p Cientistas e engenheiros da NASA conceberam e planejam construir uma onda submilimétrica ambiciosa ou instrumento de rádio para estudar a composição de gêiseres que expelem vapor d'água e partículas de gelo do pólo sul da pequena lua de Saturno, Enceladus. p A equipe do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, recebeu recentemente suporte para avançar as tecnologias necessárias para o Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument, ou SELFI. Este instrumento de sensoriamento remoto representa uma melhoria significativa em relação ao estado da arte atual em dispositivos de comprimento de onda submilímetro, disse o investigador principal da SELFI, Gordon Chin.

p SELFI está sendo projetado para medir vestígios de produtos químicos nas nuvens de vapor de água e partículas de gelo que emanam de fissuras, também conhecido como listras de tigre, em Enceladus, Sexta maior lua de Saturno. Ao estudar as plumas, os cientistas acreditam que podem extrapolar a composição do oceano que está abaixo da crosta gelada da lua e seu potencial para hospedar vida extraterrestre.

p Enceladus intrigou os cientistas desde que a missão Cassini da NASA, recentemente encerrada, descobriu as plumas que lançam partículas continuamente, vapor de água, dióxido de carbono, metano, e outros gases de cerca de 100 locais na superfície da lua. Embora os cientistas inicialmente pensassem que Enceladus estava congelado, Dados da Cassini revelaram uma ligeira oscilação na órbita da lua que sugere a presença de um oceano global sob o gelo. As forças de maré de Saturno parecem puxar e apertar Encélado, gerando calor suficiente para reter o líquido de água no interior e quebrar a casca gelada. Isso forma fissuras a partir das quais jatos de água são borrifados no espaço.

p A questão que os cientistas querem responder é se existe vida em Enceladus ou em outros mundos gelados do sistema solar externo. No fundo dos oceanos da Terra, as fontes hidrotermais prosperam com vida. Enceladus tem fontes hidrotermais quentes no fundo do oceano que podem sustentar a vida?

p "Comprimentos de onda submilimétricos, que estão na faixa de rádio de frequência muito alta, nos dá uma maneira de medir a quantidade de muitos tipos diferentes de moléculas em um gás frio. Podemos examinar todas as plumas para ver o que está saindo de Encélado, "Chin disse." O vapor de água e outras moléculas podem revelar um pouco da química do oceano e guiar uma espaçonave para o melhor caminho para voar através das plumas para fazer outras medições diretamente. "

p "Like Tuning a Radio Station"

p "Moléculas como água e monóxido de carbono, e outros, são como pequenas estações de rádio que transmitem em frequências muito específicas que dizem, 'Ei, Eu sou agua, Eu sou monóxido de carbono, '"Chin continuou, acrescentando que um espectrômetro submilimétrico sensível a esses comprimentos de onda é como sintonizar uma estação de rádio com um indicativo molecular específico. "As linhas espectrais são tão discretas que podemos identificar e quantificar produtos químicos sem confusão alguma, "adicionou Paul Racette, um engenheiro Goddard que atua como engenheiro-chefe de sistemas do esforço.

p Usado na ciência espacial em todos os comprimentos de onda ou bandas de frequência, espectrômetros podem analisar a composição química de gases e sólidos em planetas, estrelas, cometas, e outros alvos, dizendo aos cientistas muito sobre suas propriedades físicas. O ajuste na banda submilimétrica é relativamente novo devido à complexidade da construção de instrumentos sensíveis ao submilímetro.

p Com financiamento de pesquisa e desenvolvimento da NASA, Chin e sua equipe estão aumentando a sensibilidade do instrumento com um amplificador para aumentar o sinal na região em torno da frequência de 557 GHz que tem o sinal mais forte da água. Isso vai melhorar a capacidade de medir até mesmo pequenas quantidades de água e vestígios de outros gases, mesmo com as temperaturas frias, e explorar todo o sistema de aberturas de superfície em Enceladus, Racette disse.

p A equipe também está criando um sistema de processamento de dados de radiofrequência (RF) mais flexível e eficiente em termos de energia e um espectrômetro digital sofisticado para o sinal de RF. O espectrômetro digital empregará circuitos programáveis ​​de alta velocidade para converter RF em sinais digitais que podem ser analisados ​​para medir as quantidades de gás das plumas, temperaturas, e velocidades.

p Por causa dessas melhorias, SELFI será capaz de detectar e analisar simultaneamente 13 espécies moleculares, incluindo água em várias formas isotópicas, bem como metanol, amônia, ozônio, peróxido de hidrogênio, dióxido de enxofre, e cloreto de sódio, o sal de mesa químico que torna os oceanos da Terra salgados.

p "SELFI é realmente novo, "Chin disse, acrescentando que acredita que a equipe pode melhorar o suficiente o instrumento para propor uma missão futura. "Este é um dos instrumentos submilimétricos mais ambiciosos já construídos."