Forskeren sætter øjnene på Saturns største måne

Medledet af en vestlig rumforsker, NASA undersøger en revolutionær plan, der kunne se en drone-lignende quadcopter summe over overfladen af ​​Saturns største måne.

Dragonfly -projektet ville drage fordel af Titans tætte, rolig atmosfære for at flyve fra sted til sted, når den måler og analyserer den massive månens kemi, geologi - og potentiale for livet. Fartøjet er modelleret efter droner på jorden, og ville have fire par stablede rotorer, der ville gøre det muligt at zip - så meget som et objekt med en masse på et par hundrede kilo kan siges at 'zip' - på tværs af Titans geografi, der har fascineret og mystificeret forskere i årtier.

I modsætning til konventionelle, langsomt bevægelige rovere, der suser ud af Mars overflade, Dragonfly ville være i stand til at udforske på tværs af hundredvis af kilometer, alt imens spejder efter geologiske interessepunkter og tager værdifulde målinger af overflade, underoverflade og atmosfæriske forhold.

Som medforsker Jordvidenskabsprofessor og planetgeolog Catherine Neish hjælper med at definere og nå missionens videnskabelige mål. Hun er en del af et team ledet af Elizabeth Turtle ved Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), hvis forslag om et revolutionerende rotorfly for at undersøge Titan for nylig blev valgt af NASA som en af ​​to finalister til agenturets næste New Frontiers -mission.

Ikke helt så lille, men mindst lige så kvik, som dens navnebror i atmosfæren med lav tyngdekraft, denne Dragonfly ville være omkring to meter lang, med flere rotorer, der muliggør god kontrol af køretøjet og indbyggede mekaniske afskedigelser.

I mange år, folk troede at udforske Titan med ballon, rover eller lille fly, men hver har begrænsninger, der omfatter mobilitet, holdbarhed, rækkevidde og effektiv kontrol.

"Der er noget meget 'enkelt' ved at have en lille drone, der flyver rundt om Titan, "Neish sagde." Det er smart på en måde, som folk ikke havde forventet, og Jeg tror, det er dristigt og spændende - og realistisk. "

De atmosfæriske forhold i Titan-med sin orange-brune dis af metan og nitrogen-tilslører højopløselige udsigter og har gjort månen stort set uigennemsigtig. Sløret løftede sig kun delvist i 2005, da Huygens -sonden (en del af Cassini -missionen) frembragte nogle billeder af overfladen. Det var nok til at pirre forskere, men ikke nok til at vise mere end et glimt af helheden.

"Det er som at lande på en gade i London og sige, at du har set hele Jorden, "Sagde Neish.

Med solenergi utilgængelig på grund af både Titans afstand til solen og dens tætte atmosfære, Dragonfly ville være plutoniumdrevet, ved hjælp af en multi-mission radioisotop termoelektrisk generator. Det er den samme strømkilde som Mars Curiosity -roveren og Cassini -rumsonde. Det kunne flyve flere kilometer på en enkelt 'Titan overnatning' opladning og potentielt dække hundredvis af kilometer i løbet af en Titan -dag (svarende til 16 jorddage).

Dragonfly ville bruge mindre tid på at flyve end at tage videnskabelige målinger under sin toårige mission. Dets hovedopgaver ville være prøveudtagning for organisk kemi og beboelighed; overvågning af atmosfæriske og overfladeforhold optagelse og transmission af billeder af landformer; og gennemfører undersøgelser af månens seismologi.

Potentialet for betydelig opdagelse er spændende, Sagde Neish.

"Kemien bliver fantastisk, men jeg er virkelig interesseret i, hvordan Titan ser ud. Jeg gætter på, at det bare er denne mærkeligt vidunderlige verden, der ligner Jorden - en mærkelig, frosset sedimentært sted - men med alle de forkerte ingredienser. "

Der er spændende beviser for, at der er floder af metan og etan, flyder ved 95 Kelvin (eller minus-200 Celsius) og brænder is i småsten i marmorstørrelse, når de oversvømmer lavtliggende terræn. En tåget, vindstille atmosfære, der flyder over frosne kulbrintesøer. En ejendommelig, is-vand kemisk suppe sidder nær eller under overfladen og måske, bare måske, kunne være en vuggestue til en eller anden form for liv.

Vi ved så lidt om Titan, Neish sagde, og det lille, vi ved, er så nylig opdaget. "Før Huygens i 2005, vi anede ikke, hvordan overfladen af ​​Titan ville se ud. "

Neishs speciale er planetariske overfladers geologi, specifikt forståelse af processerne for påvirkningskratering gennem radarbilleddannelse. Hun er involveret i flere rumfartøjer med internationale, tværfaglige teams. Hun menes at være den eneste canadiske forsker på Dragonfly -projektet.

"Planetarisk videnskab er sådan et samarbejde. Det er en teamindsats, " hun sagde.

Dragonfly er en af ​​to NASA, der for nylig blev listet-fra en original forslaggruppe på et dusin-som en del af agenturets New Frontiers planetariske videnskabsprogram.

Det andet projekt kaldes CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return), som ville søge at returnere en prøve fra Jorden til en komet kaldet 67P/Churyumov-Gerasimenko og bestemme dens oprindelse og historie. Anført af Steven Squyres fra Cornell University i New York, CAESAR ville blive administreret af NASAs Goddard Space Flight Center.

Begge hold vil modtage NASA-finansiering på $ 4 millioner i år for at videreudvikle deres ideer og indsende forslag igen. NASA forventes at beslutte i midten af ​​2019, hvilket projekt der skal støttes med op til næsten 1 milliard dollar i udviklingsomkostninger.

Hvis Dragonfly blev valgt, det kunne lanceres allerede i 2025 og derefter potentielt tage fem år eller mere at nå Titan, Sagde Neish. I rumtiden, det er ikke længe, hun sagde, bemærke Dragonfly er gået fra hypotese til koncept til skalamodellering på bare to år.

Navnet Titan kommer fra en generisk betegnelse for børnene i Ouranos (Uranus) og Gaia i gammel græsk mytologi. I historierne, Titanerne var forfædre til den menneskelige race. Titanerne var kendt for at have fortæret lemmerne af Dionysos, søn af Zeus. Vred, Zeus slog titanerne med lyn. (Zeus havde tiltænkt dette barn at have herredømme over verden.) Lynet brændte titanerne til aske, og fra asken, menneskeheden blev dannet.

Saturns største måne Titan er den næststørste måne i vores solsystem, kun efter Jupiters Ganymedes, som kun er 2 procent større. Med en middelradius på 2, 575 km (1, 600 miles), Titan er større end Jordens måne og endda større end planeten Merkur.

Titan er den eneste måne i vores solsystem, der har skyer og en tæt atmosfære, mest nitrogen og metan. Det er også det eneste andet sted i solsystemet, der kender en jordlignende cyklus af væsker, der flyder over dens overflade.

Titan kredser om Saturn i en afstand på omkring 1,2 millioner km (759, 000 miles), tager 15 dage og 22 timer at fuldføre en fuld bane. Titan er tidløst låst i synkron rotation med Saturn, og præsenterer permanent et ansigt for planeten, når den fuldender sin bane.

I 1994, NASAs Hubble -rumteleskop optog billeder af Titan, hvilket antydede, at der findes et stort lyst kontinent på halvkuglen, der vender fremad i kredsløb. Disse Hubble -resultater beviste ikke, at der fandtes flydende hav, imidlertid; kun at Titan har store lyse og mørke områder på overfladen.

Titans overflade forblev hemmeligholdt under skyerne indtil juli 2004. Det var da NASAs Cassini -rumfartøj ankom. Cassini var specielt designet til at kigge igennem Titans dis med radar og i visse lysfarver, kaldes spektrale vinduer, der tillader et glimt af, hvad der ligger herunder. Under snesevis af flybys, Cassini orbiter har kortlagt en stor brøkdel af Titans overflade og foretaget detaljerede undersøgelser af dens atmosfære. Cassini bar også den europæisk byggede Huygens-sonde, som faldt i faldskærm gennem Titans atmosfære i 2005 for at foretage den første landing på et legeme i det ydre solsystem.