In den späten 1970er und frühen 80er Jahren erhielten Wissenschaftler ihren ersten detaillierten Blick auf den größten Saturnmond Titan. Danke an die Pionier 11 Sonde, der dann die folgte Voyager 1 und2 Bei Missionen wurden die Menschen auf der Erde mit Bildern und Lesungen dieses mysteriösen Mondes verwöhnt. Was diese enthüllten, war ein kalter Satellit, der dennoch eine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre hatte.
Danke an die Cassini-Huygens Mission, die Titan im Juli 2004 erreichte und ihre Mission am 15. September beenden wird, haben die Geheimnisse dieses Mondes nur vertieft. Deshalb hofft die NASA, in naher Zukunft weitere Missionen dorthin schicken zu können, wie die Libelle Konzept. Dieses Handwerk ist das Werk des John Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), für das sie gerade einen offiziellen Vorschlag eingereicht haben.
Im Wesentlichen, Libelle wäre eine Mission der New Frontiers-Klasse, die ein Dual-Quadcopter-Setup verwenden würde, um herumzukommen. Dies würde einen vertikalen Start und eine vertikale Landung (VTOL) ermöglichen und sicherstellen, dass das Fahrzeug in der Lage ist, die Atmosphäre des Titanen zu erkunden und Wissenschaft an der Oberfläche zu betreiben. Und natürlich würde es auch die Methanseen von Titan untersuchen, um festzustellen, welche Art von Chemie in ihnen stattfindet.
Das Ziel all dessen wäre es, Licht in die mysteriöse Umgebung von Titan zu bringen, die nicht nur einen Methankreislauf hat, der dem eigenen Wasserkreislauf der Erde ähnelt, sondern auch reich an präbiotischer und organischer Chemie ist. Kurz gesagt, Titan ist eine „Ozeanwelt“ unseres Sonnensystems - zusammen mit Jupiters Monden Europa und Ganymed und Saturns Mond von Enceladus - die alle für das Leben notwendigen Zutaten enthalten könnte.
Darüber hinaus haben frühere Studien gezeigt, dass der Mond mit reichhaltigen Ablagerungen von organischem Material bedeckt ist, die chemischen Prozessen unterliegen, die denen ähneln könnten, die vor Milliarden von Jahren auf der Erde stattgefunden haben. Aus diesem Grund betrachten Wissenschaftler Titan als eine Art Planetenlabor, in dem die chemischen Reaktionen untersucht werden könnten, die möglicherweise zum Leben auf der Erde geführt haben.
Als Elizabeth Turtle, Planetenforscherin an der JHUAPL und Hauptforscherin der Libelle Mission, sagte Space Magazine per E-Mail:
„Titan bietet reichlich komplexe organische Stoffe auf der Oberfläche einer von Wassereis dominierten Ozeanwelt. Dies macht es zu einem idealen Ziel, um die präbiotische Chemie zu studieren und die Bewohnbarkeit einer außerirdischen Umgebung zu dokumentieren. Da die Titanatmosphäre die Oberfläche bei vielen Wellenlängen verdeckt, haben wir nur begrenzte Informationen über die Materialien, aus denen die Oberfläche besteht, und wie sie verarbeitet werden. Durch detaillierte Messungen der Oberflächenzusammensetzung an mehreren Orten würde Dragonfly zeigen, woraus die Oberfläche besteht und wie weit die präbiotische Chemie in Umgebungen fortgeschritten ist, die bekannte Schlüsselbestandteile für das Leben liefern, und die verfügbaren chemischen Bausteine und Prozesse bei der Herstellung identifizieren, um biologisch relevant zu produzieren Verbindungen. "
In Ergänzung, Libelle würde auch Fernerkundungsbeobachtungen verwenden, um die Geologie von Landeplätzen zu charakterisieren. Zusätzlich zur Bereitstellung des Kontexts für die Proben würde es auch seismische Studien ermöglichen, um die Struktur des Titans und das Vorhandensein von Aktivität unter der Oberfläche zu bestimmen. Zu guter Letzt, Libelle würde Meteorologiesensoren und Fernerkundungsinstrumente verwenden, um Informationen über die atmosphärischen und Oberflächenbedingungen des Planeten zu sammeln.
Während mehrere Vorschläge für eine Roboter-Entdeckungsmission von Titan gemacht wurden, haben die meisten entweder die Form einer Luftplattform oder eines kombinierten Ballons und eines Landers angenommen. Das Luftfahrzeug für die In-situ- und Luft-Titan-Aufklärung (AVIATR), ein Vorschlag von Jason Barnes und einem Forscherteam der Universität von Idaho, ist ein Beispiel für das erstere.
In der letzteren Kategorie gibt es Konzepte wie die Titan Saturn System Mission (TSSM), ein Konzept, das von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der NASA gemeinsam entwickelt wurde. Das Konzept des TSSM, eines Flaggschiff-Missionskonzepts für äußere Planeten, bestand aus drei Elementen: einem NASA-Orbiter, einem von der ESA entworfenen Lander zur Erkundung der Titan-Seen und einem von der ESA entworfenen Montgolfiere-Ballon zur Erkundung seiner Atmosphäre.
Was trennt Libelle Aus diesen und anderen Konzepten ergibt sich die Fähigkeit, Luft- und Bodenstudien mit einer einzigen Plattform durchzuführen. Wie Dr. Turtle erklärte:
„Dragonfly wäre eine In-situ-Mission, um detaillierte Messungen der Oberflächenzusammensetzung und der Bedingungen von Titan durchzuführen, um die Bewohnbarkeit dieser einzigartigen Welt mit vielen organischen Ozeanen zu verstehen. Wir haben ein Drehflüglerflugzeug vorgeschlagen, um die dichte, ruhige Atmosphäre und die geringe Schwerkraft des Titanen (die den Flug auf Titan einfacher machen als auf der Erde) zu nutzen und eine leistungsfähige Reihe von Instrumenten von Ort zu Ort zu transportieren - 10 bis 100 Kilometer voneinander entfernt - Messungen in verschiedenen geologischen Einstellungen. Im Gegensatz zu anderen Luftkonzepten, die für die Titan-Erkundung in Betracht gezogen wurden (von denen es mehrere gab), verbrachte Dragonfly die meiste Zeit an der Oberfläche, um Messungen durchzuführen, bevor er zu einem anderen Ort flog. “
LibelleZu den Instrumenten gehören Massenspektrometer zur Untersuchung der Zusammensetzung der Oberfläche und der Atmosphäre. Gammastrahlenspektrometer, die die Zusammensetzung des Untergrunds messen würden (d. h. nach Hinweisen auf einen inneren Ozean suchen); Sensoren für Meteorologie und Geophysik, die Wind, Luftdruck, Temperatur und seismische Aktivität messen würden; und eine Kamerasuite, um Bilder von der Oberfläche aufzunehmen.
Angesichts der dichten Atmosphäre von Titan wären Solarzellen keine effektive Option für eine Robotermission. Daher würde sich die Libelle auf einen thermoelektrischen Multi-Mission-Radioisotop-Generator (MMRTG) für die Stromversorgung verlassen, ähnlich wie der Neugierde Rover verwendet. Während Robotermissionen, die auf Atomkraftquellen beruhen, nicht gerade billig sind, ermöglichen sie Missionen, die jahrelang dauern können und unschätzbare Forschung betreiben (as Neugierde hat gezeigt).
Als Peter Bedini - der Programmmanager der JHUAPL Space Department und Libellen Projektmanager - erklärt, dies würde eine langfristige Mission mit erheblichen Erträgen ermöglichen:
„Wir könnten einen Lander nehmen, ihn auf Titan setzen, diese vier Messungen an einem Ort durchführen und unser Verständnis von Titan und ähnlichen Monden erheblich verbessern. Wir können jedoch den Wert der Mission vervielfachen, wenn wir die Luftmobilität erhöhen, wodurch wir auf eine Vielzahl von geologischen Einstellungen zugreifen können, die wissenschaftliche Rendite maximieren und das Missionsrisiko senken können, indem wir Hindernisse überwinden oder umgehen. “
Am Ende eine Mission wie Libelle könnte untersuchen, wie weit die präbiotische Chemie auf Titan fortgeschritten ist. Diese Arten von Experimenten, bei denen organische Bausteine kombiniert und Energie ausgesetzt werden, um festzustellen, ob Leben entsteht, können nicht in einem Labor durchgeführt werden (hauptsächlich aufgrund der damit verbundenen Zeitskalen). Daher hoffen die Wissenschaftler zu sehen, wie weit die Dinge auf der Oberfläche von Titan fortgeschritten sind, wo seit Äonen präbiotische Bedingungen bestehen.
Darüber hinaus werden Wissenschaftler nach chemischen Signaturen suchen, die auf das Vorhandensein von Leben auf Wasser- und / oder Kohlenwasserstoffbasis hinweisen. In der Vergangenheit wurde spekuliert, dass Leben im Inneren des Titanen existieren könnte und dass exotische methanogene Lebensformen sogar auf seiner Oberfläche existieren könnten. Das Finden von Beweisen für ein solches Leben würde unsere Vorstellung davon, wo Leben entstehen kann, in Frage stellen und die Suche nach Leben innerhalb des Sonnensystems und darüber hinaus erheblich verbessern.
Wie Dr. Turtle angedeutet hat, wird die Missionsauswahl bald kommen und ob die Libelle Die Mission, die an Titan gesendet wird, sollte in wenigen Jahren entschieden werden:
"Später im Herbst wird die NASA einige der vorgeschlagenen New Frontiers-Missionen für die weitere Arbeit in Phase-A-Konzeptstudien auswählen", sagte sie. „Diese Studien würden den größten Teil des Jahres 2018 laufen, gefolgt von einer weiteren Überprüfungsrunde. Und die endgültige Auswahl einer Flugmission würde Mitte 2019 erfolgen… Die für diese Runde des New Frontiers-Programms vorgeschlagenen Missionen sollen vor Ende 2025 starten. “
Und schauen Sie sich unbedingt dieses Video eines möglichen an Libelle Mission, mit freundlicher Genehmigung der JHUAPL:
