KopšCassini misija ienāca Saturna sistēmā un sāka studēt tās mēnešus, Enceladus ir kļuvis par galveno interešu avotu. Kad zonde atklāja ūdens un organisko molekulu plūdus, kas izcēlās no Mēness dienvidu polārā reģiona, zinātnieki sāka spekulēt, ka Enceladus iekštelpās var būt silta ūdens okeāns - līdzīgi kā Jupitera mēness Europa un citi ķermeņi mūsu Saules sistēmā.
Nākotnē NASA cer nosūtīt vēl vienu misiju šai sistēmai, lai turpinātu izpētīt šos plūdus un Enceladus interjeru. Šajā misijā, iespējams, ietilps jauns instruments, kuru nesen paziņoja NASA, kas pazīstams kā Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI). Šis instruments, ko ierosināja NASA Goddard kosmisko lidojumu centra komanda, nesen saņēma atbalstu tā tālākai attīstībai.
Pirms Cassini Misija, zinātnieki uzskatīja, ka Enceladus virsma ir sasalusi cieta. Tomēr Cassini dati atklāja nelielu viļņošanos Mēness orbītā, kas liecināja par iekšēja okeāna klātbūtni. Līdzīgi kā Europa, to izraisa plūdmaiņas spēki, kas izraisa lokanību kodolā, kas rada pietiekami daudz siltuma, lai iekštelpā noturētu šķidru ūdeni. Ap dienvidu polu ledus plaisā un veidojas plaisas.
Cassini Misija atklāja arī krājumus, kas rodas no aptuveni 100 dažādām plaisām, kuras kosmosā nepārtraukti izvada ledus daļiņas, ūdens tvaikus, oglekļa dioksīdu, metānu un citas gāzes. Lai sīkāk izpētītu šos apstākļus, NASA ir izstrādājusi dažus vērienīgus instrumentus, kuru pamatā būs milimetru viļņu vai radio frekvences (RF) viļņi, lai noteiktu to sastāvu un uzzinātu vairāk par Enceladus iekšējo okeānu.
Saskaņā ar SELFI galvenā izmeklētāja Gordona Čina teikto, SELFI ir būtisks uzlabojums salīdzinājumā ar esošajām submilimetru viļņu garuma ierīcēm. Pēc izvietošanas tas mērīs ķīmisko vielu pēdas ūdens krāšņumā un ledainās ballītēs, kas periodiski radās no Enceladus dienvidu plaisām, kas pazīstamas arī kā “Tīģera svītras”. Šis instruments papildus okeāna ķīmiskā sastāva atklāšanai parādīs arī tā potenciālu atbalstīt dzīvību.
Uz Zemes hidrotermiskās atveres ir plaukstošu ekosistēmu mājvieta, un pat tiek uzskatīts, ka tā ir vieta, kur dzīvība pirmo reizi parādījās uz Zemes. Tāpēc zinātnieki tik ļoti vēlas izpētīt hidrotermālo aktivitāti tādos pavadoņos kā Enceladus, jo tie varētu būt visticamākā vieta ārpuszemes dzīvības atrašanai mūsu Saules sistēmā. Kā Čins norādīja NASA paziņojumā presei:
“Submilimetru viļņu garumi, kas atrodas ļoti augstas frekvences radio diapazonā, dod mums iespēju izmērīt daudzu dažādu veidu molekulu daudzumu aukstā gāzē. Mēs varam skenēt visas drūmās vietas, lai redzētu, kas iznāk no Enceladus. Ūdens tvaiki un citas molekulas var atklāt daļu no okeāna ķīmijas un vadīt kosmosa kuģi pa labāko ceļu, kur lidot cauri plūdiem, lai veiktu citus mērījumus tieši. ”
Tādas molekulas kā ūdens, oglekļa dioksīds un citi elementi pārraida īpašas radiofrekvences, kurām submilimetru spektrometri ir jutīgi. Spektrālās līnijas ir ļoti diskrētas, un to pārraides intensitāti var izmantot, lai noteiktu to esamību. Citiem vārdiem sakot, tādi instrumenti kā SELFI ne tikai spēs noteikt Enceladus iekšējā okeāna ķīmisko sastāvu, bet arī šo ķīmisko vielu pārpilnību.
Gadu desmitiem spektrometri ir izmantoti kosmosa zinātnēs, lai izmērītu planētu, zvaigžņu, komētu un citu mērķu ķīmisko sastāvu. Nesen zinātnieki mēģināja iegūt spektrus no tālām planētām, lai noteiktu to atmosfēras ķīmisko sastāvu. Tas ir ļoti svarīgi, meklējot potenciāli apdzīvojamas eksoplanetes, jo visi ūdens tvaiki, slāpeklis un skābekļa gāze ir nepieciešami dzīvei, kā mēs to zinām.
Skenēšanas veikšana submilimetru joslā ir samērā jauns process, jo submilimetru jutīgie instrumenti ir sarežģīti un grūti izveidojami. Bet ar NASA pētniecības un attīstības finansējumu Chin un viņa kolēģi palielina instrumenta jutīgumu, izmantojot pastiprinātāju, kas pastiprina signālu līdz aptuveni 557 GHz. Tas ļaus SELFI noteikt pat minimālas ūdens un gāzu pēdas, kas nāk no Enceladus virsmas.
Citi uzlabojumi ietver energoefektīvāku un elastīgāku radiofrekvenču datu apstrādes sistēmu, kā arī sarežģītu digitālo spektrometru RF signālam. Šis pēdējais uzlabojums izmantos ātrdarbīgu programmējamu shēmu, lai pārveidotu RF datus ciparu signālos, kurus var analizēt, lai izmērītu gāzes daudzumus, temperatūru un ātrumu no Enceladus plūsmas.
Šie uzlabojumi ļaus SELFI vienlaikus noteikt un analizēt 13 dažādu veidu molekulas, kas ietver dažādus ūdens, metanola, amonjaka, ozona, ūdeņraža peroksīda, sēra dioksīda un nātrija hlorīda (pazīstams arī kā sāls) izotopus. Ārpus Enceladus Chin uzskata, ka komanda var pietiekami uzlabot ierosināto turpmāko misiju instrumentu. "SELFI ir patiešām jauns," viņš teica. "Šis ir viens no visu laiku vērienīgākajiem submilimetru instrumentiem, kas jebkad uzbūvēts."
Piemēram, pēdējos gados zinātnieki ir pamanījuši plūmju aktivitātes, kas rodas no Eiropas virsmas. Arī šeit tiek uzskatīts, ka šī darbība ir ģeotermiskās aktivitātes rezultāts, kas no mēness iekšējā okeāna uz virsmu nosūta silta ūdens plūdus. Jau tagad NASA cer izpētīt šos un Enceladus plūdus, izmantojot Džeimsa Veba kosmisko teleskopu, kurš tiks izvietots 2019. gadā.
Vēl viena iespēja būtu aprīkot ierosināto Europa Clipper - kuru paredzēts palaist no 2022. līdz 2025. gadam - ar tādu instrumentu kā SELFI. Šīs zondes instrumentu komplektā jau ir nepieciešams spektrometrs, taču uzlabota submilimetru viļņu un RF ierīce varētu ļaut sīkāk aplūkot Eiropas plūmes. Šie dati savukārt varētu atrisināt gadu desmitiem senās debates par to, vai Europa interjers ir spējīgs atbalstīt dzīvību.
Nākamajās desmitgadēs viena no lielākajām kosmosa izpētes prioritātēm ir izpētīt Saules sistēmas “okeāna pasaules”, lai noteiktu dzīvības pazīmes. Lai to redzētu, NASA un citas kosmosa aģentūras intensīvi izstrādā nepieciešamos rīkus visu ķīmisko un bioloģisko rādītāju izspiešanai. Desmit gadu laikā ar jebkuru veiksmi mēs varētu vienkārši secināt, ka dzīvība uz Zemes nav izņēmums, bet gan daļa no lielākas normas.
