Encélado está lançando água para o espaço a partir dos jatos em seu pólo sul. Isto o torna o local ideal para enviar uma missão dedicada, pilotando a espaçonave através das plumas com instrumentos de detecção de vida. Um novo estudo sugere que uma nave espacial deve avançar cuidadosamente através das plumas, mantendo a sua velocidade abaixo de 4,2 km/segundo (2.236 milhas por hora). A utilização de um espectrómetro de impacto de aerossol especializado e personalizado a estas velocidades permitirá que aminoácidos frágeis sejam capturados pelo colector de amostras da nave espacial. Mais rápido, eles se quebrarão, proporcionando resultados inclusivos.
Uma das maiores surpresas da missão Cassini ao sistema de Saturno, que durou 20 anos, foi a descoberta dos gêiseres ativos em Encélado. Com apenas cerca de 500 km (310 milhas) de diâmetro, a Encélado coberta de gelo deveria ser demasiado pequena e demasiado distante do Sol para ser activa. Em vez disso, esta pequena lua é um dos objetos geologicamente mais dinâmicos do Sistema Solar.
As impressionantes imagens desta lua em contraluz da Cassini mostram plumas em erupção em gêiseres semelhantes aos de Yellowstone, emanando de fraturas em forma de listras de tigre na superfície da lua. A descoberta dos gêiseres assumiu mais importância quando a Cassini mais tarde determinou que as plumas continham água gelada e produtos orgânicos. Como a vida como a conhecemos depende de água e de uma fonte de energia, esta pequena mas energética lua foi adicionada à pequena lista de possíveis locais para vida no nosso Sistema Solar.
Durante três passagens da Cassini por Encélado em 2008 e 2009, o Cosmic Dust Analyzer da espaçonave mediu a composição dos grãos de pluma recém-ejetados. As partículas geladas atingiram o alvo do detector a velocidades de 6,5 a 17,5 km/s e vaporizaram instantaneamente. Embora os campos elétricos dentro do instrumento tenham sido capazes de separar os vários constituintes da nuvem de impacto resultante para análise, para uma missão futura, os cientistas gostariam de medir as partículas nas plumas sem vaporizá-las completamente.
Em 2012, pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego começaram a trabalhar em um espectrômetro de impacto de aerossol exclusivo e personalizado, projetado para estudar a dinâmica de colisão de aerossóis e partículas individuais em altas velocidades. Embora não tenha sido construído especificamente para estudar impactos de grãos de gelo, este instrumento pode ser exatamente o que os cientistas planetários procuram para usar em Encélado, ou mesmo na lua de Júpiter, Europa, onde há evidências crescentes de plumas ativas de vapor de água. irrompendo de sua superfície.
Continetti e vários colegas testaram agora o dispositivo num laboratório, mostrando que os aminoácidos transportados em plumas de gelo – como em Encélado – podem sobreviver a velocidades de impacto de até 4,2 km/s. A pesquisa deles é publicado em The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
“Este aparelho é o único desse tipo no mundo que pode selecionar partículas únicas e acelerá-las ou desacelerá-las até velocidades finais escolhidas”, disse Robert Continetti, professor da UC San Diego, em um comunicado à imprensa. “De vários mícrons de diâmetro até centenas de nanômetros, em uma variedade de materiais, somos capazes de examinar o comportamento das partículas, como a forma como elas se espalham ou como suas estruturas mudam com o impacto.”
A partir das medições da Cassini, os cientistas estimam que as plumas de gelo em Encélado explodem a aproximadamente 0,4 km/s (800 milhas por hora). Uma espaçonave teria que voar nas velocidades certas para garantir que as partículas pudessem ser capturadas intactas.
Atualmente previsto para lançamento em outubro de 2024, o Europa Clipper viajará para Júpiter (orbitará Júpiter em vez de Europa diretamente). Ele possui um espectrômetro a bordo para determinar a composição da superfície e escanear quaisquer plumas que jorram água para o espaço. Continetti e colegas esperam que a sua investigação ajude a determinar quais velocidades de impacto seriam ideais. Mas eles também esperam que quaisquer futuras sondas a Saturno possam ser capazes de identificar uma série específica de moléculas nos grãos de gelo que possam apontar se existe vida nos oceanos subterrâneos destas luas. O desafio é fazer com que as moléculas sobrevivam à rápida ejeção da Lua e à coleta pela sonda. Eles estão confiantes de que seu detector pode fazer isso.
“As implicações que isto tem para a detecção de vida noutras partes do Sistema Solar sem missões à superfície destas luas do mundo oceânico são muito emocionantes, mas o nosso trabalho vai além das bioassinaturas em grãos de gelo”, disse Continetti. “Isso também tem implicações para a química fundamental. Estamos entusiasmados com a perspectiva de… observar a formação dos blocos de construção da vida a partir de reações químicas ativadas pelo impacto dos grãos de gelo.”
