Od té doby Cassinimise vstoupil do systému Saturn a začal studovat jeho měsíce, Enceladus se stal hlavním zdrojem zájmu. Jakmile sonda detekovala oblaky vody a organických molekul vycházející z jižní polární oblasti Měsíce, začali vědci spekulovat, že Enceladus může mít ve svém nitru teplovodní oceán – podobně jako Jupiterův měsíc. Evropa a dalších těles v naší sluneční soustavě.
V budoucnu NASA doufá, že do tohoto systému pošle další misi, aby dále prozkoumala tyto oblaky a vnitřek Enceladu. Tato mise bude pravděpodobně zahrnovat nový nástroj, který byl nedávno oznámen NASA, známý jako Submilimetrový nástroj Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI). Tento přístroj, který navrhl tým z Goddard Space Flight Center NASA, nedávno získal podporu pro další vývoj.
PředCassinimise, vědci se domnívali, že povrch Enceladu byl zmrzlý. Nicméně,Cassiniúdaje odhalily mírné kolísání na oběžné dráze Měsíce, které naznačovalo přítomnost vnitřního oceánu. Podobně jako u Europy je to způsobeno slapovými silami, které způsobují ohýbání jádra, které generuje dostatek tepla k udržení kapalné vody ve vnitřku. Kolem jižního pólu to vede k praskání ledu a vytváření trhlin.
Umělecké ztvárnění zobrazující vnitřní průřez kůrou Enceladu, který ukazuje, jak může hydrotermální aktivita způsobovat oblaky vody na povrchu Měsíce. Poděkování: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
TheCassinimise také objevila oblaky vycházející z asi 100 různých puklin, které nepřetržitě chrlí do vesmíru ledové částice, vodní páru, oxid uhličitý, metan a další plyny. Aby je NASA prostudovala podrobněji, vyvinula některé ambiciózní nástroje, které se budou spoléhat na milimetrové vlny nebo radiofrekvenční (RF) vlny k určení jejich složení a dozvědět se více o vnitřním oceánu Enceladu.
Podle hlavního řešitele společnosti SELFI Gordona China představuje SELFI významné zlepšení oproti stávajícím zařízením o submilimetrové vlnové délce. Po nasazení bude měřit stopy chemikálií v oblacích vody a ledových partiích, které pravidelně vycházejí z jižních trhlin Enceladu, známých také jako „ Tygří pruhy “. Kromě odhalení chemického složení oceánu tento nástroj také ukáže jeho potenciál pro podporu života.
Na Zemi jsou hydrotermální průduchy domovem prosperujících ekosystémů a dokonce se předpokládá, že jsou místem, kde se na Zemi poprvé objevil život. To je důvod, proč vědci tak dychtivě studují hydrotermální aktivitu na měsících, jako je Enceladus, protože ty by mohly představovat nejpravděpodobnější místo k nalezení mimozemského života v naší sluneční soustavě. Jak naznačil Chin v NASA tiskové prohlášení :
„Submilimetrové vlnové délky, které jsou v rozsahu velmi vysokofrekvenčního rádia, nám umožňují měřit množství mnoha různých druhů molekul ve studeném plynu. Můžeme prohledat všechny chocholy, abychom viděli, co vychází z Enceladu. Vodní pára a další molekuly mohou odhalit část chemie oceánu a navést kosmickou loď na nejlepší cestu, jak proletět oblaky, aby mohla přímo provádět další měření.
„Tygří pruhy“ Enceladu, jak je zobrazuje vesmírná sonda Cassini. Poděkování: NASA/JPL/ESA
Molekuly jako voda, oxid uhličitý a další prvky vysílají specifické rádiové frekvence, na které jsou citlivé submilimetrové spektrometry. Spektrální čáry jsou velmi diskrétní a intenzitu, s jakou vysílají, lze použít ke kvantifikaci jejich existence. Jinými slovy, nástroje jako SELFI budou nejen schopny určit chemické složení vnitřního oceánu Enceladu, ale také množství těchto chemikálií.
Po desetiletí se ve vesmírných vědách používají spektrometry k měření chemického složení planet, hvězd, komet a dalších cílů. V poslední době se vědci pokoušejí získat spektra ze vzdálených planet, aby mohli určit chemické složení jejich atmosfér. To je zásadní, pokud jde o nalezení potenciálně obyvatelných exoplanet, protože vodní pára, dusík a kyslík jsou všechny potřebné pro život, jak jej známe.
Provádění skenů v submilimetrovém pásmu je však relativně nový proces, protože přístroje citlivé na submilimetr jsou složité a obtížně se staví. Ale s pomocí financování výzkumu a vývoje NASA Chin a jeho kolegové zvyšují citlivost přístroje pomocí zesilovače, který zesílí signál na přibližně 557 GHz. To umožní SELFI detekovat i nepatrné stopy vody a plynů přicházejících z povrchu Enceladu.
Mezi další vylepšení patří energeticky účinnější a flexibilnější systém zpracování radiofrekvenčních dat a také sofistikovaný digitální spektrometr pro RF signál. Toto poslední vylepšení bude využívat vysokorychlostní programovatelné obvody pro převod RF dat na digitální signály, které lze analyzovat za účelem měření množství plynu, teplot a rychlostí z oblaků Enceladusu.
Možná spektroskopie je výsledkem jednoho z vodních vleček Europy. Toto je příklad dat, která by Webbův teleskop mohl vrátit. Poděkování: NASA-GSFC/SVS, Hubbleův vesmírný dalekohled, Stefanie Milam, Geronimo Villanueva
Tato vylepšení umožní SELFI současně detekovat a analyzovat 13 různých typů molekul, které zahrnují různé izotopy vody, metanolu, čpavku, ozónu, peroxidu vodíku, oxidu siřičitého a chloridu sodného (neboli soli). Kromě Enceladusu Chin věří, že tým dokáže dostatečně vylepšit nástroj pro navrhované budoucí mise. 'SELFI je opravdu nové,' řekl. 'Toto je jeden z nejambicióznějších submilimetrových přístrojů, které byly kdy vyrobeny.'
Například v posledních letech vědci zaznamenali aktivitu oblaků přicházející z povrchu Europy. I zde se má za to, že tato aktivita je výsledkem geotermální aktivity, která vysílá na povrch horké vodní vlečky z vnitřního oceánu Měsíce. NASA už v to doufá prozkoumejte tyto chocholy a ty na Enceladu za použití Vesmírný dalekohled Jamese Webba , který bude nasazen v roce 2019.
Další možností by bylo vybavit navrhované Evropa Clipper – která má být spuštěna v letech 2022 až 2025 – s nástrojem jako SELFI. Přístrojový balíček pro tuto sondu již vyžaduje spektrometr, ale vylepšené zařízení pro submilimetrové vlny a RF by mohlo umožnit podrobnější pohled na oblaky Europy. Tato data by zase mohla vyřešit desítky let starou debatu o tom, zda je interiér Evropy schopen podporovat život.
V nadcházejících desetiletích je jednou z největších priorit vesmírného průzkumu prozkoumat sluneční soustavu Oceánské světy “ pro známky života. Aby toho dosáhli, NASA a další vesmírné agentury jsou zaneprázdněny vývojem nezbytných nástrojů k vyčmuchání všech chemických a biologických indikátorů. Během deseti let, s trochou štěstí, můžeme zjistit, že život na Zemi není výjimkou, ale součástí větší normy.
Další čtení: NASA