НАСА ще лети квадрокоптер на милиард долара до Титан, луната, богата на метан на Сатурн

НАСА ще лети квадрокоптер на милиард долара до Титан, луната, богата на метан на Сатурн

От Пол VoosenJun. 27, 2019 г., 16:00 ч

Повикването на сирената на Титан не можеше да бъде пренебрегнато. Следващата мисия на НАСА, наречена Dragonfly, ще бъде иновативен квадрокоптер за изследване на Титан, най-голямата луна на Сатурн, съобщи днес агенцията. Плавателният съд ще се извисява и надвисва върху ледената повърхност на луната - и ще кацне върху нея - в търсене на условията и химията, които биха могли да подпомогнат живота.

Мисията - ръководена от Елизабет „Циби” Костенурка, планетарен учен от лабораторията за приложна физика на Университета Джон Хопкинс (APL) в Лоръл, Мериленд и също управлявана от APL - ще стартира през 2026 г. Тя представлява изчислен риск за агенцията, обхващаща нова парадигма на роботизирано изследване, която да се използва на далечна луна. „Титан е за разлика от всяко друго място в Слънчевата система и Dragonfly е като никоя друга мисия“, каза Томас Зурбухен, асоцииран администратор на НАСА за науката във Вашингтон, окръг Колумбия, като обяви избора на мисията. „Науката е непреодолима. Точният момент е да го направите. "

Титанът е забулен от азотна атмосфера и по-голям от Меркурий. Смята се, че той прибира течен океан под замръзналата си кора от воден лед. Космическият апарат Касини на НАСА проучи Титан по време на историческата си кампания и през 2005 г. пусна краткотрайната сонда Хюйгенс в атмосферата на Титан.

Повърхността, която видя, имаше много геоложки характеристики, подобни на тези, открити на Земята, включително плато, пустини с дюни и пустини, течни морета и реки. Но на Титан, където температурите са средни 94 K, "скалите" са направени от воден лед, а моретата са пълни с етан и метан, въглеводороди, които са газове на Земята. Според много учени лунната яхния от органични молекули и вода би могла да доведе до реакции за създаване на аминокиселини и бази, използвани за изграждане на двойна спирала на ДНК. Сякаш Титан провежда експерименти върху формирането на живота от милиони години, казва Костенурка. "Dragonfly е създаден, за да вземе резултатите от тези експерименти и да ги изучи."

Dragonfly е вдъхновяваща селекция, добавя Линди Елкинс-Тантон, планетарен учен от Аризонския държавен университет в Темпе и главен изследовател на Psyche, мисията на НАСА към метален астероид. „Титан наистина може да бъде люлката за някакъв вид живот - и независимо дали животът се е появил или не, въглеводородните реки и езера на Титан и неговият въглеводороден сняг го превръщат в един от най-фантастичните пейзажи в нашата Слънчева система.“

Като се има предвид сложната повърхност на Титан, кацач на един обект няма да може да каже много за химията на Луната. Dragonfly използва напредъка в изчислителната техника и дизайна на самолети, които доведоха до експлозията на висящи дронове на Земята. Той ще носи осем лопатки на ротора, отгоре и отдолу на всяка от четирите рамена. Всъщност това е подвижна земя, способна да мантира километри между местата за вземане на проби на всеки 16 земни дни. Плътният въздух на Титан и ниската гравитация ще позволят на 300-килограмовия седан с размер на седана, който ще се захранва от радиоактивен генератор, да се движи с 38 пъти по-малка мощност от необходимата на Земята.

Времето на пристигането на Стрекоза, през 2034 г. по време на дългата северна зима на Титан, изключи кацане в близост до северния полюс, дом на предизвиканите от Луната метанови морета; тези сайтове не биха го оставили в къщи по радиото. Вместо това квадрокоптерът ще изследва огромните екваториални пустини на Луната, които вероятно се подхранват от торба с материали от цялата луна. („Най-голямата дзен градина в Слънчевата система“, казва Костенурката.) Тя ще търси специално за ударни кратери или ледени вулкани, енергийни процеси, които биха могли да осигурят искра - и течната вода - необходими за зараждащата се органична химия. По време на почти 3-годишната си основна мисия, след като измине 175 километра в серия от полети с продължителност до 8 километра всеки, Dragonfly в крайна сметка ще достигне 80-километровия кратер за удар Selk, основната му цел. Въздействието, което създаде Селк, беше достатъчно голямо, за да стопи водно-ледената кора на Титан и да освободи кислорода, като грундира реакции, които се регистрират в неговите оголвания.

Dragonfly няма да бъде снабден с роботизирана ръка, като последните марсоходи. Изследването му първо ще се ръководи от инструмент върху корема му, който ще бомбардира земята с неутронна радиация, използвайки гама-лъчите, които атаката освобождава, за да прави разлика между основни видове терени, като лед, богат на амоняк или пясъчни дюни, богати на въглерод. Двете му кацащи каца също ще носят ротационно-перкусивна тренировка, способна да взема проби и да ги подава през пневматична тръба до масспектрометър, който може да анализира техния състав. Системата за вземане на проби представлява риск за мисията; Учените от НАСА са били загрижени, че атмосферата, богата на въглеводороди на Титан, може да я задръсти, казва Църбухен. "Това е версия за разливане на нефта на атмосфера." През последните 2 години, след обширни тестове с "патологични" материали и редизайн, казва Костенурката, страховете на агенцията бяха намалени.

Отвъд повърхността на Титан, Dragonfly също ще се насочи към своята атмосфера и интериор. По време на полет може да събира измервания, подобно на уредите, монтирани на балон. Освен това той е оборудван със сеизмометър, който може да използва вибрации, предизвикани на Луната от приливната му ключалка със Сатурн, за да премери океана, скрит под неговата кора, който учените предполагат, че може да бъде съставен от амоняк-вода или вода и сулфат. В крайна сметка проучванията на квадрокоптера може да са в състояние да продължат до 8 години след кацането, преди източникът на ядрената му енергия да излезе навън.

Програмата New Frontiers с ограничени разходи, с 850 милиона долара, предназначени за мисията, и около 150 милиона долара за изстрелване, е най-голямата линия за проучване на планети, която НАСА отваря за външна конкуренция и лидерство. Съществен фактор за избора на Dragonfly, добавя Зурбухен, беше способността на APL да достави слънчевата сонда Parker, която вече е на мисия да изследва слънцето, което е навреме и с бюджет. Водни кончета се изправиха глава с един друг финалист, пробата за връщане на пробата за астробиология на кометата, която щеше да вземе проба лед от комета и да я върне за изследване на Земята.

Предишните космически кораби, изстреляни под New Frontiers, включват New Horizons, които изследваха Плутон и наскоро полетяха с MU 69, леден обект в най-отдалечените досега на Слънчевата система; Джуно, сега в орбита около Юпитер; и „Произход“, „Спектрална интерпретация“, „Идентификация на ресурсите“, „Защита“, „Регелит Експлорер“, който сега обикаля около астероида Бенну, преди да събере проби и да ги върне на Земята.