OBJETIVOS
Objetivos generales

El principal objetivo del proyecto es realizar la coexistencia de líquidos en vacío. Pensamos en las capas más altas de la atmósfera terrestre y en las regiones polares de Marte. En ambos casos la presión relativa es de pocos mbar y la temperatura es muy baja. En estas condiciones es posible la coexistencia de agua en estado sólido (hielo) y líquido.

El segundo objetivo, que es consecuencia directa del principal, es estudiar la supervivencia de material orgánico comprendiendo el comportamiento y evolución de tapetes microbianos de ambientes extremófilos (ejemplo Antártida). Se busca entender que procesos hay entre la vida y la supervivencia en un medio tan extremo; como en las capas más altas de la atmósfera de la Tierra y en la superficie de Marte; encontrando las mejores condiciones para que esto se produzca en los polos de Marte.

Objetivos específicos

Los estudios para comprender cómo se comportarían los tapetes de cianobacterias en condiciones similares a las de los polos en Marte,  hacen que sea necesario trabajar con sistemas de simulación que permitan mantener un valor constante de humedad relativa en condiciones de baja presión y temperatura relativamente alta. Controlar todas las variables en el rango donde se puede mantener procesos metabólicos, como la fotosíntesis, no es sencillo. La temperatura en la superficie de una muestra, la temperatura ambiental, la presión y la composición de los gases, así como la humedad relativa, hacen necesario un sistema completo de monitorización de todas las variables y de actuación sobre las mismas.

Los objetivos específicos del sistema de simulación son dotar a la cámara MARTE de los siguientes sistemas de control:

  • Sistema de control de presión dinámico: Se debe regular el flujo de entrada y salida de gas (atmósfera de Marte) para mantener la presión constante mediante la utilización de una válvula de control de flujo. Además, el sistema de medida de presión debe de ser independiente del tipo de gas a medir y debe de estar compensado en temperatura.
  • Sistema de control de la temperatura superficial: Es importante ajustarse a las curvas que determinan la presión de vapor del agua a distintas presiones. La temperatura en la superficie a mantener con altos niveles de humedad relativa debe ser monitorizada. La temperatura en la superficie de la muestra (<10ºC) deberá ser conseguida sin alterar la temperatura de congelación de los gases de la atmósfera, siendo lo más homogénea posible para alcanzar la temperatura de consigna.
  • Sistema de control de humedad relativa y temperatura ambiental: La humedad relativa esta compensada por el valor de la temperatura ambiental y puede variar en función del tipo de gas balance que se encuentre en la atmósfera. Es necesario la utilización de una válvula de pulsos que permita actuar directamente sobre la superficie de la muestra manteniéndola húmeda. Esta válvula de pulsos inyectara agua en estado líquido. La duración de los pulsos dependerá de la presión, la temperatura y de la humedad relativa.

El sistema electromecánico medirá todas las variables e integrara el tiempo de respuesta sobre la actuación de la válvula de presión, el controlador de temperatura del portamuestras y sobre la válvula de pulsos para inyectar agua directamente sobre la superficie de la muestra. Únicamente con este sistema actuando de forma conjunta se podrá mantener una muestra liquida en condiciones de baja presión (<22mbar) y alta temperatura (<10ºC), para poder efectuar estudios físico-químicos sobre muestras en ambientes extremos.

Actualmente hay sistemas comerciales que actúan sobre dos de estas variables. En sistemas de presión atmosférica actúan sobre la temperatura y la humedad relativa; pero en vacío y al trabajar con líquidos necesitamos desarrollar un control de las variables de manera diferente. No hay desarrollados sensores comerciales de humedad relativa para estos usos en cámaras de simulación planetaria.

Para conseguir éxito en el proyecto, debemos de actuar y desarrollar lo siguiente:

  • Sensor de temperatura ambiental y humedad relativa en vacío. Desarrollo hardware.
  • Sensor de agua líquida sobre el tapete microbiano. Medida directa de la conductividad eléctrica del tapete microbiano.
  • Sistema de control de pulsos de líquido/vapor de agua, en función de la humedad relativa. Desarrollo software.
  • Sistema de control de pulsos integrando sobre todas las variables ambientales (P, T, Hr). Desarrollo software y hardware.
  • Monitorización de todas las variables. Desarrollo software.
El proyecto WLOM (Water Liquid On Mars) es un proyecto del plan nacional de investigación del MINECO con financiación desde el 30-12-2016 hasta el 29-09-2020. Código de proyecto: FIS2016-77578-R