Titanas, turintis savo tankią ir angliavandenilių turtingą atmosferą, daugelį dešimtmečių domino jį. Ir su sėkme Cassini-Huygens Misija, kuri pradėjo tyrinėti Saturną ir jo mėnulio sistemą dar 2004 m., yra daug pasiūlymų dėl tolesnių misijų, kurios padėtų giliau ištirti Titano ir jo metano jūrų paviršių.
Iššūkiai, kuriuos tai kelia, sukėlė keletą gana naujų idėjų, pradedant balionais ir tūpimais, baigiant plūduriuojančiais dronais ir povandeniniais laivais. Ypač drąsus atrodo NASA JHUAPL tyrėjų pasiūlytas „Dragonfly“ dronas. Šis aštuonių ašmenų dronas sugebės pakilti ir nusileisti (VTOL), leisdamas per artimiausius dešimtmečius ištirti ir Titano atmosferą, ir jo paviršių.
Misijos koncepciją pasiūlė mokslo komanda, kuriai vadovavo NASA Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorijos (JHUAPL) planetų mokslininkė Elizabeth Turtle. Vasario mėn. Ši koncepcija buvo pristatyta „Planetary Science Vision 2050 Workshop“, kuris vyko NASA būstinėje Vašingtone, o kovo pabaigoje vėl 48-ojoje mėnulio ir planetų mokslo konferencijoje Woodlands mieste, Teksaso valstijoje.
Kaip „Vėžlys“ el. Paštu „Space Magazine“ paaiškino vėžlys, tokia misija yra savalaikė ir būtina. Tai ne tik remtųsi naujausiais robotikos tyrinėtojų (pvz., Smalsumo roveris ir Cassini orbiter); tačiau „Titane“ mokslinių tyrimų galimybių tiesiog netrūksta. Kaip ji pasakė:
„Titanas yra vandenyno pasaulis, turintis unikalų posūkį, kuris yra turtinga ir sudėtinga organinė chemija, vykstanti jo atmosferoje ir paviršiuje. Šis derinys daro „Titan“ ypač geru taikiniu tiriant planetų pritaikomumą. Vienas iš didžiausių klausimų apie gyvenimo vystymąsi yra tai, kaip cheminės sąveikos paskatino biologinius procesus. Titanas milijonus metų vykdė prebiotinės chemijos eksperimentus - laiko intervalus, kurių neįmanoma pakartoti laboratorijoje, - ir ten reikia surinkti šių eksperimentų rezultatus “.
Jų pasiūlymas iš dalies grindžiamas ankstesniais dešimtmečių tyrimais, tokiais kaip kampanijos strategijos darbo grupė (CSWG) dėl prebiotikų chemijos išorinėje saulės sistemoje. Ši apklausa pabrėžė, kad mobilioji oro transporto priemonė (t. Y. Dirižablis ar oro balionas) gerai tiktų tyrinėti Titaną. „Titan“ yra ne tik žinomas kūnas, išskyrus Žemę, kuriame yra tanki, azotu turtinga atmosfera - keturis kartus tankesnė už Žemę -, bet ir gravitacija yra maždaug 1/7 žemės paviršiaus.
Tačiau balionai ir dirižabliai negalėtų ištirti Titano metano ežerų, kurie yra vienas įdomiausių atkreipiant dėmesį į prebiotikų chemijos tyrimus. Be to, orlaivis negalėtų atlikti cheminės paviršiaus in situ analizės, panašiai kaip „Mars Exploration Rovers“ (Dvasia, galimybė ir Smalsumas) darė ant Marso.
Vėžlys ir jos kolegos pradėjo ieškoti pasiūlymo, kuris atspindėtų geriausius iš abiejų pasaulių, t. Y. Ant oro platformos ir žemės. Tai buvo „Dragonfly“ koncepcijos genezė.
„Init situ tyrinėjant Titaną buvo svarstomi keli skirtingi metodai (sraigtasparniai, įvairių tipų oro balionai, lėktuvai)“, - sakė Vėžlys. „„ Dragonfly “pasinaudoja naujausiais kelių rotorių orlaivių pokyčiais, kad suteiktų sudėtingą naudingoji apkrovą orlaivio mobilumui iš oro. Kadangi „Dragonfly“ galėtų nuvažiuoti didelius atstumus - keliasdešimt kilometrų vienu metu ir iki kelių šimtų kilometrų per misiją - būtų galima atlikti matavimus keliose vietose su labai skirtinga geologine istorija. “
Misija taip pat laikosi sumanymų, kuriuos vėžlys ir jos kolegos, įskaitant Ralphą Lorenzą (taip pat iš JHUAPL), „Goddard“ kosminių skrydžių centro trenerį Melisą ir Jasoną Barnesą iš Aidaho universiteto, tyrinėjo daugelį metų. Anksčiau jie siūlė misijos koncepciją, kuri sujungtų Montgolfière stiliaus balioną su „Pathfinder“ tipo landeru. Oro balionas tyrinėtų Titaną iš nedidelio aukščio, o tūplys - ištirti jo paviršių iš arti.
Iki 48-osios mėnulio ir planetų mokslo konferencijos jie buvo oficialiai paskelbę savo „laumžirgio“ koncepciją, kuri kvietė qaudcopter atlikti tiek oro, tiek paviršiaus tyrimus. Tvirtinta, kad ši keturių rotorių transporto priemonė galėtų pasinaudoti tiršta Titano atmosfera ir mažu sunkio jėga, kad būtų galima paimti mėginius ir nustatyti paviršiaus sudėtį esant daugeliui geologinių sąlygų.
Naujausioje iteracijoje „Dragonfly“ turi aštuonis rotorius (du kiekviename iš keturių jo kampų), kad būtų galima pasiekti ir išlaikyti skrydį. Panašiai kaip Smalsumas ir artėjančius „Marsas 2020“ visureigių, „Dragonfly“ būtų maitinamas iš daugialypės terpės radioizotopų generatoriaus (MMRTG). Ši sistema naudoja šilumą, kurią išskiria pūdantis plutonis-238, elektros energijai gaminti, ir ji gali vykdyti robotikos misiją daugelį metų.
Šis dizainas, sako „Vėžlys“, pasiūlytų mokslininkams idealią in situ platformą „Titan“ aplinkos tyrimui:
„Dragonfly“ galėtų išmatuoti skirtingų paviršiaus medžiagų kompozicines detales, kurios parodytų, kaip toli pažengė organinė chemija skirtingose aplinkose. Šie matavimai taip pat galėtų atskleisti vandens (pvz., Žemės) ar net angliavandenilių gyvybės cheminius požymius, jei tokių būtų Titane. „Dragonfly“ taip pat ištirtų Titano atmosferą, paviršių ir požeminį paviršių, kad suprastų dabartinę geologinę veiklą, medžiagų transportavimo būdus ir organinių medžiagų mainų galimybę tarp paviršiaus ir vidinio vandens vandenyno. “
Ši koncepcija apima daugelį naujausių technologijų pasiekimų, įskaitant modernią valdymo elektroniką ir komercinių nepilotuojamų orlaivių (UAV) dizaino pažangą. Be to, „Dragonfly“ atsikratytų chemiškai varomų retrokortų ir galėtų įjungti energiją tarp skrydžių, suteikdamas jam daug ilgesnę gyvenimo trukmę.
„Ir dabar yra pats geriausias laikas, - sako Vėžlys, - nes galime remtis tuo, ko išmokome iš Cassini-Huygens misijos, kad galėtume žengti kitus Titano tyrinėjimo veiksmus“.
Šiuo metu panašią koncepciją kuria NASA reaktyvinio varymo laboratorija. Manoma, kad Marso sraigtasparnis „Scout“ yra skirtas naudoti iš Marso, šį oro droną tikimasi paleisti į lėktuvą „Marsas 2020“ misija. Šiuo atveju reikia dviejų bendraašių, besisukančių rotorių, kurie užtikrintų geriausią traukos ir svorio santykį Marso plonoje atmosferoje.
Tokia „VTOL“ platforma gali tapti pagrindine priemone ateinančiais dešimtmečiais ten, kur reikalinga ilgalaikė misija, kurioje dalyvautų atmosferą palaikantys kūnai. Tarp Marso ir Titano tokie oro dronai galėjo šokinėti iš vienos srities į kitą, imdami mėginius in situ analizei ir derindami paviršiaus tyrimus su atmosferos rodmenimis įvairiuose aukščiuose, kad gautumėte išsamesnį planetos vaizdą.
