Alla fine degli anni '70 e all'inizio degli anni '80, gli scienziati hanno avuto il loro primo sguardo dettagliato sulla più grande luna di Saturno, Titano. Grazie al Pioneer 11 sonda, che è stata quindi seguita da Voyager 1 e2 missioni, il popolo della Terra è stato trattato con immagini e letture di questa misteriosa luna. Ciò che rivelarono fu un satellite freddo che aveva comunque un'atmosfera densa e ricca di azoto.
Grazie al Cassini-Huygens missione, che raggiunse Titano nel luglio del 2004 e terminerà la sua missione il 15 settembre, i misteri di questa luna si sono solo approfonditi. Ecco perché la NASA spera di inviare più missioni lì nel prossimo futuro, come la Libellula concetto. Questo mestiere è opera del John Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), per il quale hanno appena presentato una proposta ufficiale.
Essenzialmente, Libellula sarebbe una missione di classe New Frontiers che userebbe una configurazione a doppio quadricottero per aggirare. Ciò consentirebbe il decollo e l'atterraggio verticale (VTOL), garantendo che il veicolo sarebbe in grado di esplorare l'atmosfera di Titano e condurre la scienza in superficie. E, naturalmente, indagherà anche sui laghi di metano di Titano per vedere che tipo di chimica sta avvenendo al loro interno.
L'obiettivo di tutto ciò sarebbe quello di far luce sul misterioso ambiente di Titano, che non solo ha un ciclo di metano simile al ciclo dell'acqua della Terra, ma è ricco di chimica prebiotica e organica. In breve, Titano è un "mondo oceanico" del nostro Sistema Solare - insieme alle lune di Giove Europa e Ganimede e alla luna di Encelado di Saturno - che potrebbero contenere tutti gli ingredienti necessari per la vita.
Inoltre, studi precedenti hanno dimostrato che la luna è coperta da ricchi depositi di materiale organico sottoposti a processi chimici, che potrebbero essere simili a quelli avvenuti sulla Terra miliardi di anni fa. Per questo motivo, gli scienziati hanno visto Titano come una sorta di laboratorio planetario, dove si potevano studiare le reazioni chimiche che potrebbero aver portato alla vita sulla Terra.
Nel ruolo di Elizabeth Turtle, scienziata planetaria della JHUAPL e principale investigatrice del Libellula missione, ha detto a Space Magazine via e-mail:
“Titano offre abbondanti composti organici sulla superficie di un mondo oceanico dominato dal ghiaccio d'acqua, rendendolo una destinazione ideale per studiare la chimica prebiotica e documentare l'abitabilità di un ambiente extraterrestre. Poiché l'atmosfera di Titano oscura la superficie a molte lunghezze d'onda, abbiamo informazioni limitate sui materiali che compongono la superficie e su come vengono elaborati. Effettuando misurazioni dettagliate della composizione superficiale in più posizioni, Dragonfly rivelerebbe di cosa è fatta la superficie e fino a che punto la chimica prebiotica è progredita in ambienti che forniscono ingredienti chiave noti per la vita, identificando i blocchi chimici disponibili e i processi in atto per produrre biologicamente rilevanti composti."
Inoltre, Libellula utilizzerebbe anche osservazioni di telerilevamento per caratterizzare la geologia dei siti di atterraggio. Oltre a fornire un contesto per i campioni, consentirebbe anche studi sismici per determinare la struttura del Titano e la presenza di attività nel sottosuolo. Ultimo, ma non per importanza, Libellula utilizzerebbe sensori meteorologici e strumenti di telerilevamento per raccogliere informazioni sulle condizioni atmosferiche e di superficie del pianeta.
Mentre sono state fatte più proposte per una missione di esplorazione robotica di Titano, la maggior parte di questi ha assunto la forma di piattaforme aeree o di un pallone combinato e un lander. The Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR), una proposta fatta in passato da Jason Barnes e un team di ricercatori dell'Università dell'Idaho, è un esempio del primo.
In quest'ultima categoria, hai concetti come Titan Saturn System Mission (TSSM), un concetto sviluppato congiuntamente dall'Agenzia spaziale europea (ESA) e dalla NASA. Un concetto di missione ammiraglia di pianeti esterni, il design del TSSM consisteva in tre elementi: un orbita della NASA, un lander progettato dall'ESA per esplorare i laghi di Titano e un pallone Montgolfiere progettato dall'ESA per esplorare la sua atmosfera.
Ciò che separa Libellula da questi e altri concetti è la sua capacità di condurre studi aerei e terrestri con un'unica piattaforma. Come ha spiegato il dottor Turtle:
"Dragonfly sarebbe una missione in situ per eseguire misurazioni dettagliate della composizione e delle condizioni della superficie di Titano per comprendere l'abitabilità di questo unico mondo oceanico ricco di organici. Abbiamo proposto un velivolo rotante per sfruttare l'atmosfera densa e calma di Titano e la bassa gravità (che rendono il volo più facile su Titano che sulla Terra) per trasportare una suite di strumenti capace da un posto all'altro - da 10 a 100 di chilometri di distanza - per rendere misurazioni in diverse impostazioni geologiche. A differenza di altri concetti aerei che sono stati considerati per l'esplorazione di Titano (di cui ce ne sono stati diversi), Dragonfly avrebbe trascorso la maggior parte del tempo in superficie a eseguire misurazioni, prima di volare in un altro sito. "
LibellulaLa suite di strumenti includerebbe spettrometri di massa per studiare la composizione della superficie e dell'atmosfera; spettrometri a raggi gamma, che misurerebbero la composizione del sottosuolo (cioè cercando prove di un oceano interno); sensori meteorologici e geofisici, che misurano il vento, la pressione atmosferica, la temperatura e l'attività sismica; e una suite per scattare foto della superficie.
Data la densa atmosfera di Titano, le celle solari non sarebbero un'opzione efficace per una missione robotica. Come tale, la libellula si affiderebbe a un generatore termoelettrico radioisotopico multi-missione (MMRTG) per l'alimentazione, simile a quello che il Curiosità usa rover. Mentre le missioni robotiche che si basano su fonti di energia nucleare non sono esattamente economiche, rendono possibili missioni che possono durare per anni alla volta e condurre ricerche preziose (come Curiosità ha mostrato).
Nel ruolo di Peter Bedini, Program Manager presso il dipartimento spaziale JHUAPL e Dragonfly di project manager - ha spiegato, ciò consentirebbe una missione a lungo termine con ritorni significativi:
“Potremmo prendere un lander, metterlo su Titano, prendere queste quattro misurazioni in un unico posto e aumentare significativamente la nostra comprensione di Titano e lune simili. Tuttavia, possiamo moltiplicare il valore della missione se aggiungiamo la mobilità aerea, che ci consentirebbe di accedere a una varietà di contesti geologici, massimizzando il ritorno della scienza e riducendo il rischio della missione superando o aggirando gli ostacoli. "
Alla fine, una missione simile Libellula sarebbe in grado di studiare fino a che punto la chimica prebiotica è progredita su Titano. Questi tipi di esperimenti, in cui i blocchi organici vengono combinati ed esposti all'energia per vedere se emerge la vita, non possono essere eseguiti in laboratorio (principalmente a causa dei tempi in questione). Pertanto, gli scienziati sperano di vedere fino a che punto sono progredite le cose sulla superficie di Titano, dove sono esistite condizioni prebiotiche per eoni.
Inoltre, gli scienziati cercheranno anche firme chimiche che indicano la presenza di acqua e / o vita basata su idrocarburi. In passato, è stato ipotizzato che la vita potesse esistere all'interno di Titano e che forme di vita metanogeniche esotiche potessero persino esistere sulla sua superficie. Trovare prove di tale vita metterebbe in discussione le nostre nozioni di dove la vita può emergere e migliorerebbe notevolmente la ricerca della vita all'interno del Sistema Solare e oltre.
Come ha indicato la dottoressa Turtle, la selezione della missione arriverà presto e indipendentemente dal fatto che Libellula la missione che verrà inviata a Titano dovrebbe essere decisa tra pochi anni:
"Più tardi questo autunno, la NASA selezionerà alcune delle missioni New Frontiers proposte per ulteriori lavori in studi di fase A", ha detto. "Tali studi verrebbero eseguiti per la maggior parte del 2018, seguiti da un altro ciclo di revisione. E la selezione finale di una missione di volo avverrà a metà del 2019 ... Le missioni proposte per questo round del programma New Frontiers sarebbero programmate per il lancio entro la fine del 2025. "
E assicurati di dare un'occhiata a questo video di un possibile Libellula missione, per gentile concessione del JHUAPL:
