Laboratorio di Astrobiologia del INAF

Laboratorio di Astrobiologia del INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze

Referente:  John Robert Brucato

Partecipazione scientifica alla missione NASA - OSIRIS_Rex

Il nostro gruppo partecipa alla missione OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretations, Resource Identification, Security - Regolith EXplorer) lanciata con successo l’8 settembre 2016. Gli obiettivi della missione sono riportare a terra ed analizzare un campione di regolite primitivo ricco di carbonio, proveniente dall’asteroide 1999 RQ36 (Bennu), in quantità sufficiente per lo studio della natura, storia e distribuzione dei minerali e del materiale organico di cui è composto. L’arrivo di OSIRIS-REx all’asteroide Bennu è previsto nell’agosto 2018. In questo momento siamo occupati nella caratterizzazione spettroscopica del asteroide con gli strumenti scientifici di bordo. Nel luglio 2020 verrà prelevato il campione dalla superficie di Bennu che sarà, quindi, riportato a terra nel settembre 2023 per le analisi dettagliate in laboratorio. Attraverso lo studio in laboratorio, sarà possibile capire quali composti organici sono stati trasportati dagli asteroidi sulla Terra nelle sue prime fasi evolutive, quindi comprendere quale è stato il contributo che l’apporto di materia extraterrestre ha dato alla nascita della vita sulla Terra.

Partecipazione scientifica alla missione Exo-Mars

Nel 2020 verrà lanciata verso Marte il rover dell’ESA ExoMars realizzato con l’obiettivo principale di accedere al sottosuolo per prelevare da una profondità massima di 2 metri campioni da analizzare a bordo del rover attraverso un sofisticato laboratorio analitico. Nello specifico, la missione ha il compito di indagare le tracce di vita passata e presente su Marte e la caratterizzazione geochimica del pianeta. Il nostro gruppo partecipa allo strumento MOMA (Mars Organics Molecule Analyser). Lo strumento MOMA è composto da tre sotto sistemi: Gas cromatografo-spettrometro di massa per pirolisi, gas cromatografo-spettrometro di massa per derivatizzazione e un laser desorption spettrometro di massa (LDI). Lo spettrometro di massa misurerà masse comprese tra 50-1000 Da. MOMA è stato progettato per analizzare il contenuto di molecole organiche complesse presenti nel campione prelevato dal sottosuolo marziano dal trapano.  L’ESA ha assegnato all’industria italiana, e in particolare a Thales Alenia Space Italia la leadership principale della missione ExoMars, oltre alla responsabilità complessiva di sistema di tutti gli elementi.

Realizzazione di AstroBiology CubeSat

ABCS (AstroBio CubeSat) riguarda la progettazione, realizzazione, test ed operazione di un cubesat con una nuova piattaforma analitica multi-parametrica basata su tecnologie innovative lab-on-chip. In particolare, il progetto propone l’utilizzo combinato di una matrice di micro sensori, posti direttamente sullo stesso substrato lab-on-chip nel quale è realizzata una rete microfluidica in grado di fornire una piattaforma analitica multi-parametrica altamente integrata per l’implementazione di test immunologici che sfruttano come sistema di rivelazione la tecnica della chemiluminescenza attraverso la tecnica del lateral flow assay. ABSC verrà lanciato a giugno 2020 dalla base di lancio europea di Korou in Guiana Francese. La convalida in orbita della tecnologia proposta rappresenta un importante passo avanti per l'esecuzione autonoma di esperimenti bioanalitici nello spazio, per la rivelazione di biomarcatori con applicazioni nell'esplorazione planetaria, ma anche per l'assistenza sanitaria degli astronauti in orbita e il monitoraggio ambientale della stazione spaziale

Scientific participation in the NASA mission - OSIRIS_Rex

Our group participates in the OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretations, Resource Identification, Security - Regolith EXplorer) mission successfully launched on 8 September 2016. The objectives of the mission are to bring back to earth and analyze a sample of carbon-rich primitive regolith , coming from the asteroid 1999 RQ36 (Bennu), in sufficient quantities to study the nature, history and distribution of the minerals and organic material of which it is composed. The arrival of OSIRIS-REx at the asteroid Bennu was in August 2018. At the time we were busy in the spectroscopic characterization of the asteroid with the scientific instruments on board. In July 2020 the sample was taken from the surface of Bennu which will then be brought back to the ground in September 2023 for detailed analysis in the laboratory. Through the study in the laboratory, it will be possible to understand which organic compounds were transported by asteroids to the Earth in its early evolutionary stages, thus understanding what was the contribution that the contribution of extraterrestrial matter has given to the birth of life on Earth.

Scientific participation in the Exo-Mars mission

In 2020, the ESA ExoMars rover will be launched towards Mars, built with the main objective of accessing the subsoil to take samples from a maximum depth of 2 meters to be analyzed on board the rover through a sophisticated analytical laboratory. Specifically, the mission has the task of investigating the traces of past and present life on Mars and the geochemical characterization of the planet. Our group participates in the MOMA (Mars Organics Molecule Analyzer) tool. The MOMA instrument is composed of three subsystems: Gas Chromatograph-Mass Spectrometer for Pyrolysis, Gas Chromatograph-Mass Spectrometer for Derivatization, and a Laser Desorption Mass Spectrometer (LDI). The mass spectrometer will measure masses between 50-1000 Da. MOMA was designed to analyze the content of complex organic molecules present in the sample taken from the Martian subsurface by the drill. ESA has assigned Italian industry, and in particular Thales Alenia Space Italia, the main leadership of the ExoMars mission, in addition to overall system responsibility for all elements.

Realization of AstroBiology CubeSat

ABCS (AstroBio CubeSat) concerns the design, construction, testing and operation of a cubesat with a new multi-parameter analytical platform based on innovative lab-on-chip technologies. In particular, the project proposes the combined use of an array of micro sensors, placed directly on the same lab-on-chip substrate in which a microfluidic network capable of providing a highly integrated multi-parametric analytical platform for the implementation of immunological tests that exploit the chemiluminescence technique as a detection system through the lateral flow assay technique. ABSC was launched in June 2020 from the European launch base at Korou in French Guiana. The in-orbit validation of the proposed technology represents a major step forward for the autonomous execution of bioanalytical experiments in space, for the detection of biomarkers with applications in planetary exploration, but also for in-orbit astronaut health care and environmental monitoring of the space station.