منذ ذلك الحين كاسينيبعثة دخلت إلى نظام زحل وبدأت في دراسة أقماره ، إنسيلادوس أصبح مصدرًا رئيسيًا للاهتمام. بمجرد أن اكتشف المسبار أعمدة من الماء والجزيئات العضوية تتصاعد من المنطقة القطبية الجنوبية للقمر ، بدأ العلماء في التكهن بأن إنسيلادوس ربما يمتلك محيطًا من المياه الدافئة في باطنه - تمامًا مثل قمر المشتري أوروبا والأجسام الأخرى في نظامنا الشمسي.
تأمل ناسا في المستقبل في إرسال مهمة أخرى إلى هذا النظام لمواصلة استكشاف هذه الأعمدة والجزء الداخلي من إنسيلادوس. من المحتمل أن تتضمن هذه المهمة أداة جديدة أعلنت عنها وكالة ناسا مؤخرًا ، والمعروفة باسم أداة أساسيات الحياة إنسيلادوس بملليمتر (سلفي). هذه الأداة ، التي اقترحها فريق من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، تلقت مؤخرًا دعمًا لمزيد من التطوير.
قبلكاسينيفي مهمة ، اعتقد العلماء أن سطح إنسيلادوس تم تجميده صلبًا. لكن،كاسينيكشفت البيانات عن اهتزاز طفيف في مدار القمر مما يشير إلى وجود محيط داخلي. مثل أوروبا ، يحدث هذا بسبب قوى المد والجزر التي تسبب الانثناء في القلب ، والتي تولد حرارة كافية للاحتفاظ بالماء السائل في الداخل. حول القطب الجنوبي ، يؤدي هذا إلى انفتاح الجليد وتشكيل الشقوق.
عرض فنان يُظهر مقطعًا عرضيًا داخليًا لقشرة إنسيلادوس ، والذي يوضح كيف يمكن أن يتسبب النشاط الحراري المائي في تكوّن أعمدة المياه على سطح القمر. المصدر: NASA-GSFC / SVS، NASA / JPL-Caltech / Southwest Research Institute
الكاسينياكتشفت البعثة أيضًا أعمدة منبثقة من حوالي 100 شق مختلف تنفث باستمرار جزيئات جليدية وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان وغازات أخرى في الفضاء. لدراستها عن كثب ، تعمل وكالة ناسا على تطوير بعض الأدوات الطموحة التي ستعتمد على موجات المليمتر أو موجات التردد اللاسلكي (RF) لتحديد تكوينها ومعرفة المزيد عن المحيط الداخلي لإنسيلادوس.
وفقًا لمحقق SELFI الرئيسي Gordon Chin ، تمثل SELFI تحسينًا كبيرًا على الأجهزة الحالية ذات الطول الموجي دون المليمتر. بمجرد نشرها ، ستقيس آثار المواد الكيميائية في أعمدة المياه والأطراف الجليدية التي تنبعث بشكل دوري من الشقوق الجنوبية لإنسيلادوس ، والمعروفة أيضًا باسم ' خطوط النمر '. بالإضافة إلى الكشف عن التركيب الكيميائي للمحيطات ، ستشير هذه الأداة أيضًا إلى قدرتها على دعم الحياة.
على الأرض ، تعتبر الفتحات الحرارية المائية موطنًا للنظم البيئية المزدهرة ، ويُشتبه في أنها المكان الذي نشأت فيه الحياة لأول مرة على الأرض. لهذا السبب يتوق العلماء إلى دراسة النشاط الحراري المائي على أقمار مثل إنسيلادوس ، لأن هذه يمكن أن تمثل المكان الأكثر احتمالية للعثور على حياة خارج الأرض في نظامنا الشمسي. كما أشار تشين في وكالة ناسا بيان صحفي :
'الأطوال الموجية أقل من المليمتر ، والتي تقع في نطاق الراديو عالي التردد للغاية ، تعطينا طريقة لقياس كمية العديد من أنواع الجزيئات المختلفة في الغاز البارد. يمكننا مسح جميع الأعمدة لرؤية ما يخرج من إنسيلادوس. يمكن لبخار الماء والجزيئات الأخرى الكشف عن بعض كيمياء المحيط وتوجيه مركبة فضائية إلى أفضل مسار للطيران عبر الأعمدة لإجراء قياسات أخرى مباشرة '.
'خطوط النمر' للقمر إنسيلادوس ، كما تصورها مسبار الفضاء كاسيني. الائتمان: NASA / JPL / ESA
تبث جزيئات مثل الماء وثاني أكسيد الكربون وعناصر أخرى ترددات راديوية محددة ، والتي تكون أجهزة قياس الطيف الجزئي تحت المليمتر حساسة لها. الخطوط الطيفية منفصلة للغاية ، ويمكن استخدام الكثافة التي تبثها لتحديد وجودها. بعبارة أخرى ، لن تكون أدوات مثل SELFI قادرة فقط على تحديد التركيب الكيميائي للمحيط الداخلي للقمر إنسيلادوس ، ولكن أيضًا وفرة تلك المواد الكيميائية.
لعقود من الزمان ، تم استخدام أجهزة قياس الطيف في علوم الفضاء لقياس التركيبات الكيميائية للكواكب والنجوم والمذنبات وأهداف أخرى. في الآونة الأخيرة ، كان العلماء يحاولون الحصول على أطياف من الكواكب البعيدة من أجل تحديد التركيبات الكيميائية لغلافها الجوي. هذا أمر بالغ الأهمية عندما يتعلق الأمر بالعثور على الكواكب الخارجية الصالحة للسكن ، لأن بخار الماء والنيتروجين وغاز الأكسجين كلها ضرورية للحياة كما نعرفها.
يعد إجراء عمليات المسح في النطاق دون المليمتر عملية جديدة نسبيًا ، على الرغم من ذلك ، نظرًا لأن الأدوات الحساسة للمليمترات الدقيقة معقدة ويصعب بناؤها. ولكن بمساعدة تمويل البحث والتطوير التابع لوكالة ناسا ، يعمل تشين وزملاؤه على زيادة حساسية الأداة باستخدام مكبر للصوت الذي سيعزز الإشارة إلى حوالي 557 جيجاهرتز. سيسمح هذا لـ SELFI باكتشاف حتى الآثار الدقيقة للمياه والغازات القادمة من سطح إنسيلادوس.
تشمل التحسينات الأخرى نظام معالجة بيانات التردد اللاسلكي الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة والمرونة ، بالإضافة إلى مقياس طيف رقمي متطور لإشارة التردد اللاسلكي. سيستخدم هذا التحسين الأخير دوائر قابلة للبرمجة عالية السرعة لتحويل بيانات التردد اللاسلكي إلى إشارات رقمية يمكن تحليلها لقياس كميات الغاز ودرجات الحرارة والسرعات من أعمدة إنسيلادوس.
نتائج التحليل الطيفي المحتملة من أحد أعمدة المياه في أوروبا. هذا مثال على البيانات التي يمكن أن يعرضها تلسكوب ويب. الائتمان: NASA-GSFC / SVS ، تلسكوب هابل الفضائي ، ستيفاني ميلام ، جيرونيمو فيلانويفا
ستسمح هذه التحسينات لـ SELFI باكتشاف وتحليل 13 نوعًا مختلفًا من الجزيئات في وقت واحد ، والتي تشمل نظائر مختلفة من الماء ، والميثانول ، والأمونيا ، والأوزون ، وبيروكسيد الهيدروجين ، وثاني أكسيد الكبريت ، وكلوريد الصوديوم (المعروف أيضًا باسم الملح). بعيدًا عن إنسيلادوس ، يعتقد تشين أن الفريق يمكنه تحسين الأداة بشكل كافٍ للمهام المستقبلية المقترحة. قال 'SELFI جديد حقًا'. 'هذه واحدة من أكثر أجهزة المليمترات الصغيرة التي تم تصنيعها طموحًا على الإطلاق.'
على سبيل المثال ، في السنوات الأخيرة ، اكتشف العلماء نشاط عمود قادم من سطح أوروبا. هنا أيضًا ، يُعتقد أن هذا النشاط ناتج عن النشاط الحراري الأرضي ، الذي يرسل أعمدة المياه الدافئة من المحيط الداخلي للقمر إلى السطح. بالفعل ، ناسا تأمل افحص هذه الأعمدة وتلك الموجودة على إنسيلادوس باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، والتي سيتم نشرها في عام 2019.
الاحتمال الآخر هو تجهيز المقترح أوروبا كليبر - التي من المقرر إطلاقها بين عامي 2022 و 2025 - بأداة مثل SELFI. تستدعي حزمة الأدوات الخاصة بهذا المسبار مطيافًا ، ولكن يمكن أن تسمح الموجة الجزئية المحسنة وجهاز التردد اللاسلكي بإلقاء نظرة أكثر تفصيلاً على أعمدة يوروبا. يمكن أن تحل هذه البيانات بدورها الجدل الدائر منذ عقود حول ما إذا كان الجزء الداخلي من أوروبا قادرًا على دعم الحياة أم لا.
في العقود القادمة ، تتمثل إحدى أكبر أولويات استكشاف الفضاء في التحقيق في ' عوالم المحيط 'عن علامات الحياة. لمعرفة ذلك ، تنشغل وكالة ناسا ووكالات الفضاء الأخرى في تطوير الأدوات اللازمة لاكتشاف جميع المؤشرات الكيميائية والبيولوجية. في غضون عقد من الزمن ، مع أي حظ ، قد نجد أن الحياة على الأرض ليست استثناءً ، ولكنها جزء من قاعدة أكبر.
قراءة متعمقة: ناسا