Idemo na Titan! Dragonfly Drone istražit će najveći Saturnov mjesec

NASA je odabrala svoju sljedeću misiju New Frontiers: Dragonfly, bespilotni letjelica rover će započeti kopljenjem oko Titana 2034. godine.

Umjetničko prikazivanje Zmajeva na površini Titan .
Johns Hopkins APL

Titan, Saturn najveći mjesec, odavno nas je mučio iz daleka. Neprozirna atmosfera obrušava svijet hladnoće u kojem metan prolazi kroz oblake, oborine, rijeke i jezera na isti način kao što to čini voda na Zemlji. Ovo okruženje sadrži sve sastojke za život vodu, organske molekule i energiju koji su bili prisutni na ranoj Zemlji.

Sada je NASA najavila da će njegova sljedeća misija New Frontiers, koju će voditi Elizabeth Zibi kornjača (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory), omogućiti da vidimo ovaj egzotični svijet kakav nikad prije nismo činili.

Zmaj na Titanu

Zmaj, osam rotora, bespilotna letjelica Curiosity, lansirat će 2026. godine osmogodišnju putanju kroz Sunčev sustav prije slijetanja na pješčane dine Titan 2034. Odatle će Dragonfly izvesti desetine izviđačkih letova, prvo istražujući zrnce koje se sastoje od organskih sastojaka od dina, a zatim lete dalje i približavaju se Selk Crateru. Davno utjecaj koji je stvorio ovaj krater širok 80 kilometara (50 milja) rastopio je vodeni led, koji se miješao s organskim molekulama. NASA s Cassini sonda već je istražila ovo područje i identificirala nekoliko izdanaka gdje ta vodeno-organska mješavina postoji točno na površini idealnim mjestima za istraživanje prebiotske kemije, pa čak i za traženje znakova života.

Huygens je pao na površinu Titana 14. siječnja 2005. Tijekom svog 147-minutnog zaranjanja u mjesečevu gustu, narančasto-smeđu atmosferu, zabilježio je ovu panoramu iznenađujuće scene Zemlje nalik na to da su riječni sustavi probijali niz obronke planine do mekih, pješčanih ravnica.,
ESA / NASA / JPL / Univ. Arizone

Zmaj će sletjeti točno jednu titansku godinu (29, 5 zemaljskih godina) nakon što se Europska svemirska agencija s Huygens sonda spustila kroz mjesečinu mračnu atmosferu. Huygens je osmišljen kao prvi izgled i trajao je samo 2 sata uz ograničenu snagu baterije. Ali pogled koji nam je pružio pokazao nam je svijet koji je neobično poznat unatoč površinskoj temperaturi koja lebdi oko -180 ° C (-290 ° F). Odozgo, Huygens je vidio riječne kanale koji su se činili praznima u veće more; mjesto slijetanja podsećalo je na presušeno korito rijeke ili jezera, posuto kaldrmom od 10 do 15 cm.

S obzirom na ovaj kratki pogled, znanstvenici svrabe istražiti ovaj teren. Ali oni će t neće ići na rijeke i jezera. Zmaj slete, kao Huygens, tijekom sjeverne zime, kada sjeverni pol Titana ne prima sunčevu svjetlost. Što je još važnije za komunikacijske svrhe, sjeverne, jezerske regije nisu imale izravni vidik na Zemlju. Bez Cassinija u orbiti za prenošenje komunikacija, Dragonfly će morati izravno prenijeti podatke.

Umjesto toga, Zmaj će otputovati do polja dina Shangri-La u ekvatorijalnoj regiji Titan, koja izgledaju slično dinama Namib u južnoj Africi. Dok je Cassini s radar mogao istraživati ​​mora i jezera, sonda je imala ograničene mogućnosti za pješčane dine. Veliko veliko pitanje je priroda čvrstih površinskih materijala, objašnjava Kornjača. Oni drže ključeve za razumijevanje prebiotske kemije kojih na površini Titana ima u izobilju.

Dragonfly s Eyes

Zmaj će za svoja istraživanja sadržavati mnoge instrumente koje Curiosity nosi na Marsu. Ali zato što će sonda letjeti umjesto kotrljanja, ona ima potencijal pokriti daleko više tla nego što bi rover to činio više od 175 kilometara (108 milja) tijekom osnovne misije od 2, 7 godina. To je gotovo udvostručeno udaljenost koju su do danas prešli svi Marsovi roveri zajedno.

Svemirska letjelica Cassini pružila je korisno polazište za izviđanje Dragonfly-ovog slijetanja. Ova globalna karta Titana stvorena je korištenjem blizu infracrvenih slika snimljenih Cassinijevim svemirskim letjelicama. Tamna područja preko ekvatora su polja dine.
NASA / JPL / Institut za svemirske znanosti

Evo sa kratka runda Dragonfly s instrumentima:

  • Kamere usmjerene prema dolje istražit će dronalnu podlogu, dok će kamere usmjerene prema naprijed istraživati ​​horizont.
  • Maseni spektrometar sličan onome na Curiosityu izbušit će se u tlu, oslobađajući čestice koje će se zatim usisati u komoru. Provest će mjerenja, zatim ispeći čestice i istražiti plinove koji se oslobađaju plinskim kromatografom
  • Neutronski aktivirani gama-spektrometar će istražiti sastav površinske mase. Obično se ove vrste spektrometra oslanjaju na kozmičke zrake za stvaranje neutrona, ali Titanova atmosfera je previše gusta da bi kozmičke zrake mogle proći. Umjesto toga, ovaj spektrometar će generirati vlastite neutrone, šaljući impuls u zemlju i zatim istražujući rezultate.
  • Meteorološki senzori mjerit će vjetar i druge atmosferske i površinske uvjete
  • Seizmometar će osjetiti titanke i upotrijebiti ih za istraživanje unutarnje strukture Mjeseca

"Radimo inovaciju, a ne izum", kaže Turtle, napominjući kako mnogi od ovih instrumenata imaju verzije koje već sjede na površini Marsa.

Razbijanje okolo

Udaljenost Titana od Zemlje i vremensko kašnjenje u komunikaciji sa Zmajčastom znakom moraju biti u velikoj mjeri autonomni. Mjesečeva atmosfera je četiri puta gušća od Zemljine zraka, dok je njena gravitacija sedam puta slabija, pa je i sam let relativno lak. "Ako stavite krila, mogli biste letjeti na Titanu", kaže znanstvenik NASA-inog programa Curt Neibur. Isto tako, samolijevajući bespilotni letelici već su uobičajeni na Zemlji, pa je samo stvar primjene tehnike na drugom svijetu.

Umjetnička koncepcija Zmajca u letu
Johns Hopkins APL

Atmosfera Titana je neprozirna, propuštajući malo sunčeve svjetlosti, tako da će Zmaj za snagu nositi višesatni radioizotopski termoelektrični generator (MMRTG). MMRTG je osobito koristan na Titanu jer on raspršuje toplinu zajedno sa snagom. No MMRTG proizvodi prenisku snagu za visokoenergetske aktivnosti poput leta, pa će napuniti bateriju da joj pruži struju u te svrhe. Punjenje će se dogoditi tijekom Titove noći, koja traje osam zemaljskih dana.

Površina Titana može biti varljiva; Huygens je malo kliznuo kad je sletio. Tako će Zmaj sletjeti na klizanje. Također će obaviti „letove s preskokom“ za izviđanje budućih slijetanja. Prvo mjesto za slijetanje je već odabrano, pa će od tamo izvirati mjesto slijetanja B, a zatim mjesto C, prije nego što se vrati na mjesto B da sleti. Letovi će se postupno produžiti na duljinu od oko 8 kilometara.

Dok se uzdiže iznad dina, Zmaj će snimati svoju okolinu. S obzirom na mjesečevu sličnost s našim planetom, pogledi će izgledati prilično poput Zemlje narančaste boje. Ali bit će nekih razlika: očitiji krateri, za jednu, i drugačija vrsta zemljopisa. "Topografija na Titanu općenito je prilično prigušena u usporedbi s onim na što smo navikli na silikatnom planetu, samo kilometar ili toliko visok, a same dine su prilično niske", objašnjava Turtle.

Kao što je Titan lakše letjeti, tako je i lakše sletjeti. Sjećate se "sedam minuta terora" koje su iskusili Mars istraživači? Na Titanu će se to produžiti na nekoliko sati. Mjesečeva niska gravitacija znači da se njegova atmosfera proširuje, a ulazak započinje na 1.100 km. Odatle će otvoriti svoj glavni padobran na 4 km, zatim ga odbaciti i otvoriti sekundu na 1 km. (Potrebna su mu dva padobrana, jer samo uz glavni kanal, spuštanje bi trajalo još duže.) Tada će, jer Zmaj doista može letjeti, isključit će se od svoje zaštitne školjke i helikoptera do mjesta slijetanja. Animaciju slijetanja slijeda možete pogledati ovdje:

Dobre stvari dolaze onima koji čekaju - uzbudljiva su vremena 2034. godine!


Želite li znati više o misiji? Postavite sva pitanja sljedećeg ponedjeljka: NASA je domaćin Reddita 1. srpnja u 15:00 EDT na „Redditu“.