Lige sidenCassini mission trådte ind i Saturn-systemet og begyndte at studere dets måner, Enceladus er blevet en vigtig kilde til interesse. Når sonden opdagede plummer af vand og organiske molekyler, der brød ud fra månens sydlige polære region, begyndte forskere at spekulere i, at Enceladus kan have et varmt vand i det indre - meget som Jupiters måne Europa og andre kroppe i vores solsystem.
I fremtiden håber NASA at sende en anden mission til dette system for yderligere at udforske disse huler og det indre af Enceladus. Denne mission vil sandsynligvis omfatte et nyt instrument, der for nylig blev annonceret af NASA, kendt som Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI). Dette instrument, som blev foreslået af et team fra NASA Goddard Space Flight Center, modtog for nylig støtte til yderligere udvikling.
Før Cassini mission troede forskere, at overfladen af Enceladus var frossent fast. Imidlertid, Cassini data afslørede en lille slingr i månens bane, der antydede tilstedeværelsen af et indre hav. Ligesom Europa skyldes dette tidevandskræfter, der forårsager bøjning i kernen, som genererer nok varme til at holde flydende vand i det indre. Omkring den sydlige pol resulterer dette i, at isen revner op og danner sprækker.
Det Cassini missionen opdagede også hul, der stammede fra omkring 100 forskellige sprækker, som kontinuerligt sprøjter iskolde partikler, vanddamp, kuldioxid, metan og andre gasser ud i rummet. For at studere disse nærmere har NASA udviklet nogle ambitiøse instrumenter, der vil stole på millimeterbølge- eller radiofrekvensbølger (RF) for at bestemme deres sammensætning og lære mere om Enceladus 'indre hav.
Ifølge SELFI Principal Investigator Gordon Chin repræsenterer SELFI en betydelig forbedring i forhold til eksisterende enheder med submillimeterbølgelængde. Når den først er installeret, vil den måle spor af kemikalier i vandrørene og iskolde partier, som med jævne mellemrum kom fra Enceladus 'sydlige sprækker, også kendt som "Tiger Stripes". Ud over at afsløre havets kemiske sammensætning vil dette instrument også indikere, at det er potentiale for at støtte liv.
På Jorden er hydrotermiske åbninger hjem til de blomstrende økosystemer og mistænkes endda for at være det sted, hvor livet først opstod på Jorden. Derfor er forskere så ivrige efter at studere hydrotermisk aktivitet på måner som Enceladus, da disse kunne repræsentere det mest sandsynlige sted at finde udenjordisk liv i vores solsystem. Som Chin anførte i en NASA-pressemeddelelse:
”Submillimeterbølgelængder, der er inden for området meget højfrekvent radio, giver os en måde at måle mængden af mange forskellige slags molekyler i en kold gas. Vi kan scanne gennem alle tømme for at se, hvad der kommer ud fra Enceladus. Vanddamp og andre molekyler kan afsløre nogle af havets kemi og lede et rumfartøj på den bedste vej til at flyve gennem røgene for at foretage andre målinger direkte. ”
Molekyler som vand, kuldioxid og andre elementer udsender specifikke radiofrekvenser, som submillimeter-spektrometre er følsomme over for. De spektrale linjer er meget diskrete, og intensiteten, som de udsender, kan bruges til at kvantificere deres eksistens. Med andre ord, instrumenter som SELFI vil ikke kun være i stand til at bestemme den kemiske sammensætning af Enceladus 'indre hav, men også forekomsten af disse kemikalier.
I årtier er der brugt spektrometre inden for rumvidenskab til at måle de kemiske sammensætninger af planeter, stjerner, kometer og andre mål. Senest har forskere forsøgt at hente spektre fra fjerne planeter for at bestemme de kemiske sammensætninger af deres atmosfærer. Dette er afgørende, når det kommer til at finde potentielt beboelige exoplaneter, da vanddamp, nitrogen og iltgas alle er nødvendige for livet, som vi kender det.
Udførelse af scanninger i submillimeterbåndet er dog en relativt ny proces, da submillimeter-følsomme instrumenter er komplekse og vanskelige at opbygge. Men ved hjælp af NASA-finansiering af forskning og udvikling øger Chin og hans kolleger instrumentets følsomhed ved hjælp af en forstærker, der øger signalet til omkring 557 GHz. Dette giver SELFI mulighed for at registrere endog små spor af vand og gasser, der kommer fra overfladen af Enceladus.
Andre forbedringer inkluderer et mere energieffektivt og fleksibelt databehandlingssystem for radiofrekvens samt et sofistikeret digitalt spektrometer til RF-signalet. Denne sidstnævnte forbedring vil anvende programmerbar kredsløb med høj hastighed til at konvertere RF-data til digitale signaler, der kan analyseres for at måle gasmængder, temperaturer og hastigheder fra Enceladus 'røg.
Disse forbedringer giver SELFI mulighed for samtidig at detektere og analysere 13 forskellige molekyltyper, der inkluderer forskellige isotoper af vand, methanol, ammoniak, ozon, brintperoxid, svovldioxid og natriumchlorid (aka salt). Ud over Enceladus mener Chin, at holdet kan tilstrækkeligt forbedre instrumentet til foreslåede fremtidige missioner. ”SELFI er virkelig ny,” sagde han. ”Dette er et af de mest ambitiøse submillimeterinstrumenter nogensinde bygget.”
F.eks. Har forskere i de senere år set plumaktivitet fra overfladen af Europa. Også her antages denne aktivitet at være et resultat af geotermisk aktivitet, der sender varme vandrør fra månens indre hav til overfladen. Allerede håber NASA på at undersøge disse huler og dem på Enceladus ved hjælp af James Webb-rumteleskopet, som vil blive udsendt i 2019.
En anden mulighed ville være at udstyre den foreslåede Europa Clipper - som er sat til at blive lanceret mellem 2022 og 2025 - med et instrument som SELFI. Instrumentpakken til denne sonde kræver allerede et spektrometer, men en forbedret submillimeterbølge og RF-enhed kan give mulighed for et mere detaljeret kig på Europas huler. Disse data kan igen løse den årtier gamle debat om, hvorvidt Europas indre er i stand til at støtte livet.
I de kommende årtier er en af de største prioriteringer inden for rumforskning at undersøge solsystemets ”Ocean Worlds” for tegn på liv. For at se dette igennem er NASA og andre rumfartsbureauer travlt med at udvikle de nødvendige værktøjer til at snuse alle kemiske og biologiske indikatorer ud. Inden for et årti, med held og lykke, kan vi måske bare opleve, at livet på Jorden ikke er undtagelsen, men en del af en større norm.
