Още от времетоКасини мисията навлезе в системата на Сатурн и започна да изучава луните му, Енцелад се превърна в основен източник на интерес. След като сондата е открила струи вода и органични молекули, изригващи от южния полярен регион на Луната, учените започнаха да спекулират, че Енцелад може да притежава океан с топла вода във вътрешността си - подобно на Луната Европа на Юпитер и други тела в нашата Слънчева система.
В бъдеще НАСА се надява да изпрати поредната мисия в тази система за по-нататъшно изследване на тези петна и вътрешността на Енцелад. Тази мисия вероятно ще включва нов инструмент, който беше обявен наскоро от НАСА, известен като Инструментът за основни основи на живота на енцеладус (SELFI). Този инструмент, който беше предложен от екип от центъра за космически полети на НАСА Годард, наскоро получи подкрепа за по-нататъшно развитие.
Преди Касини мисия, учените смятали, че повърхността на Енцелад е замръзнала твърда. Въпреки това, Касини данните разкриха леко колебание в орбитата на Луната, което подсказваше за наличието на вътрешен океан. Подобно на Европа, това се причинява от приливни сили, които причиняват огъване в сърцевината, което генерира достатъчно топлина, за да задържа течна вода във вътрешността. Около южния полюс това води до отваряне на лед и образуване на фисури.
Най- Касини мисията също открива струи, произтичащи от около 100 различни фисури, които непрекъснато изхвърлят в космоса ледени частици, водна пара, въглероден диоксид, метан и други газове. За да ги изучи по-отблизо, НАСА разработва някои амбициозни инструменти, които ще разчитат на вълни с милиметрова или радиочестотна честота (RF), за да определят техния състав и да научат повече за вътрешния океан на Енцелад.
Според главния следовател на SELFI Гордън Чин, SELFI представлява значително подобрение в сравнение с съществуващите устройства с подмилиметрова вълна. Веднъж разгърнат, той ще измерва следи от химикали в потоците от водни и ледени партии, които периодично се излъчват от южните пукнатини на Енцелад, известни също като „Тигровата ивица“. Освен че разкрива химическия състав на океана, този инструмент ще покаже също, че е потенциал за поддържане на живота.
На Земята хидротермалните отвори са дом на процъфтяващи екосистеми и дори се подозира, че са мястото, където животът за пръв път се е появил на Земята. Ето защо учените са толкова нетърпеливи да изучават хидротермалната активност върху луни като Енцелад, тъй като те биха могли да представляват най-вероятното място за намиране на извънземен живот в нашата Слънчева система. Както брадичката посочи в изявление на НАСА:
„Дължините на вълните от субмилиметър, които са в обхвата на радиочестотите с много висока честота, ни дават начин да измерим количеството на много различни видове молекули в студен газ. Можем да сканираме през всички канали, за да видим какво идва от Енцелад. Водната пара и други молекули могат да разкрият част от химията на океана и да насочат космически кораб към най-добрия път за летене през отвесите, за да направят други измервания директно. "
Молекули като вода, въглероден диоксид и други елементи излъчват специфични радиочестоти, към които субмилиметровите спектрометри са чувствителни към. Спектралните линии са много дискретни и интензитетът, с който те излъчват, може да се използва за количествено определяне на тяхното съществуване. С други думи, инструменти като SELFI не само ще могат да определят химическия състав на вътрешния океан на Енцелад, но и изобилието на тези химикали.
От десетилетия спектрометрите се използват в космическите науки за измерване на химичните състави на планети, звезди, комети и други цели. Съвсем наскоро учените се опитват да получат спектри от далечни планети, за да определят химичните състави на техните атмосфери. Това е от решаващо значение за намирането на потенциално обитаеми екзопланети, тъй като водните пари, азотът и кислородът са необходими за живота, както го познаваме.
Извършването на сканиране в субмилиметровата лента е сравнително нов процес, тъй като инструментите, чувствителни към субмилиметъра, са сложни и трудни за изграждане. Но с помощта на финансирането на НАСА за изследвания и развитие, Чин и неговите колеги повишават чувствителността на инструмента, използвайки усилвател, който ще засили сигнала до около 557 GHz. Това ще позволи на SELFI да открие дори минути следи от вода и газове, идващи от повърхността на Енцелад.
Други подобрения включват по-енергийно ефективна и гъвкава система за обработка на радиочестотни данни, както и сложен цифров спектрометър за радиочестотен сигнал. Това последно подобрение ще използва програмируеми схеми с висока скорост за преобразуване на радиочестотни данни в цифрови сигнали, които могат да бъдат анализирани за измерване на количествата, температурите и скоростите на газа от струите на Енцелад.
Тези подобрения ще позволят на SELFI едновременно да открие и анализира 13 различни видове молекули, които включват различни изотопи на вода, метанол, амоняк, озон, водороден пероксид, серен диоксид и натриев хлорид (ака. Сол). Отвъд Енцелад, Чин вярва, че екипът може достатъчно да подобри инструмента за предложените бъдещи мисии. „SELFI е наистина нов“, каза той. „Това е един от най-амбициозните субмилиметрови инструменти, създавани някога.“
Например, през последните години учените забелязват активност на шлейфа, идваща от повърхността на Европа. И тук се смята, че тази дейност е резултат от геотермална активност, която изпраща топли води от вътрешния океан на Луната на повърхността. Вече НАСА се надява да изследва тези плюсове и тези на Енцелад, използвайки космическия телескоп James Webb, който ще бъде разгърнат през 2019 година.
Друга възможност би била да се оборудва предложената Europa Clipper - която трябва да стартира между 2022 и 2025 г. - с инструмент като SELFI. Пакетът с инструменти за тази сонда вече изисква спектрометър, но подобрен подмилиметров вълнен и радиочестотен уред би могъл да позволи по-подробно разглеждане на газовете на Европа. Тези данни от своя страна биха могли да разрешат десетилетия дебат дали вътрешността на Европа може да поддържа живота или не.
В следващите десетилетия един от най-големите приоритети на космическото проучване е да се изследва „океанските светове“ на Слънчевата система за признаци на живот. За да видите това, НАСА и другите космически агенции са заети с разработването на необходимите инструменти, за да издушат всички химически и биологични показатели. В рамките на десетилетие, с късмет, може просто да открием, че животът на Земята не е изключение, а част от по-голяма норма.
