Kể từ khiCassini Nhiệm vụ đã xâm nhập vào hệ thống Sao Thổ và bắt đầu nghiên cứu các mặt trăng của nó, Enceladus đã trở thành một nguồn quan tâm chính. Khi tàu thăm dò phát hiện ra các khối nước và các phân tử hữu cơ phun trào từ vùng cực nam Mặt trăng, các nhà khoa học bắt đầu suy đoán rằng Enceladus có thể sở hữu một đại dương nước ấm trong phần bên trong của nó - giống như sao Mộc Jupiter mặt trăng Europa và các thiên thể khác trong Hệ Mặt trời của chúng ta.
Trong tương lai, NASA hy vọng sẽ gửi một nhiệm vụ khác đến hệ thống này để khám phá thêm về các chuỗi này và nội thất của Enceladus. Nhiệm vụ này có thể sẽ bao gồm một công cụ mới đã được NASA công bố gần đây, được biết đến với tên gọi Công cụ cơ bản cuộc sống Submillim Enceladus (SELFI). Công cụ này, được đề xuất bởi một nhóm từ Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, gần đây đã nhận được hỗ trợ để phát triển hơn nữa.
Trước Cassini Nhiệm vụ, các nhà khoa học nghĩ rằng bề mặt của Enceladus là chất rắn đông lạnh. Tuy nhiên, Cassini dữ liệu cho thấy một sự chao đảo nhẹ trong quỹ đạo mặt trăng gợi ý sự hiện diện của một đại dương bên trong. Giống như Europa, điều này được gây ra bởi các lực thủy triều gây ra sự uốn cong trong lõi, tạo ra đủ nhiệt để giữ nước lỏng trong nội thất. Xung quanh cực nam, điều này dẫn đến việc băng nứt mở ra và hình thành các khe nứt.
Các Cassini Nhiệm vụ cũng phát hiện ra các luồng khí phát ra từ khoảng 100 khe nứt khác nhau liên tục phun ra các hạt băng giá, hơi nước, carbon dioxide, metan và các loại khí khác vào không gian. Để nghiên cứu kỹ hơn, NASA đã phát triển một số công cụ đầy tham vọng sẽ dựa vào sóng milimet hoặc sóng tần số vô tuyến (RF) để xác định thành phần của chúng và tìm hiểu thêm về đại dương bên trong Enceladus.
Theo Gordon Chin, nhà điều tra chính của SelFI, SELFI đại diện cho một sự cải thiện đáng kể so với các thiết bị đo bước sóng dưới chu vi hiện có. Sau khi được triển khai, nó sẽ đo các dấu vết của hóa chất trong các đám nước và băng giá được phát ra định kỳ từ các khe nứt phía nam Enceladus, còn được gọi là mật hổ Tiger Ngoài việc tiết lộ thành phần hóa học của đại dương, công cụ này cũng sẽ chỉ ra tiềm năng hỗ trợ sự sống.
Trên trái đất, các lỗ thông thủy nhiệt là nơi sinh sống của các hệ sinh thái thịnh vượng và thậm chí còn bị nghi ngờ là nơi xuất hiện sự sống lần đầu tiên trên Trái đất. Do đó, tại sao các nhà khoa học rất muốn nghiên cứu hoạt động thủy nhiệt trên các mặt trăng như Enceladus, vì chúng có thể là nơi có khả năng nhất để tìm thấy sự sống ngoài Trái đất trong Hệ Mặt trời của chúng ta. Như Chin đã chỉ ra trong một tuyên bố báo chí của NASA:
Bước sóng của máy nghiền siêu nhỏ, nằm trong dải vô tuyến tần số rất cao, cho chúng ta cách đo lượng của nhiều loại phân tử khác nhau trong khí lạnh. Chúng ta có thể quét qua tất cả các chuỗi để xem những gì xuất hiện từ Enceladus. Hơi nước và các phân tử khác có thể tiết lộ một số hóa học của Đại dương và hướng dẫn một tàu vũ trụ đi trên con đường tốt nhất để bay qua các luồng để thực hiện các phép đo khác trực tiếp.
Các phân tử như nước, carbon dioxide và các yếu tố khác phát sóng tần số vô tuyến cụ thể, mà quang phổ kế chu vi rất nhạy cảm. Các vạch quang phổ rất rời rạc và cường độ chúng phát ra có thể được sử dụng để định lượng sự tồn tại của chúng. Nói cách khác, các công cụ như SELFI sẽ không chỉ có thể xác định thành phần hóa học của đại dương nội địa Enceladus, mà còn có sự phong phú của các hóa chất đó.
Trong nhiều thập kỷ, máy quang phổ đã được sử dụng trong khoa học vũ trụ để đo thành phần hóa học của các hành tinh, sao, sao chổi và các mục tiêu khác. Gần đây nhất, các nhà khoa học đã cố gắng thu được quang phổ từ các hành tinh xa xôi để xác định thành phần hóa học trong khí quyển của chúng. Điều này rất quan trọng khi tìm ra các ngoại hành tinh có thể ở được, vì hơi nước, khí nitơ và khí oxy đều cần thiết cho sự sống như chúng ta biết.
Tuy nhiên, thực hiện quét trong dải dưới chu vi là một quá trình tương đối mới, vì các dụng cụ nhạy cảm với máy đo độ sâu rất phức tạp và khó chế tạo. Nhưng với sự giúp đỡ của tài trợ nghiên cứu và phát triển của NASA, Chin và các đồng nghiệp của ông đang tăng độ nhạy của nhạc cụ bằng cách sử dụng bộ khuếch đại sẽ tăng tín hiệu lên khoảng 557 GHz. Điều này sẽ cho phép SELFI phát hiện các dấu vết nước và khí thậm chí trong một phút từ bề mặt của Enceladus.
Những cải tiến khác bao gồm hệ thống xử lý dữ liệu tần số vô tuyến linh hoạt và tiết kiệm năng lượng hơn, cũng như máy quang phổ kỹ thuật số tinh vi cho tín hiệu RF. Cải tiến thứ hai này sẽ sử dụng mạch lập trình tốc độ cao để chuyển đổi dữ liệu RF thành tín hiệu số có thể được phân tích để đo lượng khí, nhiệt độ và vận tốc từ các luồng khí Enceladus.
Những cải tiến này sẽ cho phép SELFI phát hiện và phân tích đồng thời 13 loại phân tử khác nhau, bao gồm các đồng vị khác nhau của nước, metanol, amoniac, ozone, hydro peroxide, sulfur dioxide và natri clorua (còn gọi là muối). Ngoài Enceladus, Chin tin rằng nhóm có thể cải thiện đủ công cụ cho các nhiệm vụ trong tương lai. Ông TỰ TIN thực sự là người mới, ông nói. Đây là một trong những dụng cụ đo độ sâu đầy tham vọng nhất từng được chế tạo.
Chẳng hạn, trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra hoạt động tạo khói đến từ bề mặt của Europa. Ở đây cũng vậy, hoạt động này được cho là kết quả của hoạt động địa nhiệt, gửi các luồng nước ấm từ đại dương nội địa mặt trăng lên bề mặt. Đã có, NASA hy vọng sẽ kiểm tra các chùm này và những người trên Enceladus bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb, sẽ được triển khai vào năm 2019.
Một khả năng khác là trang bị cho Europa Clip được đề xuất - dự kiến ra mắt từ năm 2022 đến 2025 - với một công cụ như SELFI. Gói thiết bị cho đầu dò này đã yêu cầu một máy quang phổ kế, nhưng một thiết bị RF và sóng dưới chu vi cải tiến có thể cho phép có cái nhìn chi tiết hơn về các chuỗi Europa Europa. Dữ liệu này có thể lần lượt giải quyết cuộc tranh luận kéo dài hàng thập kỷ về việc liệu nội thất Europa Europa có khả năng hỗ trợ cuộc sống hay không.
Trong những thập kỷ tới, một trong những ưu tiên lớn nhất của thám hiểm không gian là điều tra Hệ mặt trời Nhật Bản Dương Thế giới Ocean để tìm dấu hiệu của sự sống. Để thấy điều này, NASA và các cơ quan không gian khác đang bận rộn phát triển các công cụ cần thiết để đánh hơi tất cả các chỉ số hóa học và sinh học. Trong vòng một thập kỷ, với bất kỳ may mắn nào, chúng ta có thể thấy rằng sự sống trên Trái đất không phải là ngoại lệ, mà là một phần của một quy tắc lớn hơn.
