AzótaCassini A misszió belépett a Saturn-rendszerbe, és elkezdte holdainak tanulmányozását. Enceladus nagy érdeklődésre számot tartott. Miután a szonda észlelte a hold déli sarkvidékéből kitörő víz- és szerves molekulákat, a tudósok elkezdenek spekulálni, hogy Enceladus belső melegvíz-óceánja lehet a belső tereiben - hasonlóan a Jupiter hold Európaéhez és a Naprendszer többi testéhez.
A jövőben a NASA azt reméli, hogy újabb missziót küld a rendszerbe, hogy tovább vizsgálja ezeket a tollakat és az Enceladus belsejét. Ez a misszió valószínűleg magában foglal egy új, a NASA által nemrégiben bejelentett eszközt, az úgynevezett Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI) néven. Ezt a műszert, amelyet a NASA Goddard Űrrepülési Központ csapata javasolt, a közelmúltban támogatást kapott a további fejlesztéshez.
Előtt Cassini A tudósok szerint az Enceladus felszíne szilárd volt. Azonban, Cassini az adatok enyhe hullámokat tártak fel a hold pályáján, ami egy belső óceán jelenlétére utalt. Hasonlóan az Europa-hoz, ezt az árapály erõi okozzák, amelyek hajlamosak a magban, ami elegendõ hõmennyiséget generál ahhoz, hogy folyékony vizet tartson a belsejében. A déli pólus körül ez a jég kinyílását és repedések kialakulását eredményezi.
Az Cassini A misszió azt is felfedezte, hogy mintegy 100 különféle repedésből származó szennyelemek merülnek fel, amelyek folyamatosan jeges részecskéket, vízgőzöt, szén-dioxidot, metánt és más gázokat bocsátanak az űrbe. Ezek részletesebb tanulmányozása érdekében a NASA olyan ambiciózus eszközöket fejlesztett ki, amelyek milliméteres vagy rádiófrekvenciás (RF) hullámokra támaszkodnak összetételük meghatározása és az Enceladus belső óceánjának megismerése érdekében.
A SELFI vezető kutatója, Gordon Chin szerint a SELFI jelentős javulást jelent a meglévő submilliméteres hullámhosszú eszközökhöz képest. A telepítés után meg fogja mérni a vegyi anyagok nyomát a vízfolyásokban és a jeges partokban, amelyek időszakosan az Enceladus déli hasadékaiból származnak, más néven „Tigriscsíkok”. Az óceán kémiai összetételének feltárása mellett ez a műszer azt is jelzi, hogy képes-e támogatni az életet.
A Földön a hidrotermikus szellőzőnyílások virágzó ökoszisztémák ad otthont, és gyanítják, hogy azok is az a hely, ahol az élet először jelent meg a Földön. Ezért a tudósok annyira szívesen tanulmányozzák a hidrotermális aktivitást olyan holdokon, mint az Enceladus, mivel ezek a leginkább valószínűleg a földön kívüli élet megtalálására szolgálnak Naprendszerünkben. Ahogyan Chin jelezte a NASA sajtóközleményében:
„A nagyon magas frekvenciájú rádiótartományba eső submilliméteres hullámhosszok lehetőséget adnak a sokféle molekula mennyiségének mérésére egy hideg gázban. Átvizsgálhatjuk az összes tollat, hogy megnézze, mi jön Enceladusból. A vízgőz és más molekulák felfedhetik az óceán kémiáját, és egy űrhajót vezethetnek a legjobb úthoz, amellyel át lehet repülni a tollakon, hogy közvetlenül más méréseket végezzenek. "
Az olyan molekulák, mint a víz, a szén-dioxid és más elemek speciális rádiófrekvenciákat sugároznak, amelyekre a submilliméter-spektrométerek érzékenyek. A spektrális vonalak nagyon diszkrétek, és azok sugárzásának intenzitása felhasználható létezésük számszerűsítésére. Más szavakkal, az olyan műszerek, mint a SELFI, nem csak az Enceladus belső óceánjának kémiai összetételét tudják meghatározni, hanem ezen vegyi anyagok bőségét is.
Évtizedek óta használnak spektrométereket az űrtudományban a bolygók, csillagok, üstökösök és egyéb célok kémiai összetételének mérésére. A legutóbb a tudósok megkíséreltek spektrumokat szerezni a távoli bolygóktól annak érdekében, hogy meghatározzák a légkörük kémiai összetételét. Ez döntő jelentőségű a potenciálisan alkalmazható exoplanetek megtalálásakor, mivel a vízgőzök, a nitrogén és az oxigéngáz mind szükséges az élethez, amint azt tudjuk.
A szkennelés elvégzése az almilliméter-sávban viszonylag új eljárás, mivel a szubmilliméter-érzékeny műszerek összetettek és nehéz felépíteni. De a NASA kutatási és fejlesztési támogatásával Chin és kollégái az eszköz érzékenységét erősítő segítségével növelik, amely a jelet kb. 557 GHz-re növeli. Ez lehetővé teszi a SELFI számára, hogy az Enceladus felszínéből származó víz és gázok egyenletes nyomokat is észlelje.
További fejlesztések közé tartozik egy energiahatékonyabb és rugalmasabb rádiófrekvenciás adatfeldolgozó rendszer, valamint egy kifinomult digitális spektrométer az RF jelhez. Ez utóbbi javítás nagysebességű programozható áramkört fog alkalmazni az RF adatok digitális jellé alakításához, amelyeket elemezni lehet az Enceladus tömegéből származó gázmennyiség, hőmérséklet és sebesség mérésére.
Ezek a fejlesztések lehetővé teszik a SELFI-nek, hogy egyidejűleg 13 különböző típusú molekulát észleljen és elemezjen, amelyek a víz, metanol, ammónia, ózon, hidrogén-peroxid, kén-dioxid és nátrium-klorid (más néven só) különféle izotópjait tartalmazzák. Az Enceladuson túl Chin úgy véli, hogy a csapat kellően javíthatja a javasolt jövőbeli missziók eszközét. "A SELFI valóban új" - mondta. "Ez az egyik legambiciózusabb submillimeter eszköz, amelyet valaha építettek."
Például az utóbbi években a tudósok észrevették az Európa felszínéről származó tömör aktivitást. Ez a tevékenység itt is feltételezhetően a geotermikus tevékenység eredménye, amely melegvízszennyeződéseket küld a hold belső óceánjáról a felszínre. A NASA már reméli, hogy megvizsgálja ezeket és az Enceladuson található hullámokat a 2019-ben üzembe helyező James Webb Űrtávcső segítségével.
Egy másik lehetőség az lenne, ha a javasolt Europa Clipper - amelyet 2022 és 2025 között indítanak - felszerelni olyan eszközzel, mint a SELFI. Ennek a szondanak a műszercsomagja már spektrométert igényel, de a továbbfejlesztett submilliméteres hullám- és rádiófrekvenciás eszköz lehetővé teheti az Európa tömegeinek részletesebb áttekintését. Ezek az adatok viszont megoldhatják az évtizedek óta folyó vitát arról, hogy az Európa belső tere képes-e az élet támogatására.
Az elkövetkező évtizedekben az űrkutatás egyik legfontosabb prioritása a Naprendszer életlen jeleinek „óceánvilágait” vizsgálni. Ennek áttekintése érdekében a NASA és más űrügynökségek elfoglalják a szükséges eszközöket az összes kémiai és biológiai mutató szippantásához. Egy évtized alatt, bármi szerencsével, azt tapasztalhatjuk, hogy a Földi élet nem kivétel, hanem egy nagyobb norma része.
