Forestil dig dette SELFI:NASA avancerer instrument til at studere Enceladus's fjer

NASA-forskere og ingeniører har udtænkt og planlægger at bygge et ambitiøst submillimeter-bølge- eller radioinstrument for at studere sammensætningen af ​​gejsere, der spytter vanddamp og iskolde partikler fra sydpolen på Saturns lille måne, Enceladus.

Teamet på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, modtog for nylig støtte til avancerede teknologier, der er nødvendige for Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument, eller SELFI. Dette fjernfølerinstrument repræsenterer en betydelig forbedring i forhold til den nuværende state-of-the-art inden for submillimeterbølgelængdeudstyr, sagde SELFI -hovedforsker Gordon Chin.

SELFI er designet til at måle spor af kemikalier i vanddampene og isnende partikler, der stammer fra sprækker, også kendt som tigerstriber, på Enceladus, Saturns sjette største måne. Ved at studere fjerene, forskere mener, at de kan ekstrapolere havets sammensætning, der ligger under månens iskolde skorpe og dets potentiale til at være vært for udenjordisk liv.

Enceladus har fascineret forskere siden NASAs nyligt afsluttede Cassini -mission opdagede de fjer, der kontinuerligt spytter partikler, vanddamp, carbondioxid, metan, og andre gasser fra omkring 100 steder på månens overflade. Selvom forskere oprindeligt troede, at Enceladus var frosset fast, Cassini -data afslørede en svag vingling i månens bane, der tyder på tilstedeværelsen af ​​et globalt hav under isen. Saturns tidevandskræfter ser ud til at trække og klemme Enceladus, genererer nok varme til at holde vandvæske i det indre og revne den iskolde skal. Dette danner sprækker, hvorfra vandstråler sprøjter ud i rummet.

Spørgsmålet, forskere i sidste ende vil besvare, er, om der findes liv i Enceladus eller på andre iskolde verdener i det ydre solsystem. I bunden af ​​Jordens oceaner, hydrotermiske ventilationsåbninger trives med livet. Har Enceladus varme hydrotermiske ventilationsåbninger i bunden af ​​havet, der kan understøtte livet?

"Submillimeter bølgelængder, som ligger inden for meget højfrekvent radio, giv os en måde at måle mængden af ​​mange forskellige slags molekyler i en kold gas. Vi kan scanne gennem alle fjerene for at se, hvad der kommer ud fra Enceladus, "Chin sagde." Vanddamp og andre molekyler kan afsløre noget af havets kemi og lede et rumskib på den bedste vej for at flyve gennem fjerene for at foretage andre målinger direkte. "

"Som at indstille en radiostation"

"Molekyler som vand og kulilte, og andre, ligner små radiostationer, der sender på meget specifikke frekvenser, der siger, 'Hej, Jeg er vand, Jeg er kulilte, '"Chin fortsatte, tilføjer, at et submillimeter spektrometer, der er følsomt over for disse bølgelængder, er som at stille ind på en radiostation med et specifikt molekylært kaldesignal. "De spektrale linjer er så diskrete, at vi kan identificere og kvantificere kemikalier uden nogen som helst forvirring, "tilføjede Paul Racette, en Goddard -ingeniør, der fungerer som indsatsens øverste systemingeniør.

Anvendes inden for rumvidenskab på tværs af alle bølgelængde- eller frekvensbånd, spektrometre kan analysere den kemiske sammensætning af gasser og faste stoffer på planeter, stjerner, kometer, og andre mål, fortæller forskere meget om deres fysiske egenskaber. Tuning til submillimeterbåndet er relativt nyt på grund af kompleksiteten ved at bygge submillimeterfølsomme instrumenter.

Med NASAs forsknings- og udviklingsfinansiering, Chin og hans team øger instrumentets følsomhed med en forstærker for at øge signalet i området omkring 557 GHz -frekvensen, der har det stærkeste signal fra vand. Dette vil forbedre evnen til at måle selv forsvindende små mængder vand og spor af andre gasser, selv ved de kolde temperaturer, og udforske hele systemet med overfladeventiler på Enceladus, Sagde Racette.

Teamet skaber også et mere energieffektivt og fleksibelt databehandlingssystem til radiofrekvens (RF) og et sofistikeret digitalt spektrometer til RF-signalet. Det digitale spektrometer vil anvende programmerbare højhastigheds-kredsløb til at konvertere RF til digitale signaler, der kan analyseres for at måle røvenes gasmængder, temperaturer, og hastigheder.

På grund af disse forbedringer, SELFI vil være i stand til samtidigt at opdage og analysere 13 molekylære arter, herunder vand i forskellige isotopiske former samt methanol, ammoniak, ozon, brintoverilte, Svovldioxid, og natriumchlorid, bordsaltkemikalien, der gør Jordens oceaner salte.

"SELFI er virkelig nyt, "Chin sagde, tilføjer, at han mener, at teamet i tilstrækkelig grad kan forbedre instrumentet til at foreslå en fremtidig mission. "Dette er et af de mest ambitiøse submillimeterinstrumenter, der nogensinde er bygget."