A múlt héten - február 27., hétfőtől március 1-jéig szerdán - a NASA otthont adott a „Planetary Science Vision 2050 Workshop” székhelyének Washington DC-ben. A sok előadás, beszéd és panelbeszélgetés során a NASA megosztotta a nemzetközi közösséggel az űrkutatás jövőjére vonatkozó sok tervét.
Ezek közül ambiciózusabbak között szerepelt egy javaslat, hogy Titánt felfedezzék egy légi felfedező és egy landoló segítségével. Az ESA Cassini-Huygen missziójának sikereire építve egy olyan léggömbre lenne szükség, amely alacsony magasságból fedezné fel a Titán felületét, valamint egy Mars Pathfinder-stílus küldetés, amely felfedezné a felületet.
Végül a Titán küldetésének célja a hold gazdag szerves kémiai környezetének felfedezése, amely egyedülálló lehetőséget kínál a bolygók kutatóinak. A tudósok egy ideje megértették, hogy a Titán felületén és atmoszférájában rengeteg szerves vegyület és az élet működéséhez szükséges összes prebiotikus kémia található.
A „Légi mobilitás: A titán gazdag kémiai sokszínűségének felfedezésének kulcsa” című előadást Ralph Lorenz vezette a Johns Hopkins Alkalmazott Fizikai Laboratóriumból, társelnökei Elizabeth Turtle (szintén John Hopkins APL) és Jason Barnes az Idaho Egyetem Fizikai Tanszékén. Ahogy a Turtle e-mailben elmagyarázta a Space Magazine-nak, a Titan néhány izgalmas lehetőséget kínál a következő generációs küldetéshez:
„A Titan különösen érdekes, mivel a bőséges és összetett szerves kémia megtaníthat nekünk a kémiai kölcsönhatásokról, amelyek az Földön (és másutt?) Az élet fejlődéséhez vezethetnek. Ezenkívül a Titannak nemcsak belső folyadék-óceánja van, hanem lehetőségei lesznek arra is, hogy a szerves anyagok keveredjenek a folyékony vízzel a Titán felületén, például ütköző kráterek és esetleg kriovulkanikus kitörések. A szerves anyag folyékony vízzel való kombinációja természetesen növeli az asztrobiológiai potenciált. ”
Ezért a Titán feltárása évtizedek óta tudományos cél. Az egyetlen kérdés az, hogy miként lehetne a Titan különleges környezetét felfedezni. A korábbi évtizedes felmérések - mint például a külső naprendszerben alkalmazott prebiotikus kémiával foglalkozó kampánystratégiai munkacsoport (CSWG) - amelynek Lorenz közreműködője volt - javasolták, hogy egy mobil légi jármű (például léghajó vagy léggömb) jól működjön. alkalmas a feladatra.
Az ilyen járművek azonban nem tudnák megismerni a Titán metántagait, amelyek a prebiotikus kémia kutatásának részeként a hold egyik legizgalmasabb vonzása. Sőt, egy légi jármű nem lenne képes elvégezni a felület in situ kémiai elemzését, akárcsak a Mars Exploration Rovers (Lélek, lehetőség és Kíváncsiság) csináltak már a Marson - és óriási eredményekkel!
Ugyanakkor Lorenz és kollégái megvizsgálták a Titán szénhidrogén tengereinek feltárására vonatkozó koncepciókat - például a javasolt Titan Mare Explorer (TiME) kapszulát. A NASA 2010. évi felfedezési versenyének több döntőseként, ez a koncepció felhívta a figyelmet arra, hogy a következő évtizedekben tengeri robotot telepítsen a Titánba, ahol a metán-tavak tanulmányozása céljából megismerhetik a metán-ciklust és keresik a szerves élet jeleit.
Noha egy ilyen javaslat költséghatékony lenne, és nagyon izgalmas lehetőségeket rejtene a kutatásban, ugyanakkor vannak bizonyos korlátok is. Például a 2020-as és 2030-as évek során a Titán északi féltekéje megtapasztalja téli időszakát; ezen a ponton a légköre vastagsága lehetetlenné teszi a Föld közvetlen kommunikációját és a Föld nézeteit. Ezen felül egy tengeri jármű kizárná a Titán szárazföldi felszíneinek felderítését.
Ezek a Titán fejlett kémiai fejlődésének tanulmányozására, beleértve a Titan dűnahomját, a legvalószínűbb kilátásokat kínálnak. Szélsebességű régióként ez a terület valószínűleg az egész Titánból lerakódott anyagot tartalmaz, és tartalmazhat vizesen megváltoztatott anyagokat is. Ugyanúgy, mint a Mars Pathfinder A leszállási helyet úgy választották meg, hogy széles területről gyűjtsön mintákat, például a földrajzi hely ideális hely lesz egy leszállóhely számára.
Mint ilyen, Lorenz és kollégái a 2007. évi zászlóshajó-tanulmányban megfogalmazott misszió típusát támogatták, amely Montgolfière léggömböt igényelt a regionális feltáráshoz és egy Pathfinder-szerű landolót. Ez lehetőséget adna arra, hogy felszíni képalkotást végezzen olyan felbontásokon, amelyek a pályáról lehetetlen (a vastag atmoszféra miatt), valamint megvizsgálhatja a hold felszíni kémiáját és belső szerkezetét.
Tehát amíg a ballon nagy felbontású földrajzi adatokat gyűjt a Holdról, a landoló szeizológiai felméréseket végezhet, amelyek jellemzik a Titan belső víz óceánja feletti jég vastagságát. A leszállási küldetés azonban hatótávolságban korlátozott lenne, és a Titan felszíne problémákat jelent a mobilitás szempontjából. Ez több leszállót vagy áthelyezhető földelt lerakót tesz a leginkább kívánt lehetőségre.
"A potenciális célok olyan területeket foglalnak magukban, ahol mérhetjük a szilárd felületű anyagokat, amelyek összetétele még mindig nem ismert, például a Titan dűne homokja" - mondta a teknős. „Összetételük meghatározásához részletes in situ elemzésre van szükség. A tavak és a tengerek szintén érdekes; közeljövőben (a 2030-as években érkező missziók) azonban ezek többsége téli sötétben lesz. Tehát, feltárva őket, valószínűleg várni kell a 2040-es évekig. ”
Ez a küldetési koncepció kihasználná az elmúlt években elért számos technológiai fejlõdést is. Ahogy Lorenz kifejtette az előadás során:
„A levegőnél nehezebb mobilitás a Titannál valóban rendkívül hatékony, ráadásul az autonóm repülőgépek fejlesztései az utóbbi két évtizedben, mivel a CSWG az ilyen felfedezéseket reális kilátássá tette. A légijárművek által szállított több helyszíni földi leszállás, például repülőgép vagy légiforgalmi képességű földi kiszolgáló több helyre való bejutáshoz a legkívánatosabb tudományos képességeket biztosítja, amelyek nagyon fontosak az eredet, a működés és az élet témája szempontjából. ”
Lorenz, teknős és Barnes szintén bemutatják ezeket az eredményeket a közelgő 48. hold- és bolygótudományi konferencián, amelyre március 20–24-én kerül sor a texasi Woodlands-ben. Ott csatlakoznak a Johns Hopkins APL és az Idaho Egyetem további tagjai, valamint a NASA Goddard űrrepülési központjának, a pennsylvaniai állami egyetemnek és a Honeybee Roboticsnak a tagjai.
Néhány olyan további kihívással, amelyekkel a 2050-es Vision Workshop nem merült fel, megválaszolják azonban egy ötletet. Léggömb és több leszállás helyett a „Dragonfly” qaudcopterrel foglalkozó küldetési koncepciót mutatnak be. Ez a négyrotoros jármű képes kihasználni a Titán vastag atmoszféráját és alacsony gravitációját, hogy mintákat nyújtson és meghatározza a felület összetételét több geológiai helyzetben.
Ez a koncepció magában foglalja a legújabb technológiai fejleményeket is, amelyek magukban foglalják a modern vezérlőelektronikát és a kereskedelem nélküli pilóta nélküli légi járművek (UAV) terveinek fejlődését. Ezen felül egy quadcopter meg fogja oldani a kémiai meghajtású retrorocket és képes lenne táplálni a repülések között, így potenciálisan hosszabb élettartamot biztosítva.
Ezek és a Saturn hold-titán felfedezésének más koncepciói valószínűleg vonzzák a következő években. Tekintettel a világon rejtélyes rejtélyekre - amelyek tartalmaznak bőséges vízjeget, prebiotikus kémiát, metán ciklust és egy felszín alatti óceánt, amely valószínűleg prebiotikus környezet -, ez minden bizonnyal népszerű célpont a tudományos kutatásban.
