V poznih sedemdesetih in zgodnjih 80. letih so znanstveniki prvič podrobno pogledali Saturnov največji luni Titan. Hvala Pionir 11 sonda, ki ji je nato sledil Voyager 1 in2 misije, ljudje Zemlje so obravnavali slike in odčitke te skrivnostne lune. To je razkrilo hladen satelit, ki je kljub temu imel gosto, ozračje bogato z dušikom.
Zahvaljujoč se Cassini-Huygens misije, ki je v Titan prispela julija 2004, misija pa se bo končala 15. septembra, so se skrivnosti te lune le še poglobile. Zato NASA upa, da bo tam v bližnji prihodnosti poslala več misij, kot je Kačji pastir koncept. Ta obrt je delo laboratorija uporabne fizike univerze Johna Hopkinsa (JHUAPL), za katerega so pravkar predložili uradni predlog.
V bistvu Kačji pastir bi bila misija razreda New Frontiers, ki bi uporabljala nastavitev dvojnega štirikopterja. To bi omogočilo vertikalni vzlet in pristanek (VTOL), kar bi zagotovilo, da bo vozilo lahko raziskovalo Titanovo ozračje in izvajalo znanost na površini. In seveda bi tudi raziskali Titanova metanska jezera, da bi videli, kakšna kemija se odvija znotraj njih.
Cilj vsega tega bi bil osvetliti Titanovo skrivnostno okolje, ki nima samo metanskega kroga, podobnega lastnemu vodnemu krogu Zemlje, ampak je bogato s prebiotiko in organsko kemijo. Skratka, Titan je "ocean sveta" našega Osončja - skupaj z Jupitrovo luno Europa in Ganymede ter Saturnovo Luko Enceladusom - ki bi lahko vseboval vse sestavine, potrebne za življenje.
Še več, prejšnje študije so pokazale, da je luna prekrita z bogatimi nahajališči organskega materiala, ki poteka v kemijskih procesih, ki so morda podobni tistim, ki so se dogajale na Zemlji pred milijardami let. Zaradi tega so znanstveniki Titan obravnavali kot nekakšen planetarni laboratorij, kjer so lahko preučevali kemijske reakcije, ki so morda pripeljale do življenja na Zemlji.
Kot Elizabeth Turtle, planetarna znanstvenica pri JHUAPL in glavna raziskovalka za Kačji pastir misijo, za Space Magazine povedal po e-pošti:
"Titan ponuja obilico zapletene organske snovi na površini oceanskega sveta, ki ga prevladuje voda in led, zato je idealna destinacija za preučevanje prebiotične kemije in dokumentiranje obstoja nezemeljskega okolja. Ker atmosfera Titana zasenči površino pri številnih valovnih dolžinah, imamo omejene podatke o materialih, ki sestavljajo površino in kako so obdelani. Dragonfly bi z natančnimi meritvami sestave površine na več lokacijah razkril, iz česa je površina izdelana in kako je prebiotična kemija napredovala v okoljih, ki zagotavljajo znane ključne sestavine za življenje, in opredelila kemične gradnike, ki so na voljo, in procese pri delu, da bi ustvarili biološko pomembne snovi spojine. "
Poleg tega je dr. Kačji pastir bi tudi uporabil opažanja na daljinsko zaznavanje za opis geologije pristajalnih mest. Poleg tega, da bi vzorcem zagotovila kontekst, bi omogočila tudi seizmične študije za določitev strukture Titana in prisotnosti podzemne dejavnosti. Nenazadnje, Kačji pastir bi za zbiranje informacij o atmosferskih in površinskih razmerah na planetu uporabljali meteorološke senzorje in daljinsko zaznavanje.
Medtem ko je bilo večkratnih predlogov za robotsko raziskovalno misijo Titana, je večina teh oblikovala bodisi dvižne ploščadi ali kombinirane balone in pristanka. Zrakoplovstvo za in-situ in zrakoplove Titan Reconnaissance (AVIATR), predlog, ki sta ga v preteklosti podala Jason Barnes in skupina raziskovalcev z univerze v Idahu, je primer tega.
V slednji kategoriji imate koncepte, kot je Titan Saturn System Mission (TSSM), koncept, ki sta ga skupaj razvila Evropska vesoljska agencija (ESA) in NASA. Koncept vodilne misije Outer Planets, zasnova TSSM je bila sestavljena iz treh elementov - NASA-eve orbite, letališča, ki ga je zasnoval ESA za raziskovanje Titanovih jezer, in balona Montgolfiere, ki ga je zasnoval ESA za raziskovanje njegove atmosfere.
Kaj ločuje Kačji pastir iz teh in drugih konceptov je njegova sposobnost izvajanja letalskih in zemeljskih študij z enotno platformo. Kot je pojasnil dr. Turtle:
"Dragonfly bi bila in situ misija za izvajanje podrobnih meritev sestave in pogojev površine Titana, da bi razumeli bivalnost tega edinstvenega organskega bogatega oceanskega sveta. Predlagali smo rotorcraft, ki bo izkoristil Titanovo umirjeno atmosfero in nizko težo (ki na Titanu olajšajo let, kot je na Zemlji), da bi lahko prenašal zmogljiv nabor instrumentov od kraja do kraja - od 10 do 100 kilometrov narazen - za izdelavo meritve v različnih geoloških okoljih. Za razliko od drugih letalskih konceptov, ki so bili obravnavani za raziskovanje Titana (med njimi jih je bilo več), bi Dragonfly večino svojega časa preživel na površini, ko je meril, preden bi letel na drugo mesto. "
Kačji pastirV sklop instrumentov bi bili vključeni masni spektrometri za preučevanje sestave površine in atmosfere; gama-spektrometri, ki bi merili sestavo podzemlja (tj. iskali dokaze o notranjem oceanu); meteorološki in geofizični senzorji, ki bi merili veter, atmosferski tlak, temperaturo in potresno aktivnost; in fotoaparatom za fotografiranje površine.
Glede na Titanovo ozračje sončne celice ne bi bile učinkovite možnosti za robotsko misijo. Kot tak se je Dragonfly za moč zanašal na večsistemski radioizotopni termoelektrični generator (MMRTG), podobno kot Radovednost roverji uporabljajo. Čeprav robotske misije, ki temeljijo na jedrskih virih energije, niso ravno poceni, vendar omogočajo misije, ki lahko trajajo več let hkrati, in izvajajo neprecenljive raziskave (kot npr. Radovednost je pokazala).
Kot Peter Bedini - vodja programa na oddelku za vesolje JHUAPL in Kačji pastirji vodja projekta - pojasnil, da bi to omogočilo dolgoročno misijo s pomembnimi donosi:
"Lahko bi vzeli tovornjak, ga postavili na Titan, opravili te štiri meritve na enem mestu in znatno povečali naše razumevanje Titana in podobnih lun. Vendar lahko vrednost misije pomnožimo, če dodamo zračno mobilnost, ki bi nam omogočila dostop do različnih geoloških nastavitev, kar bi povečalo povratek znanosti in zmanjšalo tveganje misije s prehodom čez ovire ali okoli njih. "
Na koncu takšna misija Kačji pastir bi lahko raziskali, kako daleč je napredovala prebiotična kemija na Titanu. Teh vrst eksperimentov, pri katerih se organski gradniki združijo in so izpostavljeni energiji, da bi ugotovili, ali nastane življenje, ni mogoče izvesti v laboratoriju (predvsem zaradi časovnih časov). Tako znanstveniki upajo, da bodo videli, kako daleč so stvari napredovale na Titanovem površju, kjer že eone obstajajo prebiotični pogoji.
Poleg tega bodo znanstveniki iskali tudi kemične podpise, ki kažejo na prisotnost vode in / ali ogljikovodika. V preteklosti se je špekuliralo, da lahko življenje obstaja v notranjosti Titana in da na njegovi površini lahko obstajajo celo eksotične metanogenske oblike življenja. Iskanje dokazov o takšnem življenju bi izzvalo naše predstave o tem, kje lahko nastane življenje, in močno okrepilo iskanje življenja znotraj Osončja in zunaj njega.
Kot je povedal dr. Turtle, bo kmalu prišlo do izbire misije in ne glede na to, ali bo Kačji pastir misija bo poslana v Titan, bi se moralo odločiti čez nekaj let:
"Kasneje to jesen bo NASA izbrala nekaj predlaganih misij New Frontiers za nadaljnje delo v konceptnih študijah faze A," je dejala. "Te študije bodo potekale večino leta 2018, nato pa bi sledil še en pregled. Končni izbor letalske misije bi bil sredi leta 2019 ... Misije, predlagane za ta krog programa Nove meje, naj bi se začele izvajati pred koncem leta 2025. "
In prepričajte se, da si oglejte ta videoposnetek mogočega Kačji pastir misija, vljudnost JHUAPL:
