På slutten av 1970-tallet og begynnelsen av 80-tallet fikk forskerne sitt første detaljerte blikk på Saturns største måne Titan. Takk til Pioneer 11 sonde, som deretter ble fulgt av Voyager 1 og2 oppdrag, ble jordens mennesker behandlet med bilder og opplesninger av denne mystiske månen. Det disse avslørte var en kald satellitt som likevel hadde en tett, nitrogenrik atmosfære.
Takk til Cassini-Huygens oppdraget, som nådde Titan i juli 2004 og skal avslutte sitt oppdrag 15. september, har månens mysterier bare utdypet. Derfor håper NASA å sende flere oppdrag dit i nær fremtid, som Dragonfly konsept. Dette håndverket er arbeidet til John Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), som de nettopp sendte inn et offisielt forslag til.
I bunn og grunn, Dragonfly ville være et oppdrag i New Frontiers-klassen som ville bruke et dual-quadcopter-oppsett for å komme seg rundt. Dette vil muliggjøre vertikal start og landing (VTOL), og sikre at kjøretøyet vil være i stand til å utforske Titans atmosfære og drive vitenskap på overflaten. Og selvfølgelig ville den også undersøke Titans metanjøer for å se hva slags kjemi som foregår i dem.
Målet med alt dette ville være å belyse Titans mystiske miljø, som ikke bare har en metansyklus som ligner Jordens egen vannsyklus, men er rik på prebiotisk og organisk kjemi. Kort sagt, Titan er en "havverden" i solsystemet vårt - sammen med Jupiters måner Europa og Ganymede, og Saturns måne av Enceladus - som kan inneholde alle ingrediensene som er nødvendige for livet.
Tidligere studier har vist at månen er dekket av rike forekomster av organisk materiale som gjennomgår kjemiske prosesser, som kan være lik de som fant sted på jorden for milliarder av år siden. På grunn av dette har forskere sett på Titan som et slags planetarisk laboratorium, der de kjemiske reaksjonene som kan ha ført til liv på jorden kunne studeres.
Som Elizabeth Turtle, en planetforsker ved JHUAPL og hovedetterforsker for Dragonfly oppdrag, fortalte Space Magazine via e-post:
“Titan tilbyr rikelig med komplekse organiske stoffer på overflaten av en vann-isdominert havverden, noe som gjør det til et ideelt reisemål å studere prebiotisk kjemi og dokumentere levedyktigheten til et utenomjordisk miljø. Fordi Titans atmosfære skjuver overflaten på mange bølgelengder, har vi begrenset informasjon om materialene som utgjør overflaten og hvordan de blir behandlet. Ved å foreta detaljerte målinger av overflatesammensetning flere steder, ville Dragonfly avsløre hva overflaten er laget av og hvor langt prebiotisk kjemi har kommet i miljøer som gir kjente sentrale ingredienser for livet, identifisere de kjemiske byggesteinene som er tilgjengelige og prosesser på jobb for å produsere biologisk relevante forbindelser “.
I tillegg, Dragonfly ville også bruke observasjoner på fjern sansing for å karakterisere landskapets geologi. I tillegg til å gi kontekst for prøvene, vil det også gi rom for seismiske studier for å bestemme strukturen til Titan og tilstedeværelsen av aktivitet under overflaten. Sist men ikke minst, Dragonfly ville bruke meteorologisensorer og fjernsensorinstrumenter for å samle informasjon om klodens atmosfæriske og overflateforhold.
Mens flere forslag er kommet til et robotutforskermisjon av Titan, har de fleste av disse antatt formen av enten en luftplattform eller en kombinasjonsballong og en lander. The Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR), et forslag fremsatt av Jason Barnes og et team av forskere fra University of Idaho, er et eksempel på førstnevnte.
I sistnevnte kategori har du konsepter som Titan Saturn System Mission (TSSM), et konsept som ble utviklet i fellesskap av European Space Agency (ESA) og NASA. Et flaggskipsmisjonskonsept for ytre planeter, designet av TSSM besto av tre elementer - en NASA-orbiter, en ESA-designet lander for å utforske Titans innsjøer, og en ESA-designet Montgolfiere-ballong for å utforske atmosfæren.
Hva skiller Dragonfly fra disse og andre konsepter er dens evne til å gjennomføre luft- og bakkebaserte studier med en enkelt plattform. Som Dr. Turtle forklarte:
"Dragonfly ville være et sted i oppdrag å utføre detaljerte målinger av Titans overflatesammensetning og -forhold for å forstå levedyktigheten til denne unike organiske rike havverdenen. Vi foreslo et rotorfartøy for å dra nytte av Titans tette, rolige atmosfære og lave tyngdekraft (som gjør flyet lettere på Titan enn det er på jorden) for å formidle en kapabel pakke med instrumenter fra sted til sted - 10s til 100s kilometer fra hverandre - for å lage målinger i forskjellige geologiske innstillinger. I motsetning til andre luftkonsepter som er vurdert for leting etter Titan (hvorav det har vært flere), ville Dragonfly tilbringe mesteparten av tiden sin på overflaten med å utføre målinger før han flyr til et annet sted. "
DragonflyEn rekke instrumenter vil omfatte massespektrometre for å studere sammensetningen av overflaten og atmosfæren; gamma-ray spektrometre, som vil måle sammensetningen av undergrunnen (dvs. på jakt etter bevis for et indre hav); meteorologi og geofysiske sensorer, som vil måle vind, atmosfæretrykk, temperatur og seismisk aktivitet; og en kamerapakke for å knipse bilder av overflaten.
Gitt Titans tette atmosfære, ville ikke solceller være et effektivt alternativ for et robotoppdrag. Som sådan vil Dragonfly stole på en Multi-Mission Radioisotop Thermoelectric Generator (MMRTG) for kraft, likt hva Nysgjerrighet rover bruker. Selv om robotoppdrag som er avhengige av atomkraftkilder ikke akkurat er billige, gjør de det mulig for oppdrag som kan vare i flere år om gangen og drive uvurderlig forskning (som Nysgjerrighet har vist).
Som Peter Bedini - programleder ved JHUAPL romavdeling og Dragonfly er prosjektleder - forklart, dette ville gi rom for et langsiktig oppdrag med betydelig avkastning:
”Vi kunne ta en lander, sette den på Titan, ta disse fire målingene på ett sted og øke vår forståelse av Titan og lignende måner betydelig. Vi kan imidlertid multiplisere verdien av oppdraget hvis vi legger til luftmobilitet, noe som vil gjøre det mulig for oss å få tilgang til en rekke geologiske innstillinger, maksimere vitenskapens retur og senke oppdragsrisikoen ved å gå over eller rundt hindringer. "
Til slutt, et oppdrag som Dragonfly ville være i stand til å undersøke hvor langt prebiotisk kjemi har kommet på Titan. Disse typene eksperimenter, der organiske byggesteiner er kombinert og utsatt for energi for å se om det dukker opp liv, kan ikke utføres på et laboratorium (hovedsakelig på grunn av tidsskalaene). Som sådan håper forskere å se hvor langt ting har kommet på Titans overflate, der det har eksistert prebiotiske forhold for eoner.
I tillegg vil forskere også lete etter kjemiske signaturer som indikerer tilstedeværelsen av vann og / eller hydrokarbonbasert liv. I det siste har det blitt spekulert i at liv kunne eksistere i Titans indre, og at eksotiske metanogene livsformer til og med kunne eksistere på overflaten. Å finne bevis for slikt liv vil utfordre forestillingene våre om hvor livet kan dukke opp, og styrke søket etter liv i solsystemet og utover.
Som Dr. Turtle antydet, vil oppdragsvalget snart komme, og om ikke Dragonfly oppdraget blir sendt til Titan bør avgjøres i løpet av få år:
"Senere i høst vil NASA velge noen av de foreslåtte New Frontiers-oppdragene for videre arbeid i fase A konseptstudier," sa hun. “Disse studiene ville pågå i det meste av 2018, etterfulgt av en annen gjennomgangsrunde. Og det endelige valget av et flyoppdrag ville være i midten av 2019 ... Oppdrag som ble foreslått til denne runden av New Frontiers-programmet, skulle planlegges lansert før utgangen av 2025. ”
Og husk å sjekke ut denne videoen av en mulig Dragonfly oppdrag, takket være JHUAPL:
