¿Hay o ha habido alguna vez algo remotamente parecido a un microscopio electrónico en el espacio?

En general, preferimos devolver las muestras a la Tierra para su análisis. Hay muchos beneficios: no es necesario llevar instrumentación a la órbita, mucho espacio de almacenamiento/tiempo/personal/equipo para el análisis, y es más fácil modificar o ampliar los experimentos. Cuando la instrumentación se lleva al espacio, normalmente es por una de las siguientes justificaciones:

• Está midiendo algo en esa ubicación en particular (por ejemplo, radiación, imágenes de la superficie de un planeta) que no se puede "recuperar".
• Es necesario para o por los astronautas (por ejemplo, biotelemetría, seguimiento de las condiciones de la cabina).
• Mide el progreso de un fenómeno a lo largo del tiempo (p. ej., crecimiento celular, peso de los astronautas).
• Una muestra sería alterada o destruida por su regreso a la Tierra (por ejemplo, experimentos con fluidos).

Skylab tenía un microscopio óptico portátil. Se utilizó para examinar el crecimiento de bacterias y hongos en el espacio, la transmisión citoplasmática en Elodea y el comportamiento de los anticuerpos en un entorno ingrávido. Se adjuntó una cámara al microscopio en algunos experimentos.

Hay referencias a microscopios en el módulo Spacelab a bordo del transbordador espacial. Sin embargo, no se dan suficientes detalles para determinar los tipos de estos instrumentos.

La Estación Espacial Internacional ha tenido una variedad de microscopios a bordo. Uno es un visor óptico bastante tradicional:

El estante Saibo (Saibo) [JAXA] es un estante multipropósito que consta de dos partes principales, el banco limpio (CB) y la instalación experimental de biología celular (CBEF). El propósito principal de Saibo Rack es apoyar el cultivo celular, el cultivo de plantas y los proyectos de ratones en una variedad de ciencias biológicas y de la vida. El CB es una guantera esterilizada equipada con un microscopio de contraste de fase. El microscopio tiene diferentes modos: campo brillante, contraste de fase y microscopio de fluorescencia, y la lente del objetivo se puede cambiar entre cuatro niveles de aumento.

Un segundo es un microscopio de fluorescencia más sofisticado:

El Sistema de Observación por Microscopio JAXA (Microscopio de Fluorescencia) [JAXA] está ubicado en el MSPR o en el área de la cabina. Es un microscopio de fluorescencia invertido, un Leica DMI 6000B. Tiene 6 lentes de objetivo diferentes, con una cámara CCD monocromática. El microscopio está equipado con una unidad de iluminación LED y puede realizar videomicroscopía de lapso de tiempo. También está equipado con un calentador de platina (hasta 40 °C) para permitir la observación de cultivos celulares. El microscopio de fluorescencia se controla y se controla de forma remota desde el suelo una vez que la tripulación a bordo coloca las muestras en él. Se ha utilizado para biología (células cultivadas y larvas de peces) y experimentos con plantas a bordo de la ISS/Kibo.

Un tercero es un microscopio óptico diseñado principalmente para observar fluidos, aunque se ha utilizado para otros fines:

Fluids Integrated Rack (FIR) [NASA] es una instalación de investigación de física de fluidos para múltiples usuarios diseñada para acomodar y obtener imágenes de una amplia variedad de experimentos de fluidos en microgravedad. [...] Un componente adicional del FIR que en sí mismo se considera una instalación multipropósito es el Módulo de microscopía de luz (LMM) [NASA], un microscopio automatizado controlado desde tierra que permite imágenes flexibles (campo brillante, campo oscuro, contraste de fase , etc.) para experimentos físicos y biológicos.

Fuente: Instalaciones de la Estación Espacial Internacional: Investigación en el espacio 2017 y más allá

Un visor confocal/3D lanzado en abril de 2018 puede ser lo más cercano a lo que está buscando:

Según la muestra, Microscopy SpaceLab también ofrece técnicas especializadas seleccionables para mejorar el contraste de la muestra o resaltar estructuras específicas utilizando polarización, contraste de interferencia diferencial (DIC) o capacidades 3D en múltiples modos de iluminación. Microscopía SpaceLab está equipado con 8 objetivos seleccionables que varían en aumento de 2X-100X, 7 longitudes de onda de excitación láser seleccionables y una matriz de filtros dicroicos y de emisión para adaptarse a una variedad de opciones de imágenes de fluorescencia. La funcionalidad confocal se implementará con óptica de iluminación láser seleccionable y un sistema estenopeico utilizando el mismo sensor de cámara científico que los otros modos operativos, manteniendo así un factor de forma compacto. Además,

En julio de 2018 se agregaron dos osciloscopios estándar adicionales:

La instalación de Microscopios NanoRacks incluye microscopios ópticos y reflectantes comerciales listos para usar. Los microscopios NanoRacks utilizan tecnología USB plug-and-play y permiten a los miembros de la tripulación analizar y transferir digitalmente imágenes de muestras en órbita de la Estación Espacial Internacional (ISS).

Todos los visores de la ISS han utilizado sensores de imágenes. Ninguno utiliza partículas cargadas. El Microscopy SpaceLab es el único endoscopio de escaneo. Aunque todos son microscopios ópticos bastante avanzados, ninguno se consideraría un microscopio electrónico.

La respuesta a esta pregunta ha cambiado hace unos días. Cygnus NG-13 trajo un microscopio electrónico de barrido del tamaño de una maleta Voxa Mochii a la ISS en febrero de 2020.

Vea también Del garaje a la estación espacial de GeekWire: el microscopio electrónico Mochii de Voxa volará alto

Tener un microscopio electrónico a bordo de la estación, y tenerlo conectado para acceso remoto para que los expertos terrestres puedan revisar los datos, agilizaría esa investigación. También podría abrir nuevas fronteras en la ciencia y la ingeniería espaciales, como monitorear la calidad del aire de la estación espacial, analizar muestras biológicas, realizar controles de calidad en el lugar para materiales avanzados o cristales de proteínas fabricados en la estación espacial, y hacer uso de recursos en la Luna y Marte.

El telescopio Mochii tiene un recubridor de metal PVD incorporado (para muestras no conductoras) y capacidades de espectroscopia de dispersión de electrones.

Además, póster de la NASA: https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/eposter/3238.pdf

Tanto la misión Rosetta como el Mars Phoenix Lander tenían microscopios de fuerza atómica a bordo. Estos utilizan una punta muy afilada y una medición de fuerza sensible para detectar la interacción entre la punta y la superficie del objeto deseado. Por lo general, caen en la categoría SPM que mencionaste. El instrumento Rosetta se usó para examinar cometas y polvo intrasolar, y el instrumento Phoenix se usó para examinar polvo marciano. Más información sobre el instrumento Rosetta (llamado MIDAS) está disponible en esta pregunta .

La ventaja de los AFM es que son bastante pequeños y requieren poca energía (MIDAS usó 7.4W).