Los científicos e ingenieros de la NASA han concebido y planean construir un ambicioso instrumento de radio o de ondas submilimétricas para estudiar la composición de los géiseres que arrojan vapor de agua y partículas heladas desde el polo sur de la pequeña luna de Saturno. Encelado.

El equipo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, recibió recientemente apoyo para tecnologías avanzadas necesarias para el Instrumento Submilimétrico Encelado Life Fundamentals, o SELFI. Este instrumento de teledetección representa una mejora significativa con respecto al estado actual de la técnica en dispositivos de longitud de onda submilimétrica, dijo el investigador principal de SELFI, Gordon Chin.

SELFI está siendo diseñado para medir trazas de sustancias químicas en las columnas de vapor de agua y partículas heladas que emanan de fisuras, también conocido como rayas de tigre, en Encelado, Sexta luna más grande de Saturno. Al estudiar las plumas, los científicos creen que pueden extrapolar la composición del océano que se encuentra debajo de la corteza helada de la luna y su potencial para albergar vida extraterrestre.

Encelado ha intrigado a los científicos desde que la misión Cassini de la NASA, recientemente finalizada, descubrió las columnas que arrojan partículas continuamente. vapor de agua, dióxido de carbono, metano, y otros gases de unos 100 sitios en la superficie de la luna. Aunque los científicos inicialmente pensaron que Encelado estaba congelado, Los datos de Cassini revelaron una ligera oscilación en la órbita de la luna que sugiere la presencia de un océano global debajo del hielo. Las fuerzas de marea de Saturno parecen tirar y apretar a Encelado, generando suficiente calor para retener agua líquida en el interior y romper la cáscara helada. Esto forma fisuras desde las que chorros de agua se esparcen por el espacio.

La pregunta que los científicos quieren responder en última instancia es si existe vida en Encelado o en otros mundos helados del sistema solar exterior. En el fondo de los océanos de la Tierra, Los respiraderos hidrotermales prosperan con vida. ¿Encelado tiene respiraderos hidrotermales cálidos en el fondo de su océano que podrían sustentar la vida?

"Longitudes de onda submilimétricas, que están en el rango de radio de muy alta frecuencia, Danos una forma de medir la cantidad de muchos tipos diferentes de moléculas en un gas frío. Podemos escanear todas las plumas para ver qué sale de Encelado, "Dijo Chin." El vapor de agua y otras moléculas pueden revelar parte de la química del océano y guiar a una nave espacial hacia el mejor camino para volar a través de las columnas y hacer otras mediciones directamente ".

"Como sintonizar una emisora ​​de radio"

"Moléculas como el agua y el monóxido de carbono, y otros, son como pequeñas estaciones de radio que transmiten en frecuencias muy específicas que dicen:'Oye, Soy agua Soy monóxido de carbono '", Continuó Chin, agregando que un espectrómetro submilimétrico sensible a estas longitudes de onda es como sintonizar una estación de radio con una señal de llamada molecular específica. "Las líneas espectrales son tan discretas que podemos identificar y cuantificar sustancias químicas sin confusión alguna, "añadió Paul Racette, un ingeniero de Goddard que se desempeña como ingeniero jefe de sistemas del esfuerzo.

Utilizado en ciencia espacial en todas las bandas de frecuencia o longitud de onda, Los espectrómetros pueden analizar la composición química de gases y sólidos en planetas, estrellas, cometas y otros objetivos, decirle a los científicos mucho sobre sus propiedades físicas. La sintonización en la banda submilimétrica es relativamente nueva debido a la complejidad de construir instrumentos sensibles al submilímetro.

Con fondos de investigación y desarrollo de la NASA, Chin y su equipo están aumentando la sensibilidad del instrumento con un amplificador para aumentar la señal en la región alrededor de la frecuencia de 557 GHz que tiene la señal más fuerte del agua. Esto mejorará la capacidad de medir incluso pequeñas cantidades de agua y trazas de otros gases, incluso a las bajas temperaturas, y explorar todo el sistema de respiraderos de superficie en Encelado, Dijo Racette.

El equipo también está creando un sistema de procesamiento de datos de radiofrecuencia (RF) más eficiente en energía y flexible y un espectrómetro digital sofisticado para la señal de RF. El espectrómetro digital empleará circuitos programables de alta velocidad para convertir RF en señales digitales que se pueden analizar para medir las cantidades de gas de las columnas. temperaturas y velocidades.

Debido a estas mejoras, SELFI podrá detectar y analizar simultáneamente 13 especies moleculares, incluyendo agua en diversas formas isotópicas, así como metanol, amoníaco, ozono, peróxido de hidrógeno, dióxido de azufre, y cloruro de sodio, el producto químico de la sal de mesa que hace que los océanos de la Tierra sean salados.

"SELFI es realmente nuevo, "Chin dijo, y agregó que cree que el equipo puede mejorar lo suficiente el instrumento para proponerlo para una misión futura. "Este es uno de los instrumentos submilimétricos más ambiciosos jamás construidos".