НАСА объявило , что запустит космический зонд под названием Dragonfly на амбициозную миссию Сатурн «s луны Титан, в котором роботизированный вертолетном-посадочном будет летать вокруг поверхности Титана и приземлятся в разных местах. В рамках своей исследовательской миссии космический зонд Dragonfly будет искать следы химических процессов, подобных тем, которые привели к возникновению жизни на Земле, в дополнение к сбору другой информации о поверхности и атмосфере Луны.
Dragonfly запустится в 2026 году и прибудет к Титану, который находится на расстоянии 886 миллионов миль (1,4 миллиарда километров) от Солнца, в 2034 году. Когда он окажется там, космический зонд - размером примерно с марсоходы Spirit и Opportunity космического агентства - включит свои восемь роторов и пролетит через плотную туманную атмосферу Титана, которая примерно в четыре раза плотнее Земли, и исследует его все еще таинственную поверхность.
Титан, самый большой из 62 спутников Сатурна и второй по размеру в нашей солнечной системе после спутника Юпитера Ганимеда , имеет радиус около 1600 миль (2475 километров), что делает его примерно на 50 процентов шире, чем у Земли . Но не только размер Титана давно привлекал ученых.
Титан также является единственной луной в солнечной системе с большой частью атмосферы, и это единственное место в солнечной системе, помимо Земли, на поверхности которого есть жидкие реки, озера и моря. Хотя последние состоят из жидких углеводородов, таких как метан и этан, считается, что у Титана есть подземный водный океан в 35-50 милях (от 55 до 80 км) под ледяной поверхностью, в котором, возможно, обитала какая-то форма жизни, или может все еще содержать это. Если бы там была жизнь, было бы чрезвычайно трудно выжить при жестоко холодной температуре поверхности Титана - минус 290 градусов по Фаренгейту (минус 179 градусов по Цельсию).
Толстая атмосфера Титана на 95 процентов состоит из азота, а остальная часть в основном состоит из метана. Это создает густую дымку оранжевого цвета, которая нависает над поверхностью Луны, что затрудняет наблюдение с Земли. Многое из того, что нам известно, поступает от космического корабля Гюйгенс Европейского космического агентства , который приземлился на Титане и передавал данные в течение 72 минут в 2005 году, и от зонда НАСА Кассини , который совершил несколько облетов Титана в период с 2005 по 2017 год (Гюйгенс фактически был прикреплен к нему). в Кассини для семилетнего путешествия в окрестности Титана.)
«Трудно представить себе более захватывающую научную миссию, чем вертолет с ядерным двигателем в путешествии продолжительностью до восьми лет по исследованию нового мира», - говорит Дейл Скран , председатель исполнительного комитета некоммерческой организации Национального космического общества. организация, пропагандирующая исследование и колонизацию космоса.
Преимущество полета стрекозы
Ученым особенно нравится способность Dragonfly летать, а не ползать по земле. В отличие от Марса, где НАСА также планирует испытать небольшой роботизированный вертолет с большими высокоскоростными лопастями в 2020 году, атмосфера Титана достаточно плотная, чтобы позволить Dragonfly достичь подъемной силы с относительно небольшими роторами и способно нести большую полезную нагрузку на большие расстояния, чем экспериментальный вертолет отправляется на Марс. Ожидается, что за почти трехлетнюю миссию на Титане он преодолеет более 108 миль (175 километров). Он будет летать короткими прыжками продолжительностью до пяти минут за раз.
«Полет позволяет нам перемещать посадочный модуль на гораздо большие расстояния за короткий период времени, чем традиционный марсоход, что позволяет нам более эффективно исследовать Титан», - Джейсон Содерблом , научный сотрудник Департамента наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского института. из Technology и один из соисследователей Dragonfly, объясняет в электронном письме.
Курт Нибур, научный сотрудник NASA по программе New Frontiers, по электронной почте объясняет, что конструкция Dragonfly принципиально отличается от Mars Helicopter. «Не только потому, что атмосфера Титана и Марса такие разные, но потому, что это разные транспортные средства», - говорит он. «Вертолет Mars - это недолговечная демонстрация технологии без научной полезной нагрузки. Dragonfly - это автономный космический корабль, предназначенный для выполнения научной миссии с высокой автономностью. Это похоже на сравнение беспилотного автомобиля и электросамоката: у обоих есть колеса, но у них очень разные цели и, следовательно, очень разный дизайн ».
Геология Титана
Исследователи, работающие над Dragonfly, рады возможности исследовать множество загадок гигантской луны. «Я с нетерпением жду, когда Dragonfly наконец-то даст нам подробные ответы о поверхности Титана в малых масштабах. Не только о ее составе, но и о геологии», - объясняет Нейбур. "Рассказывая нам о сложных органических материалах, присутствующих там, и о том, как они взаимодействуют, а также дает нам возможность хорошо рассмотреть такие особенности поверхности, как дюны и кратер Селк . Кассини хорошо поработал, дав нам общие ответы на этот вопрос в широком масштабе. (десятки миль, например), но ничто не сравнится с тем, чтобы спуститься на поверхность и, так сказать, погрузиться в нее руками и ногами ».
«Существует множество вопросов о поверхности Титана, на которые нет ответа, - говорит Содерблом. «Один фундаментальный вопрос, на который нам еще предстоит ответить: каков состав основных геологических единиц Титана, обнажается ли водно-ледяная коренная порода где-нибудь на Титане или была ли она погребена под органическим мусором. Это связано с тем, что атмосфера Титана закрывает поверхность на большинстве длин волн, что ограничивает нашу способность использовать традиционные методы дистанционного зондирования для изучения состава поверхности ".
Исследование поверхности Титана Dragonfly может также дать представление об атмосфере Луны. «Все органические вещества на поверхности Титана созданы в атмосфере», - объясняет Сара Хорст , доцент Школы наук о Земле и планетах Университета Джона Хопкинса, которая также является исследователем этого проекта. «Таким образом, понимание состава сложных органических веществ, которые мы находим на поверхности, позволит нам значительно улучшить наше понимание не только процессов, происходящих на поверхности, но и химического состава атмосферы», - говорит она.
«Это, в свою очередь, важно для понимания роли, которую атмосфера может играть в происхождении или эволюции жизни, а также помогает нам выяснить, какие типы молекул могут служить свидетельством существования жизни, когда мы смотрим на наблюдения за далекими атмосферами, такими как экзопланеты, - говорит Хорст.
Вот это интересно
Хотя Титан может быть наименее негостеприимным местом во внешней Солнечной системе для людей, Скран из NSS по-прежнему не рассматривает Луну как вероятное место для человеческой колонии из-за экстремального холода и отсутствия знаний о ее поверхности. «Марс, орбитальные поселения с искусственной гравитацией и даже облачные города, плавающие в атмосфере Венеры, кажутся лучшими первоначальными целями для поселений», - говорит он.
