AlatesCassini missioon sisenes Saturni süsteemi ja asus uurima selle kuud, Enceladusest on saanud suur huvi. Kui sond tuvastas Kuu lõunapolaarjoonest purskavaid vee- ja orgaaniliste molekulide plekke, hakkasid teadlased spekuleerima, et Enceladusel võib olla tema sisemuses sooja veega ookean - sarnaselt Jupiteri kuule Europa ja muudele meie Päikesesüsteemi kehadele.
Tulevikus loodab NASA saata sellesse süsteemi veel ühe missiooni, et neid sulestikke ja Enceladuse sisemust põhjalikumalt uurida. Selle missiooni juurde kuulub tõenäoliselt uus instrument, mille NASA hiljuti välja kuulutas ja mida tuntakse nimega Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI). See instrument, mille pakkus välja NASA Goddardi kosmoselennukeskuse meeskond, sai hiljuti tuge edasiseks arendamiseks.
Enne Cassini Teadlased arvasid, et Enceladuse pind on külmunud tahkena. Kuid, Cassini andmed paljastasid kuu orbiidil kerget võnget, mis viitas sisemise ookeani olemasolule. Sarnaselt Europale põhjustavad seda loodejõud, mis põhjustavad südamiku paindumist, mis tekitab piisavalt soojust, et hoida sisemuses vedelat vett. Lõunapooluse ümber põhjustab see jää pragunemist ja moodustab pragusid.
Cassini missioon avastas ka umbes 100 erineva lõhe vältel tekkivad torud, mis juhivad kosmosesse pidevalt jäiseid osakesi, veeauru, süsinikdioksiidi, metaani ja muid gaase. Nende lähemalt uurimiseks on NASA välja töötanud mõned ambitsioonikad instrumendid, mis tuginevad millimeetri- või raadiosageduslikele (RF) lainetele nende koostise määramiseks ja Enceladuse sise ookeani tundmaõppimiseks.
SELFI peauurija Gordon Chini sõnul on SELFI olemasolevate submillimeetri lainepikkusega seadmetega võrreldes oluline edasiminek. Pärast kasutuselevõttu mõõdab see kemikaalide jälgi veekogudes ja jäistel osadel, mis perioodiliselt tekkisid Enceladusu lõunapoolsetest lõhedest, mida tuntakse ka tiigritriipudena. Lisaks ookeani keemilise koostise ilmutamisele näitab see instrument ka selle potentsiaali elu toetamiseks.
Maa peal on hüdrotermilised õhuavad elujõuliste ökosüsteemide kodu ja arvatakse, et see on isegi koht, kus elu esmakordselt Maal tekkis. Seetõttu uurivad teadlased innukalt selliste kuude hüdrotermilist aktiivsust nagu Enceladus, kuna need võivad olla meie Päikesesüsteemis maapealse elu leidmiseks kõige tõenäolisem koht. Nagu Chin NASA pressiteates märkis:
“Submillimeetri lainepikkused, mis jäävad väga kõrge sagedusega raadio ulatusse, annavad meile võimaluse mõõta paljude erinevate molekulide kogust külmas gaasis. Saame läbi vaadata kõik pliidid, et näha, mis Enceladusest välja tuleb. Veeaur ja muud molekulid võivad paljastada osa ookeani keemiast ja suunata kosmoselaeva parimatele viisidele, kuidas lennata läbi torude, et teha muid mõõtmisi otse. ”
Molekulid, nagu vesi, süsinikdioksiid ja muud elemendid, edastavad spetsiifilisi raadiosagedusi, mille suhtes submillimeetri spektromeetrid on tundlikud. Spektrijooned on väga diskreetsed ja nende edastamise intensiivsust saab kasutada nende olemasolu kvantitatiivseks määramiseks. Teisisõnu, sellised instrumendid nagu SELFI ei suuda mitte ainult kindlaks teha Enceladuse sise ookeani keemilist koostist, vaid ka nende kemikaalide arvukust.
Aastakümnete jooksul on kosmoseteadustes kasutatud spektromeetreid, et mõõta planeetide, tähtede, komeetide ja muude sihtmärkide keemilist koostist. Viimasel ajal on teadlased üritanud spektrit saada kaugetest planeetidest, et teha kindlaks nende atmosfääri keemiline koostis. See on ülioluline potentsiaalselt elamiskõlblike eksoplaneetide leidmisel, kuna veeaur, lämmastik ja hapniku gaas on kõik eluks vajalikud, nagu me seda teame.
Skaneeringute teostamine submillimeetri ribas on suhteliselt uus protsess, kuna submillimeetri suhtes tundlikud instrumendid on keerukad ja neid on keeruline üles ehitada. Kuid NASA teadus- ja arendustegevuse rahastamise abil suurendavad Chin ja tema kolleegid instrumendi tundlikkust võimendi abil, mis suurendab signaali umbes 557 GHz-ni. See võimaldab SELFI-l tuvastada Enceladuse pinnalt tuleva vee ja gaaside minimaalsed jäljed.
Muud täiendused hõlmavad energiasäästlikumat ja paindlikumat raadiosageduse andmetöötlussüsteemi, samuti RF-signaali keerukamat digitaalset spektromeetrit. Viimane täiustus kasutab kiire programmeeritavat vooluahelat, et teisendada raadiosagedusandmeid digitaalseteks signaalideks, mida saab analüüsida, et mõõta Enceladusest pärit gaasikoguseid, temperatuuri ja kiirust.
Need täiustused võimaldavad SELFI-l samaaegselt tuvastada ja analüüsida 13 erinevat tüüpi molekuli, mille hulka kuuluvad erinevad vee, metanooli, ammoniaagi, osooni, vesinikperoksiidi, vääveldioksiidi ja naatriumkloriidi (aka soola) erinevad isotoobid. Lisaks Enceladusele usub Chin, et meeskond saab kavandatud tulevaste missioonide jaoks piisavalt vahendeid täiustada. "SELFI on tõesti uus," ütles ta. "See on üks ambitsioonikamaid submillimeetri mõõteriistu, mis eales ehitatud."
Näiteks on teadlased viimastel aastatel märganud prügi aktiivsust, mis on pärit Euroopa pinnalt. Ka siin arvatakse, et see tegevus on geotermilise tegevuse tagajärg, mis saadab kuuma vee ookeanid Kuu siseookeanist pinnale. Juba loodab NASA uurida neid ja Enceladusel asuvaid plaane James Webbi kosmoseteleskoobi abil, mis võetakse kasutusele 2019. aastal.
Teine võimalus oleks varustada kavandatav Europa Clipper - mis peaks käivituma aastatel 2022–2025 - sellise instrumendiga nagu SELFI. Selle sondi mõõteriistakomplekt nõuab juba spektromeetrit, kuid täiustatud submillimeetri laine- ja RF-seade võimaldaks Euroopa plüüme üksikasjalikumalt vaadata. Need andmed võiksid omakorda lahendada aastakümneid kestnud mõttevahetuse selle üle, kas Europa interjöör suudab elu toetada või mitte.
Järgnevatel aastakümnetel on kosmoseuuringute üks suurimaid prioriteete Päikesesüsteemi “ookeanimaailmade” uurimine, et leida elumärke. Selle läbi nägemiseks tegelevad NASA ja muud kosmoseagentuurid kõigi keemiliste ja bioloogiliste näitajate nuusutamiseks vajalike tööriistade väljatöötamisega. Kümne aasta jooksul võib juhtuda, et õnne korral võib Maa elu olla erand, vaid osa suuremast normist.
