4.7K
Ученые и инженеры Центра космических полетов NASA им. Годдарада планируют построить амбициозный субмиллиметровый радиоинструмент для изучения состава гейзеров, извергающих водяной пар и ледяные частицы с южного полюса Энцелада.
Команда недавно получила поддержку своих передовых технологий, необходимых для инструмента «SELFI» (Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument). Прибор дистанционного зондирования совершит прорыв относительно современного уровня устройств, работающих на субмиллиметровых длинах волн.
«SELFI» предназначен для измерения следов химических веществ в выбросах водяного пара и ледяных частиц, которые разлетаются из трещин Энцелада, также известных как «тигровые полосы». Изучая их, ученые экстраполируют состав океана, который лежит под ледяной коркой луны, и определят его потенциал к поддержанию внеземной жизни.
Энцелад заинтриговал ученых, когда миссия «Cassini» обнаружила гейзеры, которые непрерывно извергают частицы льда, водяной пар, углекислый газ, метан и другие газы из примерно 100 участков на поверхности луны. Данные зонда показали небольшое колебание на орбите спутника, что свидетельствует о наличии глобального океана подо льдом. Приливные силы Сатурна вытягивают и сжимают Энцелад, выделяя достаточно тепла, чтобы удерживать жидкость и повреждать ледяную оболочку. В итоге, из образовавшихся поверхностных трещин струи воды вырываются в космос. На дне океанов Земли жизнь процветает у гидротермальных хребтов. Есть ли у Энцелада теплые гидротермальные отверстия на дне океана, которые могут поддерживать жизнь?
Субмиллиметровые длины волн, находящиеся в диапазоне очень высоких радиочастот, дают возможность измерить количество различных молекул в холодном газе. Водяной пар и другие молекулы позволят выявить химию океана. Молекулы, такие как вода, окись углерода и другие, словно маленькие радиостанции, которые транслируются на очень специфических частотах. Субмиллиметровый спектрометр, чувствительный к этим длинам волн, подобен настройке на радиостанцию со специальным молекулярным сигналом вызова.
Спектрометры, используемые в космической науке по всем диапазонам длин волн или частот, могут анализировать химический состав газов и металлов в планетах, звездах, кометах и других объектах, рассказывая ученым о своих физических свойствах. Усиление оборудования в субмиллиметровом диапазоне является относительно новым из-за сложности создания таких приборов.
Благодаря финансированию NASA команда увеличит чувствительность инструмента для усиления сигнала в области частоты 557 ГГц, которая транслирует сильный сигнал от воды, что позволит измерить даже призрачное количество воды и следов других газов при низких температурах и исследовать всю систему поверхностных трещин на Энцеладе.
Ученые также создадут более энергоэффективную и гибкую радиочастотную систему обработки данных и сложный цифровой спектрометр для радиочастотного сигнала. Цифровой спектрометр будет использовать высокоскоростную программируемую схему преобразования радиоволн в цифровые сигналы.
Из-за этих улучшений «SELFI» сможет одновременно обнаруживать и анализировать 13 молекулярных видов, включая воду в различных изотопных формах, а также метанол, аммиак, озон, перекись водорода, двуокись серы, хлорид натрия, химикат столовой соли и морскую соль.