В конце 1970-х и начале 80-х ученые впервые увидели самый большой лунный спутник Сатурна Титан. Благодаря Пионер 11 зонд, который затем последовал Вояджер 1 а также2 Миссии, люди Земли были обработаны изображениями и чтениями этой загадочной луны. То, что они показали, было холодным спутником, который тем не менее имел плотную, богатую азотом атмосферу.
Благодаря Кассини-Гюйгенс Миссия, которая достигла Титана в июле 2004 года и завершит свою миссию 15 сентября, тайны этой луны только углубились. Поэтому НАСА надеется отправить туда еще больше миссий в ближайшем будущем, например, Стрекоза концепция. Это ремесло - работа Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (JHUAPL), для которой они только что представили официальное предложение.
По существу, Стрекоза будет миссией класса New Frontiers, которая будет использовать установку двойного квадрокоптера, чтобы обойти. Это позволило бы осуществлять вертикальный взлет и посадку (VTOL), гарантируя, что транспортное средство будет способно исследовать атмосферу Титана и проводить научные исследования на поверхности. И, конечно, он также изучит метановые озера Титана, чтобы выяснить, какие химические процессы происходят в них.
Целью всего этого было бы пролить свет на таинственную окружающую среду Титана, которая не только имеет цикл метана, похожий на собственный водный цикл Земли, но и богата пребиотиками и органической химией. Короче говоря, Титан - это «океанский мир» нашей Солнечной системы - наряду с лунами Юпитера Европа и Ганимед и луной Энцелада Сатурна - который может содержать все компоненты, необходимые для жизни.
Более того, предыдущие исследования показали, что Луна покрыта богатыми залежами органического материала, которые подвергаются химическим процессам, которые могут быть аналогичны тем, которые имели место на Земле миллиарды лет назад. Из-за этого ученые стали рассматривать Титан как своего рода планетарную лабораторию, где можно было бы изучить химические реакции, которые могли привести к жизни на Земле.
Как Элизабет Черепаха, планетолог в JHUAPL и главный исследователь для Стрекоза миссия, сообщил журнал Space по электронной почте:
«Титан предлагает множество сложных органических веществ на поверхности океанического мира, где преобладают водяные льды, что делает его идеальным местом для изучения химии пребиотиков и документирования обитаемости внеземной среды. Поскольку атмосфера Титана заслоняет поверхность на многих длинах волн, мы имеем ограниченную информацию о материалах, из которых состоит поверхность, и о том, как они обрабатываются. Делая подробные измерения состава поверхности в нескольких местах, Dragonfly будет показывать, из чего сделана поверхность, и как далеко продвинулась химия пребиотиков в средах, которые обеспечивают известные ключевые ингредиенты для жизни, идентифицируя доступные химические строительные блоки и процессы в работе для производства биологически релевантных соединения «.
К тому же, Стрекоза будет также использовать наблюдения с использованием дистанционного зондирования для характеристики геологии посадочных площадок. Помимо обеспечения контекста для образцов, это также позволило бы провести сейсмические исследования для определения структуры Титана и наличия подповерхностной активности. Последний, но тем не менее важный, Стрекоза будет использовать метеорологические датчики и приборы дистанционного зондирования для сбора информации об атмосферных и поверхностных условиях планеты.
Хотя было предложено несколько предложений для исследовательской миссии Титана, большинство из них приняли форму воздушных платформ или комбинированного аэростата и спускаемого аппарата. Авиационная машина для разведки на месте и воздушно-десантной разведки титанов (AVIATR), предложение, сделанное в прошлом Джейсоном Барнсом и группой исследователей из Университета Айдахо, является примером первого.
В последней категории у вас есть такие концепции, как Миссия Системы Ситурн Титана (TSSM), концепция, которая была совместно разработана Европейским космическим агентством (ЕКА) и НАСА. Концепция Флагманской миссии «Внешние планеты», проект TSSM состоял из трех элементов - орбитального спутника НАСА, спроектированного ЕКА спускаемого аппарата для исследования озер Титана и воздушного шара Монгольфьера, разработанного ЕКА для исследования его атмосферы.
Что отделяет Стрекоза Исходя из этих и других концепций является его способность проводить воздушные и наземные исследования с единой платформой. Как объяснил доктор Черепаха:
«Стрекоза была бы миссией на месте, чтобы выполнить детальные измерения состава поверхности Титана и условий, чтобы понять обитаемость этого уникального, богатого органикой океанского мира. Мы предложили вертолет, чтобы использовать в своих интересах плотную, спокойную атмосферу и низкую гравитацию Титана (которые делают полет на Титане легче, чем на Земле), чтобы передавать способный набор инструментов с места на место - от 10 до 100 километров друг от друга - для измерения в разных геологических условиях. В отличие от других авиационных концепций, которые рассматривались для исследования Титана (которых было несколько), Dragonfly проводил большую часть своего времени на поверхности, выполняя измерения, прежде чем лететь на другое место ».
СтрекозаSuite набор инструментов будет включать масс-спектрометры для изучения состава поверхности и атмосферы; гамма-спектрометры, которые измеряли бы состав недр (то есть искали данные о внутреннем океане); метеорологические и геофизические датчики, которые измеряли бы ветер, атмосферное давление, температуру и сейсмическую активность; и набор камеры, чтобы сделать снимки поверхности.
Учитывая плотную атмосферу Титана, солнечные элементы не будут эффективным вариантом для роботизированной миссии. Таким образом, стрекоза будет полагаться на многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG) для мощности, аналогично тому, что Любопытство Ровер использует. В то время как роботизированные миссии, основанные на ядерных источниках энергии, не совсем дешевы, они позволяют выполнять миссии, которые могут длиться годами и проводить бесценные исследования (как Любопытство показал).
Питер Бедини - руководитель программы в космическом отделе JHUAPL и стрекозы Руководитель проекта - объяснил, что это позволит для долгосрочной миссии со значительной отдачей:
«Мы могли бы взять посадочный аппарат, поставить его на Титан, выполнить эти четыре измерения в одном месте и значительно улучшить наше понимание Титана и подобных спутников. Однако мы можем умножить ценность миссии, если добавим мобильность с воздуха, что позволило бы нам получить доступ к различным геологическим условиям, максимизируя отдачу науки и снижая риск миссии, преодолевая препятствия ».
В конце концов, миссия, как Стрекоза был бы в состоянии исследовать, как далеко продвинулась химия пребиотиков на Титане. Эти типы экспериментов, где органические строительные блоки объединяются и подвергаются воздействию энергии, чтобы увидеть, появляется ли жизнь, не могут быть выполнены в лаборатории (в основном из-за временных масштабов). Таким образом, ученые надеются увидеть, как далеко продвинулись дела на поверхности Титана, где пребиотические условия существовали на протяжении эонов.
Кроме того, ученые также будут искать химические подписи, которые указывают на присутствие воды и / или углеводородной жизни. В прошлом предполагалось, что жизнь может существовать внутри Титана и что экзотические метаногенные формы жизни могут даже существовать на его поверхности. Нахождение доказательств такой жизни поставит под сомнение наши представления о том, где жизнь может возникнуть, и значительно улучшит поиск жизни в Солнечной системе и за ее пределами.
Как отметил д-р Тертл, выбор миссии будет в ближайшее время, и будет ли Стрекоза Миссия будет отправлена на Титан и должна быть решена через несколько лет:
«Позже этой осенью НАСА выберет несколько из предложенных миссий« Новые рубежи »для дальнейшей работы в рамках изучения концепции фазы А», - сказала она. «Эти исследования будут проводиться в течение большей части 2018 года, после чего будет проведен еще один обзор. И окончательный выбор летной миссии будет в середине 2019 года ... Миссии, предложенные для этого раунда Программы Новых Границ, должны начаться до конца 2025 года ».
И не забудьте проверить это видео о возможном Стрекоза миссия, любезность JHUAPL:
