Prošli tjedan - od ponedjeljka, 27. veljače do srijede, 1. ožujka - NASA je u svom sjedištu u Washingtonu, DC, bila domaćin „Planetarne znanstvene vizije 2050“. Tijekom brojnih prezentacija, govora i panel diskusija, NASA je s međunarodnom zajednicom podijelila mnoge planove za budućnost svemira.
Među ambicioznijima među njima bio je i prijedlog za istraživanje Titana pomoću zračnog istraživača i landera. Temeljeno na uspjehu misije Cassini-Huygen ESA-e, ovaj plan bi uključivao balon koji će istraživati površinu Titana s male visine, zajedno s Mars Pathfinder-stilska misija koja bi istraživala površinu.
Konačno, cilj misije Titana bio bi istražiti bogato organsko kemijsko okruženje koje Mjesec ima, što predstavlja jedinstvenu priliku za planetarne istraživače. Znanstvenici već neko vrijeme razumiju da Titanova površina i atmosfera sadrže obilje organskih spojeva i svu prebiotsku kemiju neophodnu za život.
Prezentacijom, koja je nazvana "Zračna mobilnost: ključ istraživanja bogate kemijske raznolikosti Titana", vodio je Ralph Lorenz iz Laboratorija za primijenjenu fiziku Johnsa Hopkinsa, a kopredsjedali su Elizabeth Turtle (također iz Johna Hopkinsa APL) i Jason Barnes iz Odjel za fiziku na Sveučilištu u Idahu. Kako je Turtle objasnio Space Magazinu putem e-pošte, Titan nudi uzbudljive mogućnosti za misiju sljedeće generacije:
„Titan je poseban interes jer obilna i složena organska kemija može nas podučiti o kemijskim interakcijama koje bi se mogle dogoditi ovdje na Zemlji (i drugdje?) Što bi moglo dovesti do razvoja života. Nadalje, ne samo da Titan ima unutarnji ocean tekućine i vode, već će biti i mogućnosti da se organski materijal pomiješa s tekućom vodom na Titanovoj površini, na primjer udarni krateri i moguće kriovolkanske erupcije. Kombinacija organskog materijala s tekućom vodom, naravno, povećava astrobiološki potencijal. "
Zbog toga je istraživanje Titana desetljećima znanstveni cilj. Jedino je pitanje kako se najbolje baviti istraživanjem jedinstvenog Titovog okruženja. Tijekom prethodnih desetljećnih istraživanja - poput Radne skupine za strategiju kampanje (CSWG) o prebiotskoj kemiji u vanjskom Sunčevom sustavu, čiji je Lorenz imao doprinos - sugerirao je da bi mobilno zrakoplovstvo (poput zračnog broda ili balona) dobro upravljalo odgovara zadatku.
Međutim, takva vozila ne bi mogla proučavati Titanova metanska jezera, koja su jedna od najuzbudljivijih crteža Mjeseca što se tiče istraživanja prebiotske kemije. Štoviše, avion ne bi mogao provesti in situ inkemijsku analizu površine, slično onome što rade Mars Exploration Rovers (Duh, prilika i Znatiželja) radili na Marsu - i s neizmjernim rezultatima!
Istodobno, Lorenz i njegovi kolege ispitivali su koncepte za istraživanje Titanovih ugljikovodičnih mora - poput predložene kapsule Titan Mare Explorer (TiME). Kao jedan od nekoliko finalista NASA-inog natjecanja Discovery za 2010. godinu, ovaj koncept zahtijevao je postavljanje nautičkog robota na Titan u narednim desetljećima, gdje bi proučavao njegova metanska jezera kako bi naučio više o ciklusu metana i tražio znakove organskog života.
Iako bi takav prijedlog bio isplativ i pružio vrlo uzbudljive mogućnosti istraživanja, on također ima određena ograničenja. Na primjer, tijekom 2020.-2030., Titanova sjeverna hemisfera doživljavat će svoju zimsku sezonu; kada će debljina njegove atmosfere onemogućiti komunikacije izravne u zemlju i pogled na Zemlju nemogući. Povrh svega, nautičko vozilo spriječilo bi istraživanje kopnenih površina Titana.
Oni nude neke od najvjerojatnijih izgleda za proučavanje Titanove napredne kemijske evolucije, uključujući Titanov pješčani pijesak. Kao vjetrovita regija, ovo područje vjerojatno ima deponirane materijale sa cijelog Titana, a također može sadržavati materijal koji se mijenja izmijenjen. Mnogo toga Mars Pathfinder mjesto slijetanja odabrano je kako bi se moglo skupljati uzorci sa širokog područja, poput lokacije bila bi idealno mjesto za zemljani put.
Kao takvi, Lorenz i njegovi kolege zagovarali su vrstu misije koja je artikulirana u Studiji voditelja 2007. godine, koja je zahtijevala balon Montgolfière za regionalno istraživanje i sletište nalik Pathfinderu. To bi omogućilo provođenje snimanja na površini u razlučivosti koje je nemoguće iz orbite (zbog guste atmosfere), kao i istraživanje površinske kemije i unutarnje strukture Mjeseca.
Dok bi balon skupljao zemljopisne podatke visoke rezolucije, kopno je moglo provesti seizmološka ispitivanja koja bi karakterizirala debljinu leda iznad Titova unutarnjeg vodenog oceana. Međutim, misija landera bila bi ograničena u smislu dosega, a površina Titana predstavlja probleme s mobilnošću. Ovo bi učinilo više zemljanih zemljišta ili zemljanu zemlja koja se može preseliti, najpoželjniju mogućnost.
"Potencijalni ciljevi uključuju područja na kojima možemo izmjeriti čvrste površinske materijale, čiji sastav još uvijek nije dobro poznat, na primjer, Titanove sipine pijeska", rekao je Turtle. "Za utvrđivanje njihovog sastava potrebna je detaljna in situ analiza. Jezera i mora također su intrigantni; međutim, u bližem terminu (misije koje dolaze u 2030-ih) većina će biti u zimskoj tami. Dakle, njihovo istraživanje će vjerojatno morati pričekati do 2040-ih. "
Ovaj bi misija iskoristio i nekoliko tehnoloških dostignuća ostvarenih u posljednjih nekoliko godina. Kao što je tijekom prezentacije objasnio Lorenz:
"Mobilnost teže od zraka u Titanu zapravo je vrlo učinkovita, štoviše, poboljšanja autonomnih zrakoplova u dva desetljeća od kada CSWG takvo istraživanje čini realnom perspektivom. Višestruki in-situ prizemljivači koje pruža zrakoplovno vozilo kao što je zrakoplov ili zemljak sa zračnom mobilnošću za pristup više mjesta pružali bi najpoželjniju znanstvenu sposobnost, vrlo relevantnu za teme podrijetla, rada i života. "
Lorenz, Turtle i Barnes također će predstaviti ta otkrića na nadolazećoj 48. Konferenciji o mjesečevoj i planetarnoj znanosti - koja će se održavati od 20. do 24. ožujka u Woodlandsu u Teksasu. Tamo će im se pridružiti dodatni članovi Johns Hopkins APL-a i Sveučilišta u Idahu, kao i panelisti NASA-inog centra za svemirske letove Goddard, Državno sveučilište Pennsylvania i Honeybee Robotics.
No, rješavajući neke dodatne izazove koji nisu postavljeni na radionici Vision 2050, oni će pokazati malu zaokret njihove ideje. Umjesto balona i više sletača, predstavit će koncept misije koji uključuje qaudcopter "Dragonfly". Ovo vozilo sa četiri rotora moglo bi iskoristiti Titanovu gustu atmosferu i malu gravitaciju za dobivanje uzoraka i određivanje sastava površine u više geoloških postavki.
Ovaj koncept također uključuje mnoštvo najnovijih dostignuća u tehnologiji, koji uključuju modernu upravljačku elektroniku i napredak u komercijalnom dizajnu bespilotnih letjelica (UAV). Povrh toga, quadcopter će ukloniti retrotroke s kemijskim pogonom i mogao bi uključiti između letova, što mu može dati puno duži vijek trajanja.
Ovi i drugi koncepti za istraživanje Saturnovog Mjeseca Titana zasigurno će se privući u narednim godinama. S obzirom na mnoge misterije zaključane na ovom svijetu - s obilnim vodenim ledom, prebiotskom kemijom, ciklusom metana i podzemnim oceanom koji će vjerojatno biti prebiotsko okruženje - svakako je popularna meta znanstvenih istraživanja.
