Από τότεΚασίνι Η αποστολή μπήκε στο σύστημα του Κρόνου και άρχισε να μελετά τα φεγγάρια του, ο Έλσελδος έχει γίνει μια σημαντική πηγή ενδιαφέροντος. Μόλις ο ανιχνευτής εντόπισε λοφία νερού και οργανικών μορίων που εκρήγνυνται από τη νότια πολική περιοχή του φεγγαριού, οι επιστήμονες άρχισαν να εικάζουν ότι ο Enceladus μπορεί να διαθέτει ωκεανό ζεστού νερού στο εσωτερικό του - όπως το φεγγάρι του Δία Europa και άλλα σώματα στο Ηλιακό μας Σύστημα.
Στο μέλλον, η NASA ελπίζει να στείλει μια άλλη αποστολή σε αυτό το σύστημα για να εξερευνήσει περαιτέρω αυτά τα λοφία και το εσωτερικό του Εγκέλαδου. Αυτή η αποστολή πιθανότατα θα περιλαμβάνει ένα νέο όργανο που ανακοινώθηκε πρόσφατα από τη NASA, γνωστό ως Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI). Αυτό το όργανο, το οποίο προτάθηκε από μια ομάδα από το NASA Goddard Space Flight Center, έλαβε πρόσφατα υποστήριξη για περαιτέρω ανάπτυξη.
Πριν απο Κασίνι αποστολή, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η επιφάνεια του Εγκέλαδου ήταν παγωμένη. Ωστόσο, Κασίνι Τα δεδομένα αποκάλυψαν μια μικρή ταλάντωση στην τροχιά του φεγγαριού που υποδηλώνει την παρουσία ενός εσωτερικού ωκεανού. Όπως και η Europa, αυτό προκαλείται από παλιρροιακές δυνάμεις που προκαλούν κάμψη στον πυρήνα, η οποία παράγει αρκετή θερμότητα για να συγκρατεί υγρό νερό στο εσωτερικό. Γύρω από το νότιο πόλο, αυτό έχει ως αποτέλεσμα τον πάγο να σπάει και να σχηματίζει ρωγμές.
ο Κασίνι Η αποστολή ανακάλυψε επίσης λοφία που προέρχονταν από περίπου 100 διαφορετικές ρωγμές που εκτοξεύουν συνεχώς παγωμένα σωματίδια, υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και άλλα αέρια στο διάστημα. Για να τα μελετήσει πιο προσεκτικά, η NASA έχει αναπτύξει ορισμένα φιλόδοξα εργαλεία που θα βασίζονται σε κύματα χιλιοστών ή ραδιοσυχνοτήτων (RF) για να προσδιορίσουν τη σύνθεσή τους και να μάθουν περισσότερα σχετικά με τον εσωτερικό ωκεανό του Εγκέλαδου.
Σύμφωνα με τον κύριο ερευνητή του SELFI Gordon Chin, το SELFI αντιπροσωπεύει μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με τις υπάρχουσες συσκευές υποβιβλιομέτρου-κύματος. Μόλις αναπτυχθεί, θα μετρήσει ίχνη χημικών στα λοφία του νερού και παγωμένα πάρτι που κατά καιρούς προέρχονταν από τις νότιες ρωγμές του Enceladus, γνωστές και ως «Tiger Stripes». Εκτός από την αποκάλυψη της χημικής σύνθεσης του ωκεανού, αυτό το όργανο θα δείξει επίσης ότι είναι δυνατό να υποστηρίξει τη ζωή.
Στη Γη, οι υδροθερμικοί αεραγωγοί φιλοξενούν ακμάζοντα οικοσυστήματα και μάλλον υποψιάζονται ότι είναι ο τόπος όπου η ζωή εμφανίστηκε για πρώτη φορά στη Γη. Ως εκ τούτου, γιατί οι επιστήμονες είναι τόσο πρόθυμοι να μελετήσουν την υδροθερμική δραστηριότητα σε φεγγάρια όπως ο Εγκέλαδος, καθώς αυτά θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν το πιο πιθανό μέρος για να βρουν εξωγήινη ζωή στο Ηλιακό μας Σύστημα. Όπως ανέφερε ο Chin σε δήλωση τύπου της NASA:
«Τα μήκη κύματος του υποσιμέτρου, τα οποία βρίσκονται στην περιοχή του ραδιοφώνου πολύ υψηλής συχνότητας, μας δίνουν έναν τρόπο μέτρησης της ποσότητας πολλών διαφορετικών ειδών μορίων σε ψυχρό αέριο. Μπορούμε να σαρώσουμε όλα τα λοφία για να δούμε τι βγαίνει από τον Enceladus. Οι υδρατμοί και άλλα μόρια μπορούν να αποκαλύψουν μέρος της χημείας του ωκεανού και να καθοδηγήσουν ένα διαστημικό σκάφος στο καλύτερο μονοπάτι για να πετάξουν μέσα από τα λοφία για να κάνουν άλλες μετρήσεις απευθείας. "
Μόρια όπως το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα στοιχεία εκπέμπουν συγκεκριμένες ραδιοσυχνότητες, στις οποίες είναι ευαίσθητα τα φασματόμετρα του υπομετρικού. Οι φασματικές γραμμές είναι πολύ διακριτές και η ένταση στην οποία μεταδίδουν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ποσοτικό προσδιορισμό της ύπαρξής τους. Με άλλα λόγια, όργανα όπως το SELFI δεν θα είναι μόνο σε θέση να προσδιορίσουν τη χημική σύνθεση του εσωτερικού ωκεανού του Enceladus, αλλά και την αφθονία αυτών των χημικών.
Για δεκαετίες, τα φασματόμετρα έχουν χρησιμοποιηθεί στις διαστημικές επιστήμες για τη μέτρηση των χημικών συνθέσεων πλανητών, αστεριών, κομητών και άλλων στόχων. Πιο πρόσφατα, οι επιστήμονες προσπαθούσαν να αποκτήσουν φάσματα από απομακρυσμένους πλανήτες προκειμένου να προσδιορίσουν τις χημικές συνθέσεις των ατμοσφαιρών τους. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την εξεύρεση δυνητικά κατοικήσιμων εξωπλανητών, καθώς οι υδρατμοί, το άζωτο και το αέριο οξυγόνο είναι απαραίτητα για τη ζωή όπως το γνωρίζουμε.
Η πραγματοποίηση σαρώσεων στη ζώνη του υποσιλίτρου είναι μια σχετικά νέα διαδικασία, δεδομένου ότι τα όργανα που είναι ευαίσθητα στο υποσιλίμετρο είναι περίπλοκα και δύσκολα κατασκευασμένα. Αλλά με τη βοήθεια της χρηματοδότησης έρευνας και ανάπτυξης της NASA, ο Chin και οι συνάδελφοί του αυξάνουν την ευαισθησία του οργάνου χρησιμοποιώντας έναν ενισχυτή που θα ενισχύσει το σήμα στα περίπου 557 GHz. Αυτό θα επιτρέψει στο SELFI να ανιχνεύσει ακόμη και ελάχιστα ίχνη νερού και αερίων που προέρχονται από την επιφάνεια του Enceladus.
Άλλες βελτιώσεις περιλαμβάνουν ένα πιο ενεργειακά αποδοτικό και ευέλικτο σύστημα επεξεργασίας δεδομένων ραδιοσυχνοτήτων, καθώς και ένα εξελιγμένο ψηφιακό φασματόμετρο για το σήμα RF. Αυτή η τελευταία βελτίωση θα χρησιμοποιεί προγραμματιζόμενα κυκλώματα υψηλής ταχύτητας για τη μετατροπή δεδομένων RF σε ψηφιακά σήματα που μπορούν να αναλυθούν για τη μέτρηση των ποσοτήτων αερίου, των θερμοκρασιών και των ταχυτήτων από τα λοφία του Enceladus.
Αυτές οι βελτιώσεις θα επιτρέψουν στο SELFI να ανιχνεύσει και να αναλύσει ταυτόχρονα 13 διαφορετικούς τύπους μορίων, τα οποία περιλαμβάνουν διάφορα ισότοπα νερού, μεθανόλης, αμμωνίας, όζοντος, υπεροξειδίου του υδρογόνου, διοξειδίου του θείου και χλωριούχου νατρίου (γνωστό και ως άλας). Πέρα από τον Enceladus, ο Chin πιστεύει ότι η ομάδα μπορεί να βελτιώσει επαρκώς το μέσο για τις προτεινόμενες μελλοντικές αποστολές. «Το SELFI είναι πραγματικά νέο», είπε. "Αυτό είναι ένα από τα πιο φιλόδοξα όργανα υπομετρικού μήκους που κατασκευάστηκαν ποτέ."
Για παράδειγμα, τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει τη δραστηριότητα των λοφίων που προέρχονται από την επιφάνεια της Ευρώπης. Και εδώ, αυτή η δραστηριότητα πιστεύεται ότι είναι το αποτέλεσμα της γεωθερμικής δραστηριότητας, η οποία στέλνει λοφία ζεστού νερού από τον εσωτερικό ωκεανό του φεγγαριού στην επιφάνεια. Ήδη, η NASA ελπίζει να εξετάσει αυτά τα λοφία και εκείνα στον Enceladus χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο θα αναπτυχθεί το 2019.
Μια άλλη δυνατότητα θα ήταν να εξοπλίσουμε το προτεινόμενο Europa Clipper - το οποίο πρόκειται να ξεκινήσει μεταξύ 2022 και 2025 - με ένα όργανο όπως το SELFI. Το πακέτο οργάνων για αυτόν τον ανιχνευτή απαιτεί ήδη ένα φασματόμετρο, αλλά μια βελτιωμένη συσκευή υπερυψομέτρου-κύματος και RF θα μπορούσε να επιτρέψει μια πιο λεπτομερή ματιά στα λοφία του Europa. Αυτά τα δεδομένα θα μπορούσαν με τη σειρά τους να επιλύσουν τη συζήτηση δεκαετίας σχετικά με το εάν το εσωτερικό της Ευρώπης μπορεί ή όχι να υποστηρίξει τη ζωή.
Τις επόμενες δεκαετίες, μία από τις μεγαλύτερες προτεραιότητες της εξερεύνησης του διαστήματος είναι η διερεύνηση των «Ωκεανών Κόσμων» του Ηλιακού Συστήματος για σημάδια ζωής. Για να το δούμε αυτό, η NASA και άλλοι διαστημικοί οργανισμοί είναι απασχολημένοι με την ανάπτυξη των απαραίτητων εργαλείων για να εισπνεύσουν όλους τους χημικούς και βιολογικούς δείκτες. Μέσα σε μια δεκαετία, με οποιαδήποτε τύχη, θα μπορούσαμε απλώς να διαπιστώσουμε ότι η ζωή στη Γη δεν αποτελεί την εξαίρεση, αλλά μέρος ενός ευρύτερου κανόνα.
