también observado por otras misiones a Venus como la nave espacial rusa Venera y el orbitador norteamericano Pioneer Venus”, afirma Pierre Drossart, Codirector de Investigación del instrumento VIRTIS de la Venus Express. “Sin embargo, la vista global y detallada que tenemos gracias a la Venus Express realmente no tiene precedentes”.

Esta imagen en falso color muestra el brillo del oxígeno (azul) en la atmósfera del lado nocturno de Venus. La imagen fue obtenida utilizando el Espectrómetro de Imágenes Térmicas de Infrarrojo y Visible (VIRTIS) a bordo de la Venus Express Crédito: ESA/VIRTIS/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA

Esta fluorescencia se produce cuando los átomos de oxígeno libres, presentes en la atmósfera, se “recombinan” en oxígeno molecular (O2), emitiendo luz. ¿De dónde viene este oxígeno?

“El oxígeno es un elemento muy raro en la atmósfera de Venus”, continua Drossart. En las capas altas de la atmósfera del lado iluminado de Venus, el fuerte flujo de radiación ultravioleta procedente del Sol “rompe” las moléculas de dióxido de carbono (CO2) presentes en grandes cantidades en la atmósfera, liberando átomos de oxígeno. “Estos átomos son posteriormente transportados por las así llamadas circulaciones atmosféricas “sub-solar” y “anti-solar”, hacia el lado nocturno del planeta. Aquí los átomos migran de las capas altas de la atmósfera a una capa más baja denominada “mesosfera”, donde se recombinan en O2. Este proceso hace que se emita luz en unas determinadas longitudes de onda que pueden ser detectadas por sensores remotos en la Tierra o con la Venus Express”, añade Drossart.

La detección de este brillo, y la capacidad de seguir su evolución en el tiempo, es extremadamente importante por varias razones.

“En primer lugar, podemos utilizar la distribución y movimiento de estas nubes de O2 fluorescente, para entender cómo se mueven y comportan las capas atmosféricas más bajas”, afirma Giuseppe Piccioni, el otro codirector de Investigación del instrumento VIRTIS”. “En este sentido, el brillo del O2 es un buen indicador de las dinámicas atmosféricas en Venus.

“En Segundo lugar, el análisis de este fenómeno proporcionará nuevas pistas acerca de cómo funciona la química atmosférica global, una ardua tarea, y un campo aún abierto a la investigación”, añade Piccioni. “Calculando la velocidad a la que se producen estas recombinaciones químicas, en el futuro podríamos ser capaces de entender si hay mecanismos que favorecen o catalizan esta recombinación, y saber más acerca de la producción y recombinación de otros elementos y compuestos químicos en la atmósfera venusiana”.

“En tercer lugar, la observación del brillo del oxígeno también permite comprender mejor el intercambio energético global entre la mesosfera, en cuyo límite superior se sitúa el brillo de oxígeno, con la termosfera, en una capa superior influida por el Sol”.

Interpretación artística de la Venus Express en Venus. Crédito: ESA

El mecanismo para la producción del brillo de oxígeno fue descrito en 1979 por P. Connes, tras ser descubierta su emisión a través de observaciones realizadas desde la Tierra.

Algunos científicos creen que Venus y la Tierra pueden haber tenido climas similares justo después de haberse formado como planetas. Poder determinar porqué y cómo Venus se ha convertido en un lugar tan inhabitable puede ayudar a los científicos a definir las condiciones que hacen que un planeta sea habitable. Además, estudiar la atmósfera de Venus puede permitir que nos hagamos una idea de los principios que afectan al clima aquí en la Tierra.

La Venus Express fue lanzada el 9 de noviembre de 2005 desde el cosmódromo Baikonur en Kazajstán a bordo de un cohete Starsem Soyuz-Fregat. Alcanzó Venus unos cinco meses más tarde, el 11 de abril de 2006, cuando una delicada maniobra la puso en órbita alrededor del planeta. Tras un periodo transitorio en el que la nave y sus instrumentos permanecieron fuera de servicio, la Venus Express inició sus operaciones programadas el 4 de julio de 2006.