НАСА перелетить мільярд доларів квадрокоптером до Титану, місяця, багатого на метан Сатурна

НАСА перелетить мільярд доларів квадрокоптером до Титану, місяця, багатого на метан Сатурна

Автор Пол ВусенДжун. 27, 2019, 16:00

Дзвінок сирени Титана не можна було ігнорувати. Наступна місія NASA на мільярд доларів, яка називається Dragonfly, стане інноваційним квадрокоптером для дослідження Титану, найбільшого місяця Сатурна, повідомило агентство сьогодні. Судно буде парити і нависати над крижаною поверхнею Місяця - і приземлятися на ньому - у пошуках умов та хімії, які могли б сприяти життю.

Місія, яку очолює Елізабет «Зібі» Черепаха, планетарний вчений з Лабораторії прикладної фізики Університету Джона Хопкінса (APL) в Лорелі, штат Меріленд, а також керується APL - розпочнеться в 2026 році. Це представляє розрахунковий ризик для агентства, ухвалюючи нову парадигму роботизованих розвідок, яку слід використовувати на далекому Місяці. "Титан на відміну від будь-якого іншого місця Сонячної системи, і Стрекоза - це як жодна інша місія", - сказав Томас Зурбухен, асоційований адміністратор НАСА з питань науки у Вашингтоні, оголошуючи про вибір місії. «Наука переконлива. Настав час це зробити ».

Титан завуальований атмосферою азоту і більший, ніж Меркурій. Вважається, що він ховає рідкий океан під його замерзлою кіркою водного льоду. Космічний корабель НАСА Кассіні вивчав Титан під час його історичної кампанії, а в 2005 році в атмосферу Титану скинув недовговічний зонд Гюйгенса.

Поверхня, яку вона побачила, мала багато геологічних особливостей, подібних до тих, що знайдені на Землі, включаючи плато, пустелі, заповнені дюнами, а на його полюсах - рідкі моря та річки. Але на Титані, де температура в середньому холодний 94 К, "скелі" зроблені з водного льоду, а моря наповнені етаном і метаном, вуглеводнями, які є газами на Землі. Багатолітні вчені вважають, що місячні тушковані органічні молекули та води могли спричинити реакції на створення амінокислот та підстав, що використовуються для створення подвійної спіралі ДНК. Так, ніби Титан проводить експерименти з формування життя мільйони років, говорить Черепаха. "Стрекоза створена для того, щоб збирати результати цих експериментів та вивчати їх".

Стрекоза - це надихаюча селекція, додає Лінді Елкінс-Тантон, планетарний в Університеті Арізони в Темпе та головний дослідник Психеї, місія НАСА на металевий астероїд. "Титан справді може бути колискою для якогось життя - і життя виникло чи ні, вуглеводневі річки та озера Титану та його вуглеводневий сніг робить його одним з найфантастичніших ландшафтів нашої Сонячної системи".

Враховуючи складну поверхню Титана, земля на одному місці не змогла б сказати багато про хімію Місяця. Dragonfly використовує досягнення в галузі обчислювальної техніки та конструкції літаків, що призвели до вибуху нависаючих безпілотників на Землі. Він матиме вісім лопатей ротора, у верхній і нижній частині кожної з чотирьох рамок. Насправді це рухома земля, здатна махнути кілометрами між місцями відбору проб кожні 16 земних днів. Щільне повітря та низька гравітація "Титану" дозволять 300-кілограмовому вертольоту розміру седану, який буде живитись від радіоактивного генератора, коливатися з 38 разів меншою потужністю, ніж потрібно на Землі.

Час прибуття Стрекози, в 2034 році під час тривалої північної зими Титана, виключав посадку біля північного полюса, додому, що викликав сприятливі метанні моря на Місяці; ці сайти не могли б передати радіо додому. Натомість квадрокоптер вивчить величезні екваторіальні пустелі Місяця, які, ймовірно, живляться мішком із захопленням матеріалу з усього місяця. ("Найбільший дзен-сад у Сонячній системі", - говорить Черепаха.) Він буде шукати особливо удари кратерів або крижаних вулканів, енергетичні процеси, які могли б забезпечити іскру, і рідку воду, необхідну для зародження органічної хімії. Під час своєї майже трирічної основної місії, проїхавши 175 кілометрів у серії польотів протяжністю до 8 кілометрів кожен, Dragonfly в кінцевому рахунку досягне 80-кілометрового кратера для удару Selk, його головної цілі. Вплив, який створив Селк, був досить великим, щоб розтопити водно-крижану кору Титану та звільнити кисень, спричинивши реакції грунтовки, зафіксовані в його відслоненнях.

Стрекоза не буде обладнана робототехнічною рукою, як недавно марсоходи. Її дослідження спочатку керуватимуть інструментом на животі, який буде бомбардувати землю нейтронним випромінюванням, використовуючи гамма-промені, які ця атака випускає для розмежування основних типів місцевості, таких як льоди, багаті на аміак, або піщані дюни, багаті вуглецем. Дві його посадкові ковзанки також матимуть роторно-ударний свердло, здатне брати зразки та подавати їх через пневматичну трубку до мас-спектрометра, який може аналізувати їх склад. Система відбору проб представляла ризик для місії; Науковці NASA були стурбовані атмосферою, насиченою вуглеводнями Титану, яка може її засмітити, говорить Цурбухен. «Це версія атмосфери розливу нафти». Протягом останніх 2 років, після обширних випробувань «патологічними» матеріалами та реконструкції, зазначає Черепаха, побоювання агентства було зменшено.

За поверхнею Титана, Dragonfly також орієнтуватиметься на його атмосферу та інтер’єр. Під час польоту він може збирати вимірювання, як і прилади, встановлені на повітряній кулі. А також він оснащений сейсмометром, який міг би використовувати вібрації, викликані на Місяці своїм припливним замком із Сатурном, щоб оцінити океан, захований під його земною корою, який, на думку вчених, міг би складатися з води-аміаку чи води та сульфату. Зрештою, досліди квадрокоптера можуть тривати до 8 років після посадки, перш ніж джерело ядерної енергії випробовується.

Програма "Нові кордони" з обмеженою вартістю, що передбачає 850 мільйонів доларів для місії та близько 150 мільйонів доларів на запуск, є найбільшою лінією розвідки планети, яку НАСА відкриває для конкуренції та лідерства. Цурбухен додає, що важливим фактором у виборі Dragonfly була здатність APL доставити сонячний зонд Parker, який зараз знаходиться на місії досліджувати сонце, яке вчасно та за бюджетом. Стрекоза прямувала до одного з фіналістом - зразком повернення дослідників астробіології комети, який відібрав у комети первинний лід і повернув його для вивчення на Землі.

Попередні космічні апарати, запущені в рамках "Нових кордонів", включають "Нові горизонти", які обстежили Плутон і нещодавно пролетіли MU 69, крижаний об'єкт у найдальшій частині сонячної системи; Джуно, що зараз знаходиться на орбіті навколо Юпітера; та "Витоки", "Спектральна інтерпретація", "Ідентифікація ресурсів", "Захист", "Провідник Regolith", який тепер на орбіті астероїда Бенну перед тим, як збирати зразки та повертати їх на Землю.