Peu d'endroits sont aussi hostiles à la vie que le désert d'Atacama au Chili. C'est le désert non polaire le plus sec de la Terre, et seuls les microbes les plus résistants y survivent. Son paysage rocheux est resté intact pendant des éons, exposés à des températures extrêmes et au rayonnement solaire.

Si vous pouvez trouver la vie ici, vous pourrez peut-être le trouver dans un environnement encore plus difficile, comme la surface de Mars. C'est pourquoi une équipe de chercheurs de la NASA et de plusieurs universités a visité l'Atacama en février. Ils ont passé 10 jours à tester des appareils qui pourraient un jour être utilisés pour rechercher des signes de vie sur d'autres mondes. Ce groupe comprenait une équipe du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, travaillant sur un laboratoire de chimie portable appelé Chemical Laptop.

Avec juste un petit échantillon d'eau, l'ordinateur portable peut vérifier les acides aminés, les molécules organiques qui sont répandues dans notre système solaire et considérées comme les éléments constitutifs de toute vie telle que nous la connaissons. Les techniques d'analyse à base de liquide se sont avérées être des ordres de grandeur plus sensibles que les méthodes à base de gaz pour les mêmes types d'échantillons. Mais quand vous récupérez un échantillon de Mars, les acides aminés que vous recherchez seront piégés à l'intérieur ou liés chimiquement aux minéraux.

Pour briser ces liens, JPL a conçu une autre technologie, un extracteur d'eau sous-critique qui servirait de "front end" pour l'ordinateur portable. Cet extracteur utilise de l'eau pour libérer les acides aminés d'un échantillon de sol, les laissant prêts à être analysés par le Chemical Laptop.

"Ces deux technologies fonctionnent ensemble pour que nous puissions rechercher des biosignatures dans des échantillons solides sur des mondes rocheux ou glacés, " a déclaré Peter Willis de JPL, le chercheur principal du projet. "L'Atacama a servi de terrain d'essai pour voir comment cette technologie fonctionnerait sur une planète aride comme Mars."

Pour retrouver la vie, il suffit d'ajouter de l'eau

L'équipe de Willis a revisité un site d'Atacama où il s'est rendu pour la première fois en 2005. À cette époque, l'extracteur qu'il utilisait était à commande manuelle; en février, l'équipe a utilisé un extracteur automatisé conçu par Florian Kehl, chercheur postdoctoral au JPL.

L'extracteur ingère des échantillons de sol et de régolithe et les mélange avec de l'eau. Puis, il soumet les échantillons à une pression et une température élevées pour éliminer les matières organiques.

"A haute température, l'eau a la capacité de dissoudre les composés organiques du sol, " dit Kehl. " Pensez à un sachet de thé :dans de l'eau froide, il ne se passe pas grand chose. Mais lorsque vous ajoutez de l'eau chaude, le thé libère tout un bouquet de molécules qui donne à l'eau une saveur particulière, couleur et odeur."

Pour éliminer les acides aminés de ces minéraux, l'eau doit devenir beaucoup plus chaude que votre tasse de thé ordinaire :Kehl a déclaré que l'extracteur est actuellement capable d'atteindre des températures aussi élevées que 392 degrés Fahrenheit (200 degrés Celsius).

Des échantillons liquides seraient plus facilement disponibles sur des mondes océaniques comme la lune Europa de Jupiter, a dit Kehl. Là, l'extracteur peut encore être nécessaire, car les acides aminés pourraient être liés aux minéraux mélangés à la glace. Ils peuvent également être présents dans le cadre de molécules plus grosses, que l'extracteur pourrait briser en blocs de construction plus petits avant de les analyser avec le Chemical Laptop. Une fois que l'extracteur a préparé ses échantillons, l'ordinateur portable peut faire son travail.

Tricordeur de la NASA

Le Chemical Laptop vérifie les échantillons liquides pour un ensemble de 17 acides aminés, ce que l'équipe appelle "la signature 17". En regardant les types, quantités et géométries de ces acides aminés dans un échantillon, il est possible d'inférer la présence de la vie.

"Toutes ces molécules 'comme' d'être dans l'eau, " a déclaré Fernanda Mora de JPL, scientifique principal du Chemical Laptop. "Ils se dissolvent dans l'eau et ne s'évaporent pas facilement, ils sont donc beaucoup plus faciles à détecter dans l'eau."

L'ordinateur portable mélange des échantillons liquides avec un colorant fluorescent, qui se fixe sur les acides aminés et permet de les détecter lorsqu'il est éclairé par un laser.

Puis, l'échantillon est injecté sur une puce de séparation. Une tension est appliquée entre les deux extrémités du canal, provoquant le déplacement des acides aminés à des vitesses différentes vers la fin, où le laser brille. Les acides aminés peuvent être identifiés par la vitesse à laquelle ils se déplacent dans le canal. Lorsque les molécules passent à travers le laser, ils émettent de la lumière qui est utilisée pour quantifier la quantité de chaque acide aminé présente.

"L'idée est d'automatiser et de miniaturiser toutes les étapes que vous feriez manuellement dans un laboratoire de chimie sur Terre, " dit Mora. " De cette façon, nous pouvons faire les mêmes analyses sur un autre monde simplement en envoyant des commandes avec un ordinateur."

L'objectif à court terme est d'intégrer l'extracteur et le Chemical Laptop en un seul, appareil automatisé. Il serait testé lors de futures campagnes de terrain dans le désert d'Atacama avec une équipe de chercheurs dirigée par Brian Glass du centre de recherche Ames de la NASA à Mountain View, Californie.

"Ce sont quelques-uns des échantillons les plus difficiles à analyser que vous puissiez obtenir sur la planète, " Mora a dit du travail de l'équipe dans l'Atacama. Elle a ajouté qu'à l'avenir, l'équipe veut tester cette technologie dans des environnements glacés comme l'Antarctique. Ceux-ci pourraient servir d'analogues à Europe et à d'autres mondes océaniques, où les échantillons liquides seraient plus facilement abondants.