Энцелад

Чтобы узнать о других значениях, см. Энцелад (значения) .

Энцелад

Изображение Энцелада, сделанное орбитальным аппаратом Кассини , октябрь 2015 г.
Открытие
Обнаружено	Уильям Гершель
Дата открытия	28 августа 1789 г.
Обозначения
Обозначение	Сатурн II
Произношение	/ ɛ n ˈ s ɛ l ə d ə s /
Назван в честь	Англия Эгкеладос
Прилагательные	Энцеладский / ɛ n s ə ˈ l eɪ d i ə n /
Орбитальные характеристики
Большая полуось	237 948 км
Эксцентриситет	0.0047
Орбитальный период (сидерический)	1,370 218 д
Наклон	0,009 ° (до экватора Сатурна)
Спутник	Сатурн
Физические характеристики
Размеры	513,2 × 502,8 × 496,6 км
Средний радиус	252,1 ± 0,2 км ( 0,0395 Земли, 0,1451 Луны)
Масса	(1.080 318 ± 0.000 28 ) × 10 20 кг (1.8 × 10 −5 Земли)
Средняя плотность	1,6097 ± 0,0038 г/см 3
Поверхностная гравитация	0,113 м/с 2 ( 0,0116 г )
Коэффициент момента инерции	0.3305 ± 0.0025
Скорость убегания	0,239 км/с (860,4 км/ч)
Синодический период вращения	синхронный
Осевой наклон	0
Альбедо	1,375 ± 0,008 ( геометрическая при 550 нм) или 0,81 ± 0,04 ( Бонд )
поверхности . Температура мин иметь в виду Макс Кельвин 32,9 К 75 К 145 К Цельсия −240 °С −198 °С −128 °С
Видимая величина	11.7
Атмосфера
на поверхность Давление	След, значительная пространственная изменчивость
Состав по объему	91% водяного пара 4% азота 3,2% углекислого газа 1,7% метана

Энцелад — шестой по величине спутник Сатурна и 19-й по величине в Солнечной системе . Его диаметр составляет около 500 километров (310 миль ). примерно в десять раз меньше, чем у Сатурна крупнейшего спутника , Титана . Большая часть его покрыта свежим чистым льдом, что делает его одним из самых отражающих тел Солнечной системы. Следовательно, температура его поверхности в полдень достигает всего -198 ° C (75,1 K ; -324,4 ° F ), что намного холоднее, чем было бы у светопоглощающего тела. Несмотря на свои небольшие размеры, Энцелад имеет большое разнообразие особенностей поверхности: от старых, сильно кратерированных регионов до молодой, тектонически деформированной местности .

Энцелад был открыт 28 августа 1789 года Уильямом Гершелем . но о нем мало что было известно до тех пор, пока два космических корабля «Вояджер» , «Вояджер-1» и «Вояджер-2» , не пролетели мимо Сатурна в 1980 и 1981 годах. В 2005 году космический корабль «Кассини» совершил несколько близких облетов Энцелада, более подробно раскрыв его поверхность и окружающую среду. В частности, Кассини обнаружил богатые водой шлейфы, исходящие из южной полярной области . Криовулканы вблизи южного полюса выбрасывают в космос гейзероподобные струи водяного пара , молекулярного водорода , других летучих веществ и твердых материалов, включая кристаллы хлорида натрия и частицы льда, общей скоростью около 200 килограммов (440 фунтов ) в секунду. Было обнаружено более 100 гейзеров. Часть водяного пара выпадает обратно в виде «снега»; остальная часть ускользает и поставляет большую часть материала, составляющего кольцо E Сатурна . По мнению учёных НАСА , шлейфы по составу схожи с кометными . В 2014 году НАСА сообщило, что Кассини обнаружил доказательства существования большого южнополярного подземного океана жидкой воды толщиной около 10 км (6 миль). С тех пор существование подземного океана Энцелада было математически смоделировано и воспроизведено.

Эти наблюдения за активными криоизвержениями, а также обнаружение уходящего внутреннего тепла и очень небольшого количества (если таковые имеются) ударных кратеров в южном полярном регионе показывают, что Энцелад в настоящее время геологически активен. Как и многие другие спутники в обширных системах планет -гигантов , Энцелад участвует в орбитальном резонансе . Ее резонанс с Дионой возбуждает эксцентриситет ее орбиты , который гасится , приливными силами приливно нагревая ее внутреннюю часть и стимулируя геологическую активность.

Кассини провел химический анализ шлейфов Энцелада, обнаружив доказательства гидротермальной активности. возможно, управляя сложной химией. Продолжающиеся исследования данных Кассини позволяют предположить, что гидротермальная среда Энцелада может быть пригодна для обитания некоторых гидротермальных источников Земли микроорганизмов , и что такие организмы могут производить метан, обнаруженный в шлейфе.

История

Открытие

Уильям Гершель, первооткрыватель Энцелада

Энцелад был открыт Уильямом Гершелем 28 августа 1789 года во время первого использования его нового 1,2-метрового (47 дюймов) 40-футового телескопа , тогда самого большого в мире, в Обсерватории в Слау , Англия. Его слабая видимая величина ( H _V = +11,7) и близость к гораздо более яркому Сатурну и кольцам Сатурна делают Энцелад трудным для наблюдения с Земли в телескопы меньшего размера. Как и многие спутники Сатурна, открытые до космической эры , Энцелад впервые наблюдался во время сатурнианского равноденствия, когда Земля находится в плоскости кольца. В такое время уменьшение бликов от колец облегчает наблюдение за спутниками. До «Вояджер» миссий вид Энцелада мало улучшался по сравнению с точкой, которую впервые наблюдал Гершель. Были известны только его орбитальные характеристики с оценками его массы , плотности и альбедо .

Мы

Джон Гершель , астроном, который предложил назвать спутники Сатурна в честь Титанов и Гигантов

Афина (слева) сражается с Энцеладом (справа)

Энцелад назван в честь гиганта Энцелада из греческой мифологии . Название, как и названия каждого из первых семи открытых спутников Сатурна, было предложено сыном Уильяма Гершеля Джоном Гершелем в его публикации 1847 года «Результаты астрономических наблюдений, сделанных на мысе Доброй Надежды» . Он выбрал эти имена, потому что Сатурн , известный в греческой мифологии как Кронос , был лидером Титанов .

Геологические объекты на Энцеладе названы Международным астрономическим союзом (МАС) в честь персонажей и мест из Фрэнсиса Бертона 1885 года Ричарда перевода «Книги тысячи и одной ночи» . Кратеры от ударов названы в честь персонажей, тогда как другие типы объектов, такие как ямки (длинные, узкие впадины), дорса (гребни), планиции ( равнины ), бороздки (длинные параллельные бороздки) и рупы (скалы), названы в честь мест. МАС официально назвал 85 объектов на Энцеладе, последний раз — Samaria Rupes, ранее называвшуюся Samaria Fossa.

Форма и размер

Сравнение размеров Энцелада (внизу слева), Луны (вверху слева) и Земли

Энцелад — относительно небольшой спутник, состоящий из льда и камня. это разносторонний эллипсоид По форме ; его диаметр, рассчитанный по изображениям, полученным Кассини прибором ISS (Imaging Science Subsystem) , составляет 513 км между суб- и антисатурнианским полюсами, 503 км между передним и задним полушариями и 497 км между северным и южным полюсами.

Энцелад составляет всего одну седьмую диаметра земной Луны . По массе и размерам он занимает шестое место среди спутников Сатурна после Титана ( 5150 км ), Реи ( 1530 км ), Япета ( 1440 км ), Дионы ( 1120 км ) и Тефии ( 1050 км ).

Орбита и вращение

Энцелад — один из главных внутренних спутников Сатурна наряду с Дионой , Тефией и Мимасом . Он вращается на расстоянии 238 000 км (148 000 миль) от центра Сатурна и 180 000 км (110 000 миль) от вершин его облаков, между орбитами Мимаса и Тефии. Он обращается вокруг Сатурна каждые 32,9 часа, что достаточно быстро, чтобы его движение можно было наблюдать за одну ночь наблюдения. среднего движения 2: 1 Энцелад в настоящее время находится в орбитальном резонансе с Дионой, совершая два оборота вокруг Сатурна на каждый один оборот, совершенный Дионой.

Этот резонанс поддерживает эксцентриситет орбиты Энцелада (0,0047), который известен как вынужденный эксцентриситет. Этот ненулевой эксцентриситет приводит к приливной деформации Энцелада. Рассеянное тепло, возникающее в результате этой деформации, является основным источником тепла для геологической активности Энцелада. Энцелад вращается внутри самой плотной части кольца E Сатурна , самого дальнего из его главных колец , и является основным источником материального состава кольца.

Как и большинство более крупных спутников Сатурна, Энцелад вращается синхронно со своим орбитальным периодом, держа одну сторону в сторону Сатурна. В отличие от земной Луны , Энцелад, по-видимому, не отклоняется более чем на 1,5° вокруг своей оси вращения. Однако анализ формы Энцелада предполагает, что в какой-то момент он находился в вынужденной вторичной спин-орбитальной либрации 1:4. Эта либрация могла бы предоставить Энцеладу дополнительный источник тепла.

Источник кольца E

Основная статья: Кольца Сатурна § Кольцо E

Энцелад вращается вокруг кольца E Сатурна

Плюмы Энцелада, по составу схожие с кометами. Было показано, что они являются источником материала в кольце E Сатурна . Кольцо E — самое широкое и внешнее кольцо Сатурна (за исключением тонкого кольца Фебы ). Это чрезвычайно широкий, но рассеянный диск микроскопического ледяного или пыльного материала, распределенный между орбитами Мимаса и Титана .

Математические модели показывают, что кольцо E нестабильно, его продолжительность жизни составляет от 10 000 до 1 000 000 лет; поэтому частицы, составляющие его, должны постоянно пополняться. Энцелад вращается внутри кольца, в его самой узкой, но самой высокой точке плотности. В 1980-х годах некоторые подозревали, что Энцелад является основным источником частиц кольца. Эта гипотеза была подтверждена первыми двумя близкими пролетами Кассини в 2005 году.

Анализатор космической пыли (CDA) «обнаружил значительное увеличение количества частиц возле Энцелада», подтвердив, что это основной источник кольца E. Анализ данных CDA и INMS показывает, что газовое облако «Кассини», пролетевшее во время июльской встречи и наблюдаемое на расстоянии с помощью его магнитометра и UVIS, на самом деле представляло собой богатый водой криовулканический шлейф, берущий начало из жерл вблизи южного полюса.

Визуальное подтверждение выхода появилось в ноябре 2005 года, когда Кассини сфотографировал гейзероподобные ледяных частиц , струи поднимающиеся из южной полярной области Энцелада. (Хотя шлейф был заснят раньше, в январе и феврале 2005 г., были проведены дополнительные исследования отклика камеры при больших фазовых углах, когда Солнце находится почти позади Энцелада, и сравнение с эквивалентными изображениями с большим фазовым углом, полученными от других спутников Сатурна. необходимо, прежде чем это может быть подтверждено. )

Геология

Особенности поверхности

См. Также: Список геологических объектов Энцелада.

Фотография Энцелада в искусственных цветах, на которой видны его хребты, ударные кратеры и равнины.

«Вояджер-2» был первым космическим кораблем, подробно исследовавшим поверхность Энцелада в августе 1981 года. Изучение полученных изображений с самым высоким разрешением выявило как минимум пять различных типов местности, включая несколько областей с кратерами, области с гладкой (молодой) местностью и полосы холмистой местности, часто граничащие с гладкими участками. Обширные линейные трещины и уступы наблюдались. Учитывая относительное отсутствие кратеров на гладких равнинах, возраст этих регионов, вероятно, составляет менее нескольких сотен миллионов лет.

Соответственно, на Энцеладе в последнее время должен был проявляться « водный вулканизм » или другие процессы, обновляющие поверхность. Свежий, чистый лед, преобладающий на его поверхности, делает Энцелад самым отражающим телом в Солнечной системе с визуальным геометрическим альбедо 1,38. и болометрическое Бонда альбедо 0,81 ± 0,04 . Поскольку он отражает так много солнечного света, его поверхность достигает средней полуденной температуры только -198 ° C (-324 ° F), что несколько холоднее, чем у других спутников Сатурна.

Наблюдения во время трех пролетов 17 февраля, 9 марта и 14 июля 2005 г. выявили особенности поверхности Энцелада гораздо более подробно, чем наблюдения «Вояджера-2» . Гладкие равнины, которые «Вояджер-2» наблюдал , превратились в относительно свободные от кратеров области, заполненные многочисленными небольшими хребтами и уступами. На древней, покрытой кратерами территории были обнаружены многочисленные трещины, что позволяет предположить, что поверхность подверглась значительной деформации с момента образования кратеров.

В некоторых областях нет кратеров, что указывает на крупные события всплытия поверхности в недавнем геологическом прошлом. Встречаются трещины, равнины, волнистый рельеф и другие деформации земной коры. Несколько дополнительных областей молодой местности были обнаружены в областях, которые не были хорошо видны ни одним космическим кораблем «Вояджер» , например, причудливая местность возле южного полюса. Все это указывает на то, что недра Энцелада сегодня жидкие, хотя давно должны были замерзнуть.

Ударные кратеры

крупным планом . Кратеры Аль-Хаддар (вверху), Шахразад (в центре) и Дуньязад (внизу)

Кратеры от удара — обычное явление на многих телах Солнечной системы. Большая часть поверхности Энцелада покрыта кратерами различной плотности и степени разрушения. Такое разделение кратерных территорий на основе плотности кратеров (и, следовательно, возраста поверхности) предполагает, что поверхность Энцелада появлялась в несколько этапов.

Наблюдения Кассини позволили более внимательно изучить распределение и размер кратеров, показав, что многие из кратеров Энцелада сильно разрушены в результате вязкой релаксации и разрушения . Вязкая релаксация позволяет гравитации в геологических временных масштабах деформировать кратеры и другие топографические особенности, образовавшиеся в водяном льду, уменьшая объем топографии с течением времени. Скорость, с которой это происходит, зависит от температуры льда: более теплый лед легче деформировать, чем более холодный и жесткий лед. Вязко-расслабленные кратеры, как правило, имеют куполообразное дно или распознаются как кратеры только по приподнятому круглому краю. Кратер Дуньязад — яркий пример вязко-расслабленного кратера на Энцеладе с выступающим куполообразным дном.

Тектонические особенности

См. Также: Полосы тигра (Энцелад).

Вид на хребты Энцелада крупным планом.

«Вояджер-2» обнаружил на Энцеладе несколько типов тектонических структур, включая впадины , уступы и пояса борозд и хребтов . Результаты Кассини предполагают, что тектоника является доминирующим типом деформации на Энцеладе, включая разломы, один из наиболее ярких типов тектонических особенностей, которые были отмечены. Эти каньоны могут иметь длину до 200 км, ширину 5–10 км и глубину 1 км. Такие образования геологически молоды, поскольку они пересекают другие тектонические образования и имеют резкий топографический рельеф с заметными обнажениями вдоль скал.

Свидетельства тектоники на Энцеладе также получены из рифленой местности, состоящей из полос криволинейных борозд и хребтов. Эти полосы, впервые обнаруженные «Вояджером-2» , часто отделяют гладкие равнины от кратерных областей. Рифленая местность, такая как Самаркандская Сульчи, напоминает бороздчатую местность на Ганимеде . В отличие от тех, что наблюдались на Ганимеде, рифленая топография Энцелада, как правило, более сложная. Вместо параллельных наборов канавок эти полосы часто выглядят как полосы грубо выровненных элементов шевронной формы.

В других областях эти полосы изгибаются вверх с трещинами и гребнями, идущими по всей длине объекта. Наблюдения Кассини над Самаркандской бороздой выявили темные пятна (шириной 125 и 750 м), расположенные параллельно узким разломам. В настоящее время эти пятна интерпретируются как ямы обвала внутри этих грядовых равнинных поясов.

Помимо глубоких разломов и бороздчатых полос, на Энцеладе есть несколько других типов тектонического рельефа. Многие из этих трещин расположены в виде полос, прорезающих кратерированную местность. Эти трещины, вероятно, распространяются всего на несколько сотен метров вглубь земной коры. Многие из них, вероятно, во время своего формирования находились под влиянием ослабленного реголита, образовавшегося в результате ударных кратеров, часто меняющего простирание распространяющегося разлома.

Еще одним примером тектонических особенностей Энцелада являются линейные бороздки, впервые обнаруженные «Вояджером-2» и увиденные с гораздо более высоким разрешением «Кассини» . Эти линейные бороздки можно увидеть на других типах местности, например, на бороздках и гребнях. Как и глубокие разломы, они являются одними из самых молодых образований на Энцеладе. Однако некоторые линейные бороздки смягчились, как и ближайшие кратеры, что позволяет предположить, что они старше. Хребты также наблюдались на Энцеладе, хотя и не в такой степени, как на Европе . Эти хребты относительно ограничены по протяженности и имеют высоту до одного километра. Также наблюдались купола высотой в один километр. Учитывая уровень обновления поверхности, обнаруженный на Энцеладе, становится ясно, что тектонические движения были важной движущей силой геологии на протяжении большей части ее истории.

Гладкие равнины

наблюдал две области гладких равнин «Вояджер-2» . Они, как правило, имеют низкий рельеф и имеют гораздо меньше кратеров, чем на кратерной местности, что указывает на относительно молодой возраст поверхности. В одном из гладких равнинных регионов, Сарандибской равнине , ни одного ударного кратера не было видно вплоть до предела разрешения. Другой регион гладких равнин к юго-западу от Сарандиба пересечен несколькими впадинами и уступами. С тех пор «Кассини» наблюдал эти гладкие равнинные регионы, такие как равнины Сарандиб и равнины Дияр, в гораздо более высоком разрешении. Изображения Кассини показывают эти области, заполненные хребтами низкого рельефа и трещинами, вероятно, вызванными сдвиговой деформацией . На изображениях Сарандибской равнины с высоким разрешением был обнаружен ряд небольших ударных кратеров, которые позволяют оценить возраст поверхности либо 170 миллионов лет, либо 3,7 миллиарда лет, в зависимости от предполагаемой численности ударных элементов.

Расширенное покрытие поверхности, предоставленное Кассини , позволило идентифицировать дополнительные области гладких равнин, особенно в ведущем полушарии Энцелада (сторона Энцелада, которая обращена в направлении движения по мере его вращения вокруг Сатурна). Вместо того, чтобы быть покрытым хребтами с низким рельефом, этот регион покрыт многочисленными пересекающимися наборами впадин и хребтов, подобно деформации, наблюдаемой в южном полярном регионе. Эта область находится на противоположной стороне Энцелада от Сарандиба и Диярских равнин, что позволяет предположить, что на расположение этих регионов влияют приливы Сатурна на Энцеладе.

Южный полярный регион

Атлас четырехугольника южного полюса Энцелада, на котором преобладают тигровые полосы .

На изображениях, полученных Кассини во время пролета 14 июля 2005 года, была обнаружена характерная тектонически деформированная область, окружающая южный полюс Энцелада. Эта область, простирающаяся на север до 60° южной широты, покрыта тектоническими разломами и хребтами. В этом районе имеется несколько крупных ударных кратеров, что позволяет предположить, что это самая молодая поверхность Энцелада и любого из ледяных спутников среднего размера. Моделирование скорости образования кратеров предполагает, что возраст некоторых регионов южного полюса, возможно, составляет всего 500 000 лет или меньше.

Рядом с центром этой местности расположены четыре разлома, ограниченные хребтами, неофициально называемыми « тигровыми полосами ». Они кажутся самыми молодыми образованиями в этом регионе и окружены мятно-зеленым цветом (в искусственных цветах, на изображениях УФ-зеленый-ближний ИК) крупнозернистым водяным льдом, видимым в других местах на поверхности внутри обнажений и стенок разломов. чтобы не быть покрыт мелкозернистым водяным льдом из кольца E. Здесь «голубой» лед находится на плоской поверхности, что указывает на то, что этот регион достаточно молод ,

Результаты визуального и инфракрасного спектрометра (VIMS) показывают, что материал зеленого цвета, окружающий тигровые полосы, химически отличается от остальной поверхности Энцелада. VIMS обнаружил на полосах кристаллический водяной лед, что позволяет предположить, что они довольно молоды (вероятно, им менее 1000 лет) или что поверхностный лед подвергся термическим изменениям в недавнем прошлом. VIMS также обнаружил в тигровых полосах простые органические (углеродосодержащие) соединения, химические вещества которых до сих пор не встречались больше нигде на Энцеладе.

Одна из этих областей «голубого» льда в южном полярном регионе наблюдалась с высоким разрешением во время облета 14 июля 2005 г., обнаруживая область сильной тектонической деформации и глыбистого рельефа, причем некоторые участки покрыты валунами диаметром 10–100 м. .

Граница южного полярного региона обозначена узором из параллельных Y- и V-образных хребтов и долин. Форма, ориентация и расположение этих особенностей позволяют предположить, что они вызваны изменениями общей формы Энцелада. По состоянию на 2006 год существовало две теории того, что могло вызвать такое изменение формы: орбита Энцелада могла сместиться внутрь, что привело к увеличению скорости вращения Энцелада. Такой сдвиг приведет к более сплюснутой форме; или поднимающаяся масса теплого материала с низкой плотностью внутри Энцелада могла привести к сдвигу положения нынешнего южнополярного ландшафта от южных средних широт Энцелада к его южному полюсу.

Следовательно, форма эллипсоида Луны должна была скорректироваться в соответствии с новой ориентацией. Одна из проблем гипотезы полярного уплощения заключается в том, что оба полярных региона должны иметь схожую историю тектонических деформаций. Однако северный полярный регион густо покрыт кратерами и имеет гораздо более древний возраст поверхности, чем южный полюс. Энцелада Изменения толщины литосферы являются одним из объяснений этого несоответствия. Вариации мощности литосферы подтверждаются корреляцией между Y-образными разрывами и V-образными выступами вдоль границы южнополярного рельефа и относительным возрастом поверхности прилегающих неюжнополярных регионов рельефа. Y-образные разрывы и трещины растяжения, простирающиеся с севера на юг, к которым они ведут, коррелируют с более молодым ландшафтом с предположительно более тонкими литосферами. V-образные выступы примыкают к более старым, более кратерированным ландшафтам.

Южные полярные шлейфы

См. также: Криовулкан.

Панорама шлейфов Энцелада, сделанная кораблем Кассини . космическим

После встреч «Вояджера» с Энцеладом в начале 1980-х годов ученые предположили, что он геологически активен, основываясь на его молодой отражающей поверхности и расположении вблизи ядра кольца E. Основываясь на связи между Энцеладом и кольцом E, ученые предположили, что Энцелад был источником материала в кольце E, возможно, за счет выброса водяного пара. Первое наблюдение «Кассини» шлейфа ледяных частиц над южным полюсом Энцелада произошло на изображениях, сделанных системой Imaging Science Subsystem (ISS) в январе и феврале 2005 года. хотя возможность артефакта камеры задержала официальное объявление.

Данные магнитометра во время встречи 17 февраля 2005 г. предоставили доказательства существования планетарной атмосферы. Магнитометр наблюдал отклонение или «драпировку» магнитного поля, что соответствует локальной ионизации нейтрального газа. В ходе двух следующих встреч группа магнитометров определила, что газы в атмосфере Энцелада сконцентрированы над южной полярной областью, а плотность атмосферы вдали от полюса намного ниже. В отличие от магнитометра, спектрограф ультрафиолетового изображения не смог обнаружить атмосферу над Энцеладом во время февральского столкновения, когда он просматривал экваториальную область, но обнаружил водяной пар во время покрытия над южной полярной областью во время июльского столкновения. Кассини несколько раз пролетал сквозь это газовое облако, что позволило таким инструментам, как ионный и нейтральный масс-спектрометр ( INMS ) и анализатор космической пыли (CDA), непосредственно взять пробы из шлейфа. (См. раздел «Состав».) Снимки, сделанные в ноябре 2005 года, показали тонкую структуру шлейфа, обнаруживая многочисленные струи (возможно, исходящие из многочисленных отдельных жерл) внутри более крупного, слабого компонента, простирающегося почти на 500 км (310 миль) от поверхности. Частицы имеют объемную скорость 1,25 ± 0,1 километра в секунду (2800 ± 220 миль в час ). и максимальная скорость 3,40 км/с (7600 миль в час). Позже UVIS Кассини наблюдал газовые струи, совпадающие со струями пыли, замеченными МКС во время нецелевого столкновения с Энцеладом в октябре 2007 года.

Комбинированный анализ изображений, масс-спектрометрии и магнитосферных данных позволяет предположить, что наблюдаемый южный полярный шлейф исходит из подземных камер под давлением, подобных земным гейзерам или фумаролам . Фумаролы, вероятно, являются более близкой аналогией, поскольку периодическое или эпизодическое излучение является неотъемлемым свойством гейзеров. Было замечено, что шлейфы Энцелада были непрерывными с точностью до нескольких раз. Считается, что механизмом, который вызывает и поддерживает извержения, является приливной нагрев.

Интенсивность извержения южных полярных струй существенно меняется в зависимости от положения Энцелада на его орбите. Шлейфы примерно в четыре раза ярче, когда Энцелад находится в апоапсисе (точка на его орбите, наиболее удаленная от Сатурна), чем когда он находится в периапсисе . Это согласуется с геофизическими расчетами, которые предсказывают, что южные полярные трещины находятся под сжатием вблизи периапсиса, заставляя их закрываться, и под напряжением вблизи апоапсиса, растягивая их. Сдвиговая тектоника может также способствовать локализованному растяжению вдоль чередующихся (лево- и правосторонних) транстенсионных зон (например, бассейнов растяжения ) над Тигровыми полосами, тем самым регулируя струйную активность в этих регионах.

Большая часть активности шлейфа состоит из широких извержений, похожих на завесу. Оптические иллюзии, возникающие из-за сочетания направления обзора и геометрии локальных трещин, раньше делали шлейфы похожими на отдельные струи.

Степень распространения криовулканизма на самом деле является предметом споров. Похоже, что на Энцеладе криовулканизм возникает потому, что заполненные водой трещины периодически подвергаются воздействию вакуума, причем трещины открываются и закрываются под действием приливных напряжений.

Внутренняя структура

До миссии Кассини о внутренней части Энцелада было мало что известно. Тем не менее, пролеты Кассини предоставили информацию для моделей внутренней части Энцелада, включая лучшее определение массы и формы, наблюдения поверхности с высоким разрешением и новое понимание внутренней части Энцелада.

Первоначальные оценки массы, полученные в ходе миссий программы «Вояджер», предполагали, что Энцелад почти полностью состоит из водяного льда. Энцелада Однако, основываясь на влиянии гравитации на Кассини , его масса оказалась намного выше, чем считалось ранее, что дало плотность 1,61 г /см. ³ . Эта плотность выше, чем у других ледяных спутников Сатурна среднего размера, что указывает на то, что Энцелад содержит больший процент силикатов и железа .

Кастильо, Мэтсон и др. (2005) предположили, что Япет и другие ледяные спутники Сатурна сформировались относительно быстро после образования субнебулы Сатурна и, следовательно, были богаты короткоживущими радионуклидами. Эти радионуклиды, такие как алюминий-26 и железо-60 , имеют короткий период полураспада и относительно быстро вызывают нагрев помещений. Без короткоживущей разновидности набора долгоживущих радионуклидов на Энцеладе было бы недостаточно, чтобы предотвратить быстрое замерзание недр, даже при сравнительно высокой доле горной массы Энцелада, учитывая его небольшой размер.

Учитывая относительно высокую долю горных пород Энцелада, предлагаемое увеличение ²⁶ Эл и ⁶⁰ Fe привело бы к образованию дифференцированного тела с ледяной мантией и каменистым ядром . Последующий радиоактивный и приливной нагрев повысит температуру ядра до 1000 К, чего будет достаточно, чтобы расплавить внутреннюю мантию. Чтобы Энцелад все еще был активным, часть ядра также должна была расплавиться, образовав магматические камеры, которые будут изгибаться под действием приливов Сатурна. Приливный нагрев, например, из-за резонанса с Дионой или из-за либрации , затем поддерживал бы эти горячие точки в ядре и стал бы источником энергии для текущей геологической активности.

В дополнение к его массе и смоделированной геохимии , исследователи также изучили форму Энцелада, чтобы определить, является ли он дифференцированным. Порко, Хелфенштейн и др. (2006) использовали измерения конечностей, чтобы определить, что его форма, предполагающая гидростатическое равновесие , соответствует недифференцированной внутренней части, что противоречит геологическим и геохимическим данным. Однако нынешняя форма также подтверждает возможность того, что Энцелад не находится в гидростатическом равновесии и в какой-то момент недавнего прошлого мог вращаться быстрее (с дифференцированной внутренней частью). Гравитационные измерения Кассини показывают, что плотность ядра низкая, что указывает на то, что ядро ​​помимо силикатов содержит воду.

Подземный океан

Впечатление художника о глобальном подземном океане жидкой воды ( обновленная и улучшенная версия )

Доказательства наличия жидкой воды на Энцеладе начали накапливаться в 2005 году, когда ученые наблюдали шлейфы, содержащие водяной пар, извергающиеся с его южной полярной поверхности. со струями, перемещающими 250 кг водяного пара каждую секунду в космос со скоростью до 2189 км/ч (1360 миль в час). Вскоре после этого, в 2006 году, было установлено, что шлейфы Энцелада являются источником кольца E Сатурна . Источники соленых частиц равномерно распределены вдоль тигровых полос , тогда как источники «свежих» частиц тесно связаны с высокоскоростными газовыми струями. «Соленые» частицы тяжелее и в основном падают обратно на поверхность, тогда как быстрые «свежие» частицы уходят в кольцо E, что объясняет его малосолевой состав, состоящий из 0,5–2% солей натрия по массе.

Гравиметрические данные пролета Кассини в декабре 2010 года показали, что под замерзшей поверхностью Энцелада, вероятно, имеется океан с жидкой водой, но в то время считалось, что подземный океан ограничен южным полюсом. Верхняя часть океана, вероятно, находится под шельфовым ледником толщиной от 30 до 40 километров (от 19 до 25 миль). Глубина океана на южном полюсе может составлять 10 километров (6,2 мили).

Измерения «раскачивания» Энцелада во время его обращения вокруг Сатурна, называемого либрацией , позволяют предположить, что вся ледяная корка отделилась от скалистого ядра и, следовательно, под поверхностью присутствует глобальный океан. Величина либрации (0,120° ± 0,014°) подразумевает, что глубина этого глобального океана составляет от 26 до 31 километра (от 16 до 19 миль). Для сравнения, средняя глубина океана Земли составляет 3,7 километра.

Состав

Химический состав шлейфов Энцелада

Космический корабль Кассини несколько раз пролетал через южные шлейфы, чтобы взять пробы и проанализировать их состав. По состоянию на 2019 год собранные данные все еще анализируются и интерпретируются. Соленый состав шлейфов (-Na, -Cl, -CO ₃ ) указывает на то, что источником является соленый подземный океан .

Прибор INMS обнаружил в основном водяной пар , а также следы молекулярного азота , углекислого газа , и следовые количества простых углеводородов, таких как метан , пропан , ацетилен и формальдегид . Состав шлейфов, измеренный INMS, аналогичен составу, наблюдаемому у большинства комет. Кассини также обнаружил следы простых органических соединений в некоторых пылинках. а также более крупные органические вещества, такие как бензол ( C
₆6Ч
₆ ), и сложная макромолекулярная органика размером до 200 атомных единиц массы , и размером не менее 15 атомов углерода.

Масс -спектрометр обнаружил молекулярный водород (H ₂ ), который находился в «термодинамическом неравновесии» с другими компонентами. и обнаружили следы аммиака ( NH
₃ ).

Модель предполагает, что соленый океан Энцелада (-Na, -Cl, -CO ₃ ) имеет щелочной pH от 11 до 12. Высокий уровень pH интерпретируется как следствие серпентинизации хондритовой породы, которая приводит к образованию H ₂ , геохимического источника энергии, который может поддерживать как абиотический, так и биологический синтез органических молекул, таких как те, которые были обнаружены в шлейфах Энцелада.

В 2019 году был проведен дальнейший анализ спектральных характеристик ледяных зерен в шлейфах извержения Энцелада. азотсодержащие и кислородсодержащие амины Исследование показало, что , вероятно, присутствовали , что имело серьезные последствия для доступности аминокислот во внутреннем океане. Исследователи предположили, что соединения на Энцеладе могут быть предшественниками «биологически значимых органических соединений».

Возможные источники тепла

Тепловая карта разломов южного полюса, получивших название « тигровые полосы ».

Во время пролета 14 июля 2005 года составной инфракрасный спектрометр (CIRS) обнаружил теплую область вблизи южного полюса. Температура в этом регионе колебалась от 85 до 90 К, а на небольших участках температура достигала 157 К (-116 ° C), что слишком тепло, чтобы можно было объяснить солнечным нагревом, что указывает на то, что части южного полярного региона нагреваются изнутри. Энцелада. В настоящее время признано наличие подземного океана под южной полярной областью. но это не может объяснить источник тепла, расчетный тепловой поток которого составляет 200 мВт/м. ² , что примерно в 10 раз выше, чем от одного лишь радиогенного нагрева.

Было предложено несколько объяснений наблюдаемых повышенных температур и возникающих в результате шлейфов, включая выход из подземного резервуара жидкой воды, сублимацию льда, декомпрессия и диссоциация клатратов , сдвиговый нагрев, но полное объяснение всех источников тепла, вызывающих наблюдаемую тепловую мощность Энцелада, еще не дано.

Нагревание Энцелада происходило с помощью различных механизмов с момента его образования. Радиоактивный распад в его ядре, возможно, первоначально нагрел его. давая ему теплое ядро ​​и подземный океан, температура которого теперь поддерживается при температуре выше нуля с помощью неизвестных механизмов. Геофизические модели показывают, что приливное нагревание является основным источником тепла, чему, возможно, способствует радиоактивный распад и некоторые химические реакции, выделяющие тепло . Исследование 2007 года предсказало, что внутреннее тепло Энцелада, если оно генерируется приливными силами, не может превышать 1,1 гигаватт. но данные инфракрасного спектрометра Кассини о южной полярной местности за 16 месяцев показывают, что внутренняя тепловая мощность составляет около 4,7 гигаватт, и предположить, что он находится в тепловом равновесии.

Наблюдаемую выходную мощность в 4,7 гигаватт сложно объяснить только приливным нагревом, поэтому основной источник тепла остается загадкой. Большинство ученых считают, что наблюдаемого теплового потока Энцелада недостаточно для поддержания подземного океана, и поэтому любой подповерхностный океан должен быть остатком периода более высокого эксцентриситета и приливного нагрева, или тепло производится с помощью другого механизма.

Приливное отопление

Приливный нагрев происходит за счет процессов приливного трения: орбитальная и вращательная энергия рассеиваются в виде тепла в коре объекта. Кроме того, поскольку приливы выделяют тепло вдоль разломов, либрация может влиять на величину и распределение такого приливного сдвигового нагрева. Приливное рассеивание ледяной корки Энцелада имеет важное значение, поскольку на Энцеладе есть подземный океан. Компьютерное моделирование, в котором использовались данные Кассини , было опубликовано в ноябре 2017 года и показывает, что тепло трения от скользящих фрагментов горных пород внутри проницаемого и фрагментированного ядра Энцелада может сохранять тепло подземного океана на протяжении миллиардов лет. Считается, что если бы в прошлом у Энцелада была более эксцентричная орбита, усиленных приливных сил могло бы быть достаточно для поддержания подземного океана, так что периодическое увеличение эксцентриситета могло бы поддерживать подземный океан, который периодически меняет размер.

Анализ, проведенный в 2016 году, показал, что «модель тигровых полос как изогнутых приливом щелей, прокалывающих ледяной панцирь, может одновременно объяснить устойчивость извержений в течение приливного цикла, фазовую задержку и общую выходную мощность местности, покрытой тигровыми полосами, в то время как предполагая, что извержения продолжаются в геологических временных масштабах». Предыдущие модели предполагают, что резонансные возмущения Дионы могут обеспечить необходимые периодические изменения эксцентриситета для поддержания подземного океана Энцелада, если океан содержит значительное количество аммиака . Поверхность Энцелада указывает на то, что вся Луна в прошлом переживала периоды повышенного теплового потока.

Радиоактивное отопление

что Энцелад начинался как лед и камень, которые содержали быстро распадающиеся короткоживущие радиоактивные изотопы алюминия Модель нагрева «горячего старта» предполагает , , железа и марганца . Затем в результате распада этих изотопов в течение примерно 7 миллионов лет было произведено огромное количество тепла, что привело к консолидации каменного материала в ядре, окруженного ледяной оболочкой. Хотя тепло от радиоактивности со временем уменьшится, сочетание радиоактивности и приливных сил гравитационного притяжения Сатурна может предотвратить замерзание подземного океана.

Современная скорость радиогенного нагрева составляет 3,2 × 10 ¹⁵ эрг/с (или 0,32 гигаватт), если предположить, что Энцелад состоит из льда, железа и силикатных материалов. Нагрев внутри Энцелада от долгоживущих радиоактивных изотопов урана -238, урана-235 , тория -232 и калия -40 добавил бы к наблюдаемому тепловому потоку 0,3 гигаватта. Наличие локально толстого подземного океана Энцелада предполагает, что тепловой поток в ≈10 раз выше, чем поток тепла от радиогенного нагрева в силикатном ядре.

Химические факторы

Поскольку аммиака или UVIS изначально не обнаружили в вентилируемом материале INMS , который мог бы действовать как антифриз, предполагалось, что такая нагретая камера под давлением будет состоять из почти чистой жидкой воды с температурой не менее 270 К (-3 °). чистой воды требуется больше энергии C), поскольку для плавления .

В июле 2009 года было объявлено, что следы аммиака были обнаружены в шлейфах во время пролетов в июле и октябре 2008 года. Снижение температуры замерзания воды с помощью аммиака также позволит добиться дегазации и более высокого давления газа . и меньше тепла требуется для питания водяных шлейфов. Подземный слой, нагревающий поверхностный водяной лед, может представлять собой аммиачно-водную суспензию при температуре всего 170 К (-103 ° C), и, следовательно, для создания активности шлейфа требуется меньше энергии. Однако наблюдаемого теплового потока в 4,7 гигаватт достаточно, чтобы питать криовулканизм без присутствия аммиака.

Источник

Парадокс Мимаса и Энцелада

Мимас , самый внутренний из круглых спутников Сатурна и расположенный непосредственно внутри Энцелада, является геологически мертвым телом, хотя он должен испытывать более сильные приливные силы, чем Энцелад. Этот кажущийся парадокс можно частично объяснить температурно-зависимыми свойствами водяного льда (основного компонента недр Мимаса и Энцелада). Приливной нагрев единицы массы определяется формулой

$q_{tid}={\frac {63\rho n^{5}r^{4}e^{2}}{38\mu Q}},$

где ρ — плотность (массы) спутника, n — его среднее орбитальное движение, r — радиус спутника, e — эксцентриситет орбиты спутника, μ — модуль сдвига , а Q — безразмерный коэффициент диссипации . В приближении той же температуры ожидаемое значение q _tid для Мимаса примерно в 40 раз больше, чем для Энцелада. Однако параметры материала μ и Q зависят от температуры. При высоких температурах (близких к температуре плавления) μ и Q низкие, поэтому приливной нагрев высок. Моделирование показывает, что для Энцелада как «базовое» низкоэнергетическое тепловое состояние с небольшим внутренним температурным градиентом, так и «возбужденное» высокоэнергетическое тепловое состояние со значительным температурным градиентом и, как следствие, конвекция (эндогенная геологическая активность), однажды установившаяся, было бы стабильно.

Ожидается, что для Мимаса стабильным будет только состояние с низкой энергией, несмотря на то, что оно находится ближе к Сатурну. Таким образом, модель предсказывает состояние Мимаса с низкой внутренней температурой ( значения μ и Q высокие значения μ и Q ). ), но возможное состояние с более высокой температурой для Энцелада ( низкие Необходима дополнительная историческая информация, чтобы объяснить, как Энцелад впервые перешел в состояние высокой энергии (например, более радиогенный нагрев или более эксцентричная орбита в прошлом).

Значительно более высокая плотность Энцелада относительно Мимаса (1,61 против 1,15 г/см2). ³ ), подразумевающий большее содержание горных пород и более радиогенное нагревание в его ранней истории, также упоминался как важный фактор в разрешении парадокса Мимаса.

Было высказано предположение, что для того, чтобы ледяной спутник размером с Мимас или Энцелад вошел в «возбужденное состояние» приливного нагрева и конвекции, ему необходимо войти в орбитальный резонанс, прежде чем он потеряет слишком много своего изначального внутреннего тепла. Поскольку Мимас, будучи меньшим по размеру, охлаждался бы быстрее, чем Энцелад, его окно возможностей для инициирования конвекции, вызванной орбитальным резонансом, было бы значительно короче.

Гипотеза Прото-Энцеладуса

Энцелад теряет массу со скоростью 200 кг/сек. Если бы потеря массы с такой скоростью продолжалась в течение 4,5 миллиардов лет, спутник потерял бы примерно 30% своей первоначальной массы. Аналогичное значение получается, если предположить, что начальные плотности Энцелада и Мимаса были равны. Это позволяет предположить, что тектоника в южной полярной области, вероятно, в основном связана с опусканием и связанной с ним субдукцией, вызванной процессом потери массы.

Дата образования

В 2016 году исследование того, как орбиты спутников Сатурна должны были измениться из-за приливных эффектов, показало, что все спутники Сатурна внутри Титана, включая Энцелад (чья геологическая активность использовалась для определения силы приливных воздействий на спутники Сатурна), могут образовались всего 100 миллионов лет назад. Более позднее исследование, проведенное в 2019 году, показало, что возраст океана составляет около одного миллиарда лет.

Потенциальная обитаемость

Энцелад выбрасывает шлейфы соленой воды с частицами богатого кремнеземом песка. азот (в аммиаке), и органические молекулы, включая следовые количества простых углеводородов, таких как метан ( CH
₄ ), пропан ( С
₃ H
₈ ), ацетилен ( C
₂2Ч
₂ ) и формальдегид ( CH
₂ O ), которые являются углеродсодержащими молекулами. Это указывает на то, что гидротермальная активность — источник энергии — может действовать в подземном океане Энцелада. Модели указывают что большое каменное ядро ​​является пористым, что позволяет воде течь через него, передавая тепло и химические вещества. Это было подтверждено наблюдениями и другими исследованиями. Молекулярный водород ( H
₂ ), геохимический источник энергии, который может метаболизироваться метаногенными серпентинизации микробами для получения энергии для жизни, может присутствовать, если, как предполагают модели, соленый океан Энцелада имеет щелочной pH из-за хондритовых пород.

Наличие внутреннего глобального соленого океана с водной средой, поддерживаемой моделями глобальной циркуляции океана, с источником энергии и сложными органическими соединениями в контакте со скалистым ядром Энцелада, может продвинуть вперед изучение астробиологии и изучение потенциально обитаемой среды для микробной внеземной жизни . Результаты геохимического моделирования, касающиеся еще не обнаруженного фосфора, показывают, что Луна отвечает потенциальным требованиям абиогенеза . Тем не менее, фосфаты были обнаружены в криовулканическом шлейфе, обнаруженном Кассини, и обсуждаются в статье журнала Nature от 14 июня 2023 года под названием «Обнаружение фосфатов, происходящих из океана Энцелада».

Присутствие широкого спектра органических соединений и аммиака указывает на то, что их источник может быть аналогичен реакциям вода/камня, которые, как известно, происходят на Земле и поддерживают жизнь. Поэтому было предложено несколько роботизированных миссий для дальнейшего исследования Энцелада и оценки его обитаемости. Некоторые из предлагаемых миссий: «Путешествие на Энцелад и Титан» (JET), «Исследование Энцелада» (En-Ex), «Искатель жизни на Энцеладе» (ELF), «Исследование жизни на Энцеладе» (LIFE) и «Сигнатуры жизни и обитаемость Энцелада» (ELSAH).

наличие фосфатов В июне 2023 года астрономы сообщили, что на Энцеладе обнаружено , что завершило открытие всех основных химических ингредиентов жизни на Луне.

14 декабря 2023 года астрономы сообщили о первом открытии в шлейфах Энцелада цианистого водорода , возможного химического вещества, необходимого для жизни в том виде, в каком мы его знаем, а также других органических молекул , некоторые из которых еще предстоит лучше идентифицировать и понял. По мнению исследователей, «эти [недавно открытые] соединения потенциально могут поддерживать существующие микробные сообщества или стимулировать сложный органический синтез, ведущий к возникновению жизни ».

Гидротермальные источники

Впечатление художника о возможной гидротермальной активности на дне океана Энцелада

13 апреля 2017 года НАСА объявило об открытии возможной гидротермальной активности на подземном дне океана Энцелада. В 2015 году зонд «Кассини» пролетел вблизи южного полюса Энцелада, пролетев в пределах 48,3 км (30,0 миль) от поверхности, а также сквозь шлейф. Масс-спектрометр корабля обнаружил молекулярный водород (H ₂ ) из шлейфа, и после нескольких месяцев анализа был сделан вывод, что водород, скорее всего, является результатом гидротермальной активности под поверхностью. Было высказано предположение, что такая деятельность может стать потенциальным оазисом обитаемости.

Присутствие достаточного количества водорода в океане Энцелада означает, что микробы – если таковые существуют – могли бы использовать его для получения энергии путем объединения водорода с углекислым газом, растворенным в воде . Химическая реакция известна как « метаногенез », потому что она производит метан в качестве побочного продукта и лежит в основе древа жизни на Земле , месте зарождения всей известной жизни .

Разведка

Туристические миссии

Основная статья: Программа «Вояджер»

Вояджером-2 " Мозаика изображений Энцелада, сделанная "

Два космических корабля «Вояджер» сделали первые снимки Энцелада крупным планом. «Вояджер-1» первым пролетел мимо Энцелада на расстоянии 202 000 км 12 ноября 1980 года. Изображения, полученные с такого расстояния, имели очень плохое пространственное разрешение, но показали поверхность с высокой отражающей способностью, лишенную ударных кратеров, что указывает на молодую поверхность. «Вояджер-1» также подтвердил, что Энцелад находился в самой плотной части диффузного кольца E Сатурна . Учитывая кажущийся молодой вид поверхности, ученые "Вояджера" предположили, что кольцо E состоит из частиц, выброшенных с поверхности Энцелада.

26 августа 1981 года «Вояджер-2» прошёл ближе к Энцеладу (87 010 км), что позволило получить изображения с более высоким разрешением. Эти изображения показали молодую поверхность. Они также выявили поверхность с различными областями с совершенно разным возрастом поверхности, с сильно кратерированной областью от средних до высоких северных широт и слегка кратерированной областью ближе к экватору. Это геологическое разнообразие контрастирует с древней, сильно кратерированной поверхностью Мимаса , еще одного спутника Сатурна, немного меньшего, чем Энцелад. Геологически молодые территории стали большим сюрпризом для научного сообщества, поскольку ни одна теория тогда не могла предсказать, что такое маленькое (и холодное, по сравнению с Юпитера высокоактивным спутником Ио ) небесное тело может нести признаки такой активности.

Кассини

Основная статья: Кассини – Гюйгенс

Фотография Энцелада параллельно с кольцом Сатурна, сделанная Кассини в январе 2006 года.

Ответы на многие оставшиеся загадки Энцелада пришлось ждать до прибытия Кассини космического корабля 1 июля 2004 года, когда он вышел на орбиту вокруг Сатурна. Учитывая результаты изображений «Вояджера-2» считали Энцелад приоритетной целью , планировщики миссии «Кассини» , и было запланировано несколько целевых пролетов в пределах 1500 км от поверхности, а также многочисленные «нецелевые» возможности в пределах 100 000 км от Энцелада. Облеты дали важную информацию о поверхности Энцелада, а также обнаружили водяной пар со следами простых углеводородов, выходящих из геологически активной южной полярной области.

Эти открытия побудили скорректировать план полета Кассини , чтобы разрешить более близкие пролеты к Энцеладу, включая встречу в марте 2008 года, в результате которой он оказался на расстоянии менее 48 км от поверхности. Расширенная миссия Кассини включала семь пролетов вблизи Энцелада в период с июля 2008 года по июль 2010 года, в том числе два пролета на расстоянии всего 50 км во второй половине 2008 года. Кассини совершил облет 28 октября 2015 года, пролетев на расстоянии 49 км (30 миль) через шлейф. Подтверждение молекулярного водорода ( H
₂ ) будет независимым доказательством того, что на морском дне Энцелада происходит гидротермальная активность, увеличивающая его обитаемость.

Кассини предоставил убедительные доказательства того, что на Энцеладе есть океан с источником энергии, питательными веществами и органическими молекулами, что делает Энцелад одним из лучших мест для изучения потенциально обитаемой среды для внеземной жизни.

14 декабря 2023 года астрономы сообщили о первом открытии в шлейфах Энцелада цианистого водорода , возможного химического вещества, необходимого для жизни в том виде, в каком мы его знаем, а также других органических молекул , некоторые из которых еще предстоит лучше идентифицировать и понял. По мнению исследователей, «эти [недавно открытые] соединения потенциально могут поддерживать существующие микробные сообщества или стимулировать сложный органический синтез, ведущий к возникновению жизни ».

Предлагаемые концепции миссии

Открытия, сделанные Кассини на Энцеладе, побудили к изучению концепций последующих миссий, включая пролет зонда ( Путешествие на Энцелад и Титан или JET) для анализа содержимого шлейфа на месте . посадочный модуль Немецкого аэрокосмического центра для изучения потенциала обитаемости подземного океана ( Enceladus Explorer ), и две концепции миссий, ориентированных на астробиологию ( Enceladus Life Finder и Исследование жизни на Энцеладе (LIFE)).

В 2008 году Европейское космическое агентство (ЕКА) оценивало концепцию отправки зонда на Энцелад в рамках миссии, которая будет совмещена с исследованиями Титана: Миссия системы Титан-Сатурн (TSSM). TSSM был совместным НАСА и ЕКА проектом флагманского класса по исследованию спутников Сатурна с упором на Энцелад и конкурировал миссии Europa Jupiter System Mission за финансирование с предложением (EJSM). В феврале 2009 года было объявлено, что НАСА/ЕКА отдали приоритет миссии EJSM перед TSSM. хотя TSSM будет продолжать изучаться и оцениваться.

В ноябре 2017 года российский миллиардер Юрий Мильнер выразил заинтересованность в финансировании «недорогой частной миссии на Энцелад, которая может быть запущена относительно скоро». В сентябре 2018 года НАСА и организация Breakthrough Initiatives , основанная Мильнером, подписали соглашение о сотрудничестве на начальном этапе разработки концепции миссии. Космический корабль будет дешевым, маломассивным и будет запускаться с высокой скоростью на доступной ракете. Космическому кораблю будет поручено совершить одиночный пролет через шлейфы Энцелада, чтобы собрать образцы и проанализировать его содержимое на наличие биосигнатур . НАСА предоставило научно-техническую экспертизу посредством различных обзоров с марта 2019 года по декабрь 2019 года.

В 2022 году Десятилетний обзор планетарной науки , проведенный Национальной академией наук, рекомендовал НАСА уделить приоритетное внимание своей новейшей концепции зонда, Enceladus Orbilander , в качестве миссии флагманского класса , наряду с новейшими концепциями миссии по возврату образцов с Марса и орбитального аппарата Урана и Зонд . Энцелад Орбиландер будет запущен на такой же доступной ракете, но будет стоить около 5 миллиардов долларов и рассчитан на восемнадцать месяцев на орбите, проверяя шлейфы Энцелада перед приземлением и потратив два земных года на проведение наземных астробиологических исследований.

Предложенный год	Сторонник	Название проекта	Статус	Ссылки
2006	Академия GSFC НАСА	исследование EAGLE	Отменено
2006	НАСА	Технико-экономическое обоснование миссии «Титан и Энцелад» стоимостью 1 миллиард долларов	Отменено
2007	НАСА	Исследование «Флагман Энцелада»	Отменено
2007	ЧТО	Миссия Титан и Энцелад (TandEM)	Отменено
2007	НАСА Лаборатория реактивного движения	Исследование RMA Энцелада	Отменено
2008	НАСА/ЕКА	TandEM стала миссией системы Титан-Сатурн (TSSM)	Отменено
2010	Десятилетний обзор PSDS	Орбитальный корабль Энцелада	Отменено
2011	НАСА Лаборатория реактивного движения	Путешествие на Энцелад и Титан (JET)	В стадии изучения
2012	ДЛР	Посадочный модуль Enceladus Explorer (EnEx) с использованием IceMole	В стадии изучения
2012	НАСА Лаборатория реактивного движения	Расследование жизни на Энцеладе (ЖИЗНЬ)	Отменено
2015	НАСА Лаборатория реактивного движения	Поиск жизни на Энцеладе (ELF)	В стадии изучения
2017	ЕКА/НАСА	Исследователь Энцелада и Титана (E 2 Т)	В стадии изучения
2017	НАСА	Признаки жизни и обитаемость Энцелада (ELSAH)	В стадии изучения
2017	Прорывные инициативы	Прорывная миссия на Энцеладе	В стадии изучения
2022	Десятилетний обзор PSDS	Энцелад Орбиландер	В стадии изучения

См. также

• Энцелад в художественной литературе
• Список внеземных вулканов
• Список геологических объектов Энцелада
• Список естественных спутников

Дальнейшее чтение

• Лоренц, Ральф (2017). НАСА / ЕКА / ASI Кассини-Гюйгенс: 1997–2017: (Орбитальный аппарат Кассини, зонд Гюйгенс и концепции будущих исследований: руководство для владельцев . Yeovil England: Haynes Publishing. ISBN  9781785211119 . OCLC   982381337 .
• Шенк, Пол М.; Кларк, Роджер Н.; Вербиссер, Энн Дж.; Хоуэтт, Карли Дж. А. младший; Уэйт, Джек Хантер; Дотсон, Рене (2018). Энцелад и ледяные спутники Сатурна . Тусон, Аризона: Издательство Университета Аризоны. ISBN  9780816537075 . JSTOR   j.ctv65sw2b . OCLC   1055049948 .

Внешние ссылки

• Профиль Энцелада на сайте исследования Солнечной системы НАСА
• Страница Кэлвина Гамильтона на Энцеладе
• Планетарное общество: блоги Энцелада
• Страница CHARM: Анализ Кассини-Гюйгенса и результаты миссии содержит презентации о результатах Энцелада.
• 3D-изображения Пола Шенка и видео облета Энцелада и других спутников внешней солнечной системы.
• Обитаемость Энцелада: планетарные условия для жизни

Изображения

• заархивированы Изображения Энцелада, сделанные Кассини, 13 августа 2011 года в Wayback Machine.
• Изображения Энцелада в Планетарном фотожурнале JPL
• Фильм о вращении Энцелада от Национального управления океанических и атмосферных исследований.
• Энцелад Глобальный . Архивировано 8 марта 2018 г. в Wayback Machine и Polar. Архивировано 8 марта 2018 г. в базовых картах Wayback Machine (декабрь 2011 г.) на основе Кассини . изображений
• Атлас Энцелада (май 2010 г.) по Кассини изображениям
• Номенклатура Энцелада и карта Энцелада с названиями объектов со страницы планетарной номенклатуры Геологической службы США.
• Google Enceladus 3D , интерактивная карта Луны
• Альбом изображений Кевина М. Гилла