Encelado está lanzando agua al espacio desde chorros en su polo sur. Esto lo convierte en un lugar ideal para enviar una misión dedicada, pilotando la nave espacial a través de las columnas con instrumentos de detección de vida. Un nuevo estudio sugiere que una nave espacial debe avanzar con cuidado a través de las columnas de humo, manteniendo su velocidad por debajo de 4,2 km/segundo (2236 millas por hora). El uso de un espectrómetro de impacto de aerosol personalizado y especializado a estas velocidades permitirá que el recolector de muestras de la nave espacial capture aminoácidos frágiles. Se descompondrán más rápido, proporcionando resultados inclusivos.
Una de las mayores sorpresas de la misión Cassini al sistema de Saturno, que duró 20 años, fue el descubrimiento de géiseres activos en Encelado. Con sólo unos 500 kilómetros (310 millas) de diámetro, Encélado cubierto de hielo tendría que ser demasiado pequeño y estar demasiado lejos del Sol para estar activo. En cambio, esta pequeña luna es uno de los objetos geológicamente más dinámicos del Sistema Solar.
Las impresionantes imágenes retroiluminadas de esta luna tomadas por Cassini muestran columnas en erupción en géiseres similares a los de Yellowstone, que emanan de fracturas en forma de franja de tigre en la superficie de la luna. El descubrimiento de los géiseres adquirió mayor importancia cuando Cassini determinó más tarde que las columnas contenían hielo de agua y sustancias orgánicas. Dado que la vida tal como la conocemos depende del agua y de una fuente de energía, esta pequeña pero energética luna se ha agregado a la breve lista de posibles lugares para la vida en nuestro Sistema Solar.
Durante los tres pases de Cassini por Encelado en 2008 y 2009, el Analizador de Polvo Cósmico de la nave espacial midió la composición de los granos de penacho recién expulsados. Las partículas de hielo alcanzaron el objetivo del detector a una velocidad de 6,5 a 17,5 km/s y se vaporizaron instantáneamente. Aunque los campos eléctricos dentro del instrumento pudieron separar los diversos componentes de la nube de impacto resultante para su análisis, para una misión futura, a los científicos les gustaría medir las partículas en las columnas sin vaporizarlas por completo.
En 2012, investigadores de la Universidad de California en San Diego comenzaron a trabajar en un espectrómetro de impacto de aerosoles único y personalizado, diseñado para estudiar la dinámica de colisión de aerosoles y partículas individuales a altas velocidades. Aunque no está construido específicamente para estudiar los impactos de los granos de hielo, este instrumento podría ser justo lo que los científicos planetarios están buscando para usar en Encelado, o incluso en Europa, la luna de Júpiter, donde hay evidencia creciente de columnas de vapor de agua activas. brotando de su superficie.
Continetti y varios colegas han probado el dispositivo en el laboratorio y han demostrado que los aminoácidos transportados en columnas de hielo, como en Encelado, pueden sobrevivir a impactos a velocidades de hasta 4,2 km/s. Su investigación es publicado en Las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
«Este dispositivo es el único de su tipo en el mundo que puede seleccionar partículas individuales y acelerarlas o desacelerarlas hasta alcanzar velocidades finales elegidas». dijo el profesor de UC San Diego, Robert Continetti, en un comunicado de prensa. «Desde varias micras de diámetro hasta cientos de nanómetros, en una variedad de materiales, podemos examinar el comportamiento de las partículas, como cómo se propagan o cómo cambian sus estructuras tras el impacto».
A partir de las mediciones de Cassini, los científicos estiman que las columnas de hielo de Encelado explotan a aproximadamente 0,4 km/s (800 millas por hora). Una nave espacial tendría que volar a las velocidades adecuadas para garantizar que las partículas pudieran capturarse intactas.
El Europa Clipper, cuyo lanzamiento está previsto para octubre de 2024, viajará a Júpiter (orbitará Júpiter en lugar de Europa directamente). Tiene un espectrómetro a bordo para determinar la composición de la superficie y buscar columnas que arrojen agua al espacio. Continetti y sus colegas esperan que su investigación ayude a determinar qué velocidades de impacto serían ideales. Pero también esperan que futuras sondas a Saturno puedan identificar una serie específica de moléculas en los granos de hielo que podrían determinar si existe vida en los océanos subterráneos de estas lunas. El desafío es hacer que las moléculas sobrevivan a la rápida expulsión de la Luna y a la recolección por parte de la sonda. Confían en que su detector pueda hacer esto.
«Las implicaciones que esto tiene para detectar vida en otras partes del Sistema Solar sin misiones a la superficie de estas lunas oceánicas son muy interesantes, pero nuestro trabajo va más allá de las biofirmas en granos de hielo», dijo Continetti. “Esto también tiene implicaciones para la química fundamental. Estamos entusiasmados con la perspectiva de… observar la formación de los componentes básicos de la vida a partir de reacciones químicas activadas por el impacto de los granos de hielo”.
