З тих пірКассіні місія увійшла до системи Сатурна і почала вивчати його місяці, Енцелад став головним джерелом інтересу. Як тільки зонд виявив зливи води та органічних молекул, що вивергаються з південного полярного регіону Місяця, вчені почали припускати, що Енцелад може містити теплий океан у його внутрішніх приміщеннях - як Місяць Юпітера, Європа та інші тіла нашої Сонячної системи.
В майбутньому НАСА сподівається відправити чергову місію в цю систему для подальшого вивчення цих шлейфів та внутрішніх частин Енцеладу. Ця місія, ймовірно, включатиме новий інструмент, який нещодавно був оголошений НАСА, відомий як Інструмент основ життєдіяльності Енцеладуса (SELFI). Цей інструмент, запропонований командою з центру космічних польотів NASA Goddard, нещодавно отримав підтримку для подальшого розвитку.
До початку Кассіні Місія, вчені вважали, що поверхня Енцелада замерзла твердою. Однак, Кассіні Дані показали незначне коливання на орбіті Місяця, що дозволяє припустити наявність внутрішнього океану. Так само, як і Європа, це викликано припливними силами, які викликають згинання в серцевині, що виробляє достатньо тепла для утримання рідкої води у внутрішніх приміщеннях. Навколо південного полюса це призводить до того, що лід розтріскується і утворюється тріщини.
The Кассіні Місія також виявила шлейфи, що випливають із приблизно 100 різних тріщин, які постійно викидають у космос крижані частинки, водяну пару, вуглекислий газ, метан та інші гази. Щоб уважніше їх вивчити, NASA розробляла кілька амбітних інструментів, які будуть визначати хвилі міліметрової або радіочастотної (РЧ), щоб визначити їх склад і дізнатися більше про внутрішній океан Енцелада.
За словами головного слідчого SELFI Гордона Чина, SELFI являє собою значне покращення порівняно з існуючими пристроями підміліметрової хвилі. Після розгортання він буде вимірювати сліди хімічних речовин у водоймах та крижаних сторонах, які періодично виходили від південних тріщин Енцелада, також відомих як "смуги тигра". Крім розкриття хімічного складу океану, цей інструмент також вкаже, що він потенційний для підтримки життя.
На Землі гідротермальні отвори є домом процвітаючих екосистем, і навіть підозрюється, що це місце, де вперше виникло життя на Землі. Отже, вчені настільки прагнуть вивчати гідротермальну активність на таких місяцях, як Енцелад, оскільки вони можуть стати найбільш ймовірним місцем пошуку позаземного життя в нашій Сонячній системі. Як підкреслив Чин у прес-заяві NASA:
“Довжинні хвилі субміліметрів, що знаходяться в діапазоні радіочастот дуже високої частоти, дають нам можливість виміряти кількість молекул різних видів у холодному газі. Ми можемо переглядати всі шлейфи, щоб побачити, що виходить з Енцеладу. Водяна пара та інші молекули можуть виявити частину хімії океану і направити космічний корабель на найкращий шлях для прольоту крізь шлейфи, щоб зробити інші вимірювання безпосередньо ".
Молекули, як вода, вуглекислий газ та інші елементи, транслюють специфічні радіочастоти, до яких субміліметрові спектрометри чутливі. Спектральні лінії дуже дискретні, і інтенсивність, з якою вони транслюються, може бути використана для кількісного визначення їх існування. Іншими словами, такі інструменти, як SELFI, зможуть не лише визначити хімічний склад внутрішнього океану Енцелада, але й достаток цих хімічних речовин.
Протягом десятиліть спектрометри використовувались у космічних науках для вимірювання хімічного складу планет, зірок, комет та інших цілей. Зовсім недавно вчені намагаються отримати спектри з далеких планет, щоб визначити хімічний склад їх атмосфери. Це має вирішальне значення для пошуку потенційно проживаючих екзопланет, оскільки водяна пара, азот і кисень необхідні для життя, як ми це знаємо.
Проведення сканування в субміліметровому діапазоні є порівняно новим процесом, оскільки інструменти, чутливі до субміліметрів, складні і важкі для побудови. Але за допомогою NASA фінансування досліджень та розробок Чін та його колеги підвищують чутливість інструменту за допомогою підсилювача, який підсилить сигнал приблизно до 557 ГГц. Це дозволить SELFI виявити навіть хвилинні сліди води та газів, що надходять з поверхні Енцеладу.
Інші вдосконалення включають більш енергоефективну та гнучку систему обробки даних радіочастот, а також складний цифровий спектрометр для радіочастотного сигналу. Це останнє вдосконалення використовуватиме швидкісну програмовану схему для перетворення РЧ-даних у цифрові сигнали, які можна проаналізувати для вимірювання кількості газу, температури та швидкостей з пластів Енцелада.
Ці вдосконалення дозволять SELFI одночасно виявляти та аналізувати 13 різних типів молекул, які включають різні ізотопи води, метанолу, аміаку, озону, перекису водню, діоксиду сірки та хлориду натрію (ака. Солі). Крім Енцелада, Чін вважає, що команда може вдосконалити інструмент для запропонованих майбутніх місій. "SELFI - це дійсно нове", - сказав він. "Це один з наймасштабніших інструментів субміліметру, що коли-небудь будувався".
Наприклад, в останні роки вчені помітили активність шлейфу, що надходить з поверхні Європи. І тут, як вважають, ця діяльність є результатом геотермальної активності, яка надсилає на поверхню потоки теплих вод із океану Місяця. Вже НАСА сподівається вивчити ці шлейфи та ті, хто знаходиться на Енцеладі, використовуючи космічний телескоп Джеймса Вебба, який буде розгорнутий у 2019 році.
Іншою можливістю буде оснащення запропонованого Europa Clipper, який планується запустити між 2022 та 2025 роками, таким інструментом, як SELFI. Пакет приладів для даного зонда вже вимагає спектрометра, але вдосконалений підміліметровий хвилі та радіочастотний пристрій можуть дати змогу більш детально ознайомитись зі стовпами Європи. Ці дані можуть у свою чергу вирішити багаторічну дискусію щодо того, чи здатний внутрішній салон Європи підтримувати життя.
У найближчі десятиліття одним з найбільших пріоритетів космічних досліджень є дослідження «океанських світів» Сонячної системи на предмет ознак життя. Щоб зрозуміти це, НАСА та інші космічні агенції зайняті розробкою необхідних інструментів, щоб обнюхати всі хімічні та біологічні показники. Протягом десятиліття, при будь-якій удачі, ми можемо просто виявити, що життя на Землі - не виняток, а частина більшої норми.
