Cassini zoekt naar de bron van Enceladus’ wolken

Maandag zal het Cassini ruimtetuig terugkeren naar de ijzige maan Enceladus die rond Saturnus draait. Hierbij zal het een flyby maken op 50 kilometer van Enceladus’ zijn zuidpool. Het NASA team hoopt dat de flyby genoeg bewijs zal leveren dat er vloeibaar water aanwezig is op het oppervlak van de maan. Hiermee zal bewezen worden dat de bouwstoffen die nodig zijn voor leven aanwezig zijn op deze maan.

Vorige ontmoetingen onthulden sporen van ijs en waterdamp die zich in blauwgroene lijnen bevonden. Deze strepen werden gedoopt tot “tiger stripes”. Ze bevinden zich overal rond Enceladus’ zuidpool. De bron van deze wolken – die zorgen voor Saturnus zijn ringen – is onduidelijk.

Het verzamelen van gegevens over deze wolken is tot nu toe traag gevorderd omdat slechts enkele instrumenten gedurende de volledige flyby kunnen werken. Het budget dat vrijgemaakt werd voor Cassini in 1992 was klein wat nu leidt tot een gelimiteerd gebruik van de detectoren om onafhankelijk onder elkaar te kunnen bewegen. Het gevolg hiervan is dat sommige detectoren vaak gericht staan in de verkeerde richting.

Maandag zal tijdens de missie een high resolution camera gebruikt worden. Dit apparaat zal de temperatuur aan de oppervlakte meten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van infrarode stralen. Men verwacht dat door deze flyby die zich dichter dan ooit tevoren bij Enceladus zal plaatsvinden, kleine regio’s zal blootleggen waar er een hogere temperatuur dan normaal heerst. Deze temperatuur zou kunnen oplopen tot net boven 0°C. In dit geval zal er waarschijnlijk een reservoir van vloeibaar water net onder het oppervlak gevormd zijn. Dit reservoir staat vermoedelijk onder grote druk, waardoor het water in de ruimte wordt gespoten.

Dit is en blijft tot nu toe slechts een theorie want vorige onderzoeken met andere apparatuur vond tot nu toe slechts temperaturen van -93°C. Indien de flyby van Cassini geen plaatsen van 0°C vindt, zal men moeten zoeken naar nieuwe theorieën. Deze bestaan al onder de vorm van het “Frigid Faithful” model. Hierbij gaat men ervan uit dat water opgesloten zit in speciale ijscompartimenten. Sublimatie – het veranderen in aggregatietoestand van vast naar gas waarbij op geen enkel moment een vloeibare toestand wordt aangenomen- zou dan kunnen leiden tot deze wolken.

Een bijkomend onderzoek dat Cassini zal doen tijdens deze flyby is zoeken naar de oorzaak van de warmte in het binnenste van de maan. De zwaartekracht van Saturnus kan de vorm van Enceladus beïnvloeden. Daardoor worden lijnen samen gevormd met een specifieke temperatuur. Ook wordt er onderzoek gedaan naar hoe organische verbindingen zoals ammonium en waterperoxide (in ijs) licht reflecteerd. Dit kan immers de aanwezigheid van leven aangeven. In maart had Cassini koolstofdioxide, methaan en enkele andere waterkoolstofverbindingen, o.a. propaan, gevonden op Esceladus in een ijzige wolk.

Een speciaal team, genaamd Imaging Science Subsystems (ISS), zal proberen hoge resolutie foto’s te nemen van gebieden rond gaten in het oppervlak. Tijdens een normale flyby zou Cassini vliegen aan een snelheid van 64 000 kilometer per uur. Omdat hierbij de camera’s geen tijd hebben om zich op enkele hotspots te focussen, zal het ruimtetuig een ongewoon manoeuvre te maken. Tijdens het naderen van het oppervlak zal een camera zich focussen op de horizon van de maan. Cassini zal 7 foto’s nemen – een foto per 30 seconden- wanneer hij de zuidpool passeert. Men hoopt dat drie openingen in het oppervlak zullen gevonden worden via deze methode.

Tenslotte biedt deze methode ook weer niet heel veel kansen op slagen – de gaten waaruit het gas ontsnapt kunnen mogelijk slechts een halve meter breed zijn. Bij een resolutie van 8 meter per pixel zal men deze gaten dus nooit kunnen waarnemen. Om in deze missie op z’n minst een succes(je) te halen zal daarom ook (lagere resolutie) foto’s genomen worden van de noordpool wanneer Cassini zich op een verre afstand van Esceladus bevindt. Deze zullen gebruikt worden om een 3 dimensionale kaart te maken van de noordpool die veel kraters bevat.