Prejšnji teden - od ponedeljka, 27. februarja do srede, 1. marca - je NASA na svojem sedežu v Washingtonu, DC, gostila delavnico "Planetarna znanstvena vizija 2050". Med številnimi predstavitvami, govori in panelnimi razpravami je NASA z mednarodno skupnostjo delila svoje številne načrte za prihodnost raziskovanja vesolja.
Med bolj ambicioznimi od teh je bil predlog za raziskovanje Titana z uporabo letalskega raziskovalca in zemljevida. Načrtuje uspeh misije ESA Cassini-Huygen, ta načrt bi vključeval balon, ki bi z majhne višine raziskoval površino Titana, skupaj z Mars Pathfinder-stilna misija, ki bi raziskala površino.
Navsezadnje bi bil cilj, ki bi ga Titan želel raziskati, bogato organsko kemijsko okolje, ki ga ima Luna, kar predstavlja edinstveno priložnost za planetarne raziskovalce. Znanstveniki že nekaj časa razumejo, da ima Titanova površina in ozračje obilo organskih spojin in vse prebiotične kemije, ki je potrebna za življenje.
Predstavitev z naslovom "Zračna mobilnost: ključ do raziskovanja bogate kemijske raznolikosti Titana" je vodil Ralph Lorenz iz laboratorija za uporabno fiziko Johnsa Hopkinsa, sopredsedovala pa je Elizabeth Turtle (tudi iz John Hopkins APL) in Jason Barnes iz Oddelek za fiziko na Univerzi v Idahu. Kot je Turtle razložil Space Magazine po e-pošti, Titan ponuja nekaj vznemirljivih priložnosti za misijo naslednje generacije:
"Titan je še posebej zanimiv, ker nas obilna in zapletena organska kemija lahko nauči o kemičnih interakcijah, ki bi se lahko zgodile tukaj na Zemlji (in drugje?), Kar bi lahko privedlo do razvoja življenja. Poleg tega ne samo, da ima Titan notranji ocean tekoče vode, ampak bo tudi možnost, da se organski material pomeša s tekočo vodo na Titanovi površini, na primer udarni kraterji in morda kriovolkanske izbruhe. Kombinacija organskega materiala s tekočo vodo seveda povečuje astrobiološki potencial. "
Zaradi tega je raziskovanje Titana desetletja znanstveni cilj. Vprašanje je le, kako najbolje raziskati Titanovo edinstveno okolje. Med prejšnjimi desetletnimi raziskovanji - kot je delovna skupina za strategijo kampanje o prebiotični kemiji zunanjega osončja, ki je prispeval Lorenz - je predlagal, da bi mobilno letalsko vozilo (na primer zračna ladja ali balon) dobro oz. primeren za nalogo.
Vendar takšna vozila ne bi mogla preučevati Titanovih metanskih jezer, ki so ena izmed najbolj navdušujočih lunskih luči, kar zadeva raziskave prebiotične kemije. Še več, zrakoplov ne bi mogel izvajati in situ kemične analize površine, podobno kot je to Mars Mars Exploration Rovers (Duh, priložnost in Radovednost) delali na Marsu - in z neizmernimi rezultati!
Obenem sta Lorenz in njegovi sodelavci pregledali koncepte za raziskovanje Titanovih ogljikovodičnih morij - kot je predlagana kapsula Titan Mare Explorer (TiME). Kot eden izmed več finalistov Nasinega tekmovanja Discovery 2010 je ta koncept pozval k napotitvi navtičnega robota na Titan v naslednjih desetletjih, kjer bi preučeval svoja metanska jezera, da bi izvedel več o ciklu metana in iskal znake organskega življenja.
Čeprav bi bil tak predlog stroškovno učinkovit in ponuja nekatere zelo razburljive priložnosti za raziskave, ima tudi nekatere omejitve. Na primer, med leti 2020 in 2030 bo severna polobla Titana doživela svojo zimsko sezono; na tej točki bo debelina njene atmosfere onemogočila neposredne komunikacije med zemljo in pogledom na Zemljo. Poleg tega bi navtično vozilo preprečevalo raziskovanje Titanovih kopenskih površin.
Te ponujajo nekatere najverjetnejše možnosti za preučevanje Titanove napredne kemične evolucije, vključno s Titanovimi sipinami. Kot vetrovno območje je na tem območju verjetno odložen material iz vsega Titana in lahko vsebuje tudi močno spremenjene materiale. Veliko kot Mars Pathfinder pristajalno mesto je bilo izbrano, da bi lahko zbirali vzorce iz širokega območja, na primer lokacija bi bila idealno mesto za zemljo.
Lorenz in njegovi sodelavci so se zavzeli za vrsto misije, ki je bila izražena v vodilni študiji leta 2007, ki je zahtevala balon Montgolfière za regionalno raziskovanje in pristanišče, podobno Pathfinderju. To bi omogočilo izvajanje površinskega slikanja pri ločljivostih, ki jih je iz orbite nemogoče (zaradi debele atmosfere), pa tudi za preiskovanje površinske kemije in notranje strukture lune.
Medtem ko bi balon zbiral geografske podatke lune z visoko ločljivostjo, bi zemeljski pes lahko izvedel seizmološke raziskave, ki bi označevale debelino ledu nad Titanovim notranjim vodnim oceanom. Vendar bi bila misija iztovarjanja glede na doseg omejena, površina Titana pa predstavlja težave pri mobilnosti. S tem bi imeli več železniških zemljišč ali zemlje, ki se lahko premikajo, najbolj želeno možnost.
"Potencialni cilji vključujejo območja, kjer lahko merimo trdne površinske materiale, katerih sestava še ni dobro znana, na primer sipine sipine, na primer," je dejal Turtle. „Za določitev njihove sestave je potrebna podrobna analiza in situ. Jezera in morja so prav tako zanimiva; vendar bo v bližnjem terminu (misije, ki prihajajo v 2030-ih) večina teh v zimski temi. Tako da bi njihovo raziskovanje verjetno moralo počakati do 2040-ih. "
Ta misija bi izkoristila tudi številne tehnološke napredke, ki so jih dosegli v zadnjih letih. Kot je med predstavitvijo pojasnil Lorenz:
"Mobilnost na Titanu težja od zraka je v resnici zelo učinkovita, poleg tega pa so izboljšave avtonomnih zrakoplovov v dveh desetletjih, odkar CSWG takšna raziskovanja predstavljajo realno perspektivo. Številni pristajalci na kraju samem, ki jih z letalom ali pristankom z letalsko mobilnostjo dostopajo do več krajev, bi zagotovili najbolj zaželeno znanstveno sposobnost, ki je zelo pomembna za teme o izvoru, delovanju in življenju. "
Lorenz, Turtle in Barnes bodo te ugotovitve predstavili tudi na prihajajoči 48. konferenci o lunarni in planetarni znanosti - ki bo potekala od 20. do 24. marca v Woodlandsu v Teksasu. Tam se jim bodo pridružili dodatni člani APL Johns Hopkins AP in Univerze v Idahu, pa tudi predstavniki Nasinega centra za vesoljske polete Goddard, Državne univerze v Pensilvaniji in Honeybee Robotics.
Vendar pa bodo rešili nekaj dodatnih izzivov, ki niso bili izpostavljeni na delavnici Vision 2050, njihova ideja bo rahlo zasukala. Namesto balona in številnih pristajalnikov bodo predstavili koncept misije, ki vključuje qaudcopter "kačji pastir". To štirivaljno vozilo bi lahko izkoristilo Titanovo gosto atmosfero in nizko težo za pridobivanje vzorcev in določanje sestave površine v več geoloških okoljih.
Ta koncept vključuje tudi veliko nedavnega napredka tehnologije, ki vključuje sodobno nadzorno elektroniko in napredek v komercialnih modelih brezpilotnih letal (UAV). Povrhu tega bi quadcopter odpravil retrotroge s kemično napajanjem in bi lahko vključil med letenjem, kar bi mu dalo precej daljšo življenjsko dobo.
Ti in drugi koncepti za raziskovanje Saturnove lune Titan bodo zagotovo v naslednjih letih pridobili oprijem. Glede na številne skrivnosti, zaklenjene na tem svetu - z obilnim vodnim ledom, prebiotično kemijo, ciklom metana in podzemnim oceanom, ki bo verjetno prebiotsko okolje - je zagotovo priljubljena tarča znanstvenih raziskav.
