Săptămâna trecută - de luni, 27 februarie până miercuri, 1 martie - NASA a găzduit „Atelierul Planetary Science Vision 2050” la sediul central din Washington, DC. Pe parcursul numeroaselor prezentări, discursuri și discuții de grup, NASA a împărtășit numeroaselor sale planuri pentru viitorul explorării spațiale cu comunitatea internațională.
Printre cele mai ambițioase dintre acestea a fost o propunere de a explora Titan folosind un explorator aerian și un lander. Bazându-se pe succesul misiunii Cassini-Huygen a ESA, acest plan ar implica un balon care ar explora suprafața Titanului de la altitudine mică, împreună cu un Mars Pathfinder-misiune de stil care ar explora suprafața.
În cele din urmă, scopul unei misiuni în Titan ar fi să exploreze mediul bogat de substanțe chimice organice pe care luna îl are, ceea ce reprezintă o oportunitate unică pentru cercetătorii planetari. De ceva timp, oamenii de știință au înțeles că suprafața și atmosfera lui Titan au o abundență de compuși organici și toată chimia prebiotică necesară pentru ca viața să funcționeze.
Prezentarea, intitulată „Mobilitatea aeriană: cheia explorării bogatei diversități chimice a Titanului” a fost prezidată de Ralph Lorenz de la Laboratorul de fizică aplicată Johns Hopkins și co-prezidat de Elizabeth Turtle (tot de la John Hopkins APL) și Jason Barnes de la Departamentul de Fizică la Universitatea din Idaho. După cum a explicat Turtle către Space Magazine prin e-mail, Titan prezintă câteva oportunități interesante pentru o misiune de generație următoare:
„Titanul prezintă un interes deosebit, deoarece chimia organică abundentă și complexă ne poate învăța despre interacțiunile chimice care ar fi putut să apară aici pe Pământ (și în alte părți?) Care duc la dezvoltarea vieții. În plus, Titan nu numai că are un ocean de apă lichidă interioară, dar va fi existat și oportunități pentru ca materialul organic să se amestece cu apă lichidă la suprafața Titanului, de exemplu craterele de impact și eventual erupții criovolcanice. Combinația de material organic cu apă lichidă, desigur, crește potențialul astrobiologic. ”
Din acest motiv, explorarea Titanului a fost un obiectiv științific de zeci de ani. Singura întrebare este cum ar fi cel mai bine să explorați mediul unic al Titanului. În timpul sondajelor anterioare decadale - cum ar fi Grupul de lucru al strategiei de campanie (CSWG) privind chimia prebiotică în sistemul solar exterior, la care Lorenz a contribuit - a sugerat că un vehicul aerian mobil (cum ar fi o aeronavă sau un balon) ar avea bine potrivite sarcinii.
Cu toate acestea, astfel de vehicule nu ar putea să studieze lacurile de metan ale Titanului, care sunt unul dintre cele mai interesante atrageri ale lunii, în măsura în care cercetările în domeniul chimiei prebiotice merg. Mai mult decât atât, un vehicul aerian nu ar putea fi capabil să efectueze analize chimice in situ a suprafeței, la fel ca ceea ce a explorat Marte (Spirit, Oportunitate și Curiozitate) au făcut-o pe Marte - și cu rezultate imense!
În același timp, Lorenz și colegii săi au examinat concepte pentru explorarea mărilor de hidrocarburi ale Titanului - cum ar fi capsula propusă de Titan Mare Explorer (TiME). Fiind unul dintre mai mulți finaliști ai competiției Discovery 2010 a NASA, acest concept a solicitat desfășurarea unui robot nautic în Titan în următoarele decenii, unde și-ar studia lacurile de metan pentru a afla mai multe despre ciclul metanului și pentru a căuta semne de viață organică.
În timp ce o astfel de propunere ar fi eficientă din punct de vedere al costurilor și prezintă anumite oportunități foarte interesante pentru cercetare, aceasta are și unele limitări. De exemplu, în perioada anilor 2020-2030, emisfera nordică a Titanului se va confrunta cu sezonul său de iarnă; moment în care grosimea atmosferei sale va face imposibilă comunicarea directă către Pământ și vizualizarea Pământului. În plus, un vehicul nautic ar împiedica explorarea suprafețelor de teren ale Titanului.
Acestea oferă unele dintre cele mai probabile perspective de a studia evoluția chimică avansată a Titanului, inclusiv nisipurile de dună ale Titanului. Ca regiune vătuită de vânt, această zonă are materiale depuse din tot Titanul și poate conține, de asemenea, materiale modificate în mod apos. La fel de mult Mars Pathfinder locul de aterizare a fost selectat, astfel încât să poată colecta probe dintr-o zonă largă, cum ar fi locația ar fi un loc ideal pentru un debarcat.
Ca atare, Lorenz și colegii săi au susținut tipul misiunii care a fost articulat în Studiul Flagship din 2007, care a solicitat un balon Montgolfière pentru explorare regională și un lander de tip Pathfinder. Aceasta ar oferi posibilitatea de a realiza imagini de suprafață la rezoluții imposibile de pe orbită (datorită atmosferei groase), precum și de a investiga chimia suprafeței și structura interioară a lunii.
Așadar, în timp ce balonul ar strânge date geografice de înaltă rezoluție ale lunii, landerul ar putea efectua sondaje seismologice care ar caracteriza grosimea gheții de deasupra oceanului de apă intern al lui Titan. Cu toate acestea, o misiune de debarcare ar fi limitată în ceea ce privește intervalul, iar suprafața Titan prezintă probleme de mobilitate. Acest lucru ar face ca mai mulți proprietari, sau un lander relocabil, să fie opțiunea cea mai dorită.
„Obiectivele potențiale includ zonele în care putem măsura materiale solide de suprafață, a căror compoziție nu este încă cunoscută, de exemplu, nisipurile dunelor de la Titan”, a spus Turtle. „Analiza detaliată in situ este necesară pentru a determina compoziția acestora. Lacurile și mările sunt de asemenea intrigante; cu toate acestea, în termenul mai apropiat (misiunile care sosesc în anii 2030), cele mai multe dintre acestea vor fi în întunericul de iarnă. Așadar, explorarea lor ar trebui probabil să aștepte până în anii 2040 ”.
Acest concept de misiune ar profita, de asemenea, de mai multe progrese tehnologice realizate în ultimii ani. După cum a explicat Lorenz în cadrul prezentării:
„Mobilitatea mai grea decât aerul de la Titan este de fapt extrem de eficientă, în plus, îmbunătățirile aeronavelor autonome în cele două decenii de când CSWG fac ca această explorare să fie o perspectivă realistă. Multiple debarcări in situ livrate de un vehicul aerian precum un avion sau un lander cu mobilitate aeriană pentru a accesa mai multe site-uri, ar oferi capacitatea științifică cea mai de dorit, foarte relevantă pentru temele de origine, lucru și viață. "
Lorenz, Turtle și Barnes vor prezenta, de asemenea, aceste descoperiri la viitoarea a 48-a Conferință de știință lunară și planetară - care va avea loc în perioada 20 - 24 martie în The Woodlands, Texas. Acolo li se vor alătura membri suplimentari ai APL Johns Hopkins și ai Universității din Idaho, precum și panelisti de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA, Universitatea de stat din Pennsylvania și Robotica Honeybee.
Cu toate acestea, abordând unele provocări suplimentare care nu au fost ridicate la Atelierul de viziune 2050, aceștia vor prezenta o ușoară răsucire asupra ideii lor. În locul unui balon și a mai multor landers, vor prezenta un concept de misiune care implică un qaudcopter „Dragonfly”. Acest vehicul cu patru rotori ar putea profita de atmosfera groasă și de gravitația scăzută a Titanului pentru a obține probe și a determina compoziția suprafeței în mai multe regiuni geologice.
Acest concept încorporează, de asemenea, o mulțime de progrese recente în tehnologie, care includ electronice moderne de control și avansuri în proiectele comerciale ale vehiculelor aeriene fără pilot (UAV). În plus, un quadcopter ar elimina retrorockets-ul alimentat chimic și ar putea alimenta între zboruri, oferindu-i o durată de viață mult mai lungă.
Acestea și alte concepte pentru explorarea Titanului lunii lui Saturn sunt sigure că vor câștiga tracțiune în următorii ani. Având în vedere numeroasele mistere închise pe această lume - cu gheață de apă din abundență, chimie prebiotică, un ciclu de metan și un ocean sub-suprafață care este probabil un mediu prebiotic - este cu siguranță o țintă populară pentru cercetarea științifică.
