Миссия Dragonfly на Титан объявляет о научных целях

Миссия НАСА Dragonfly, которая отправит перемещаемый посадочный модуль винтокрылого аппарата на поверхность Титана в середине 2030-х годов, станет первой миссией по исследованию поверхности Титана, и у нее большие цели.

19 июля научная группа Dragonfly опубликовала «Научные цели и задачи перемещаемого посадочного модуля Dragonfly Titan Rotorcraft» в журнале Planetary Science Journal. Ведущий автор статьи - Джейсон Барнс, заместитель главного исследователя Dragonfly и профессор физики Университета Айдахо.

Цели Dragonfly включают поиск химических биосигнатур; исследование активного метанового цикла луны; изучение пребиотической химии, происходящей в настоящее время в атмосфере Титана и на его поверхности.

«Титан представляет собой утопию исследователя», - сказал соавтор Алекс Хейс, доцент астрономии Колледжа искусств и наук и соисследователь Dragonfly. «Научные вопросы, которые у нас есть к Титану, очень широки, потому что мы еще мало знаем о том, что на самом деле происходит на поверхности. На каждый вопрос, на который мы ответили во время исследования Титана с орбиты Сатурна миссией Кассини, мы получили 10 новых».

Хотя Кассини вращается вокруг Сатурна в течение 13 лет, плотная атмосфера метана на Титане сделала невозможным надежную идентификацию материалов на поверхности. Хотя радар Кассини позволил ученым проникнуть в атмосферу и идентифицировать земные морфологические структуры, включая дюны, озера и горы, данные не смогли выявить их состав.

«Фактически, в то время, когда был запущен Кассини, мы даже не знали, была ли поверхность Титана глобальным жидким океаном метана и этана или твердой поверхностью из водяного льда и твердой органики», - сказал Хейс.

Зонд Гюйгенс, который приземлился на Титане в 2005 году, был разработан для плавания в метаново-этановом море или приземления на твердую поверхность. Его научные эксперименты проводились преимущественно в атмосфере, потому что не было уверености, что он выживет после приземления. Dragonfly станет первой миссией по исследованию поверхности Титана и определению детального состава его богатой органическими веществами поверхности.

«Меня захватывает то, что мы сделали прогнозы о том, что происходит в локальном масштабе на поверхности и как Титан работает как система», - сказал Хейс. «А изображения и измерения Dragonfly покажут, насколько мы правы или ошиблись».

Хейс работал над Титаном почти всю карьеру. Он особенно хочет ответить на некоторые вопросы, поднятые Кассини в области его специальности: процессы на поверхности планет и взаимодействия поверхности с атмосферой.

«Мои основные научные интересы заключаются в понимании Титана как сложного земного мира и в попытке понять процессы, которые движут его эволюцией», - сказал он. «Это включает в себя все, от взаимодействия метанового цикла с поверхностью и атмосферой до маршрутизации материала по поверхности и потенциального обмена с внутренним пространством».

Хейс внесет значительный вклад и в другую область: опыт работы марсоходов на Марсе.

«Миссия Dragonfly - это результат и пересечение существенной истории Корнелла с марсоходами и наукой Кассини», - сказал Хейс. «Он объединяет эти две вещи, исследуя Титан с помощью перемещаемого движущегося аппарата».

Астрономы Корнелла в настоящее время участвуют в миссиях Mars Science Laboratory и Mars 2020, а также возглавляют миссию Mars Exploration Rovers. Уроки, извлеченные из марсоходов на Марсе, переносятся на Титан.

Dragonfly проведет полный день Титана (эквивалентный 16 земным дням) на одном месте, проводя научные эксперименты и наблюдения, а затем полетит в новое место. Научной группе необходимо будет принять решение о том, что космический корабль будет делать дальше, основываясь на уроках, извлеченных из предыдущего местоположения - именно это марсоходы делали в течение десятилетий.

Низкая гравитация Титана (около 1/7 земной) и плотная атмосфера (в 4 раза более плотная, чем у Земли) делают его идеальным местом для летательного аппарата. Относительно спокойная атмосфера с более легкими ветрами, чем на Земле, делает еще лучше. И хотя научная группа не ожидает дождя во время полетов Dragonfly, пока никто не знает погодных условий местного масштаба на Титане.

Многие научные вопросы, изложенные в статье группы, касаются химии пребиотиков, области, которая очень интересует Хейса. Многие из пребиотических химических соединений, которые сформировались на ранней Земле, также образуются в атмосфере Титана, и Хейс хочет увидеть, как далеко Титан продвинулся по пути пребиотической химии. Атмосфера Титана может быть хорошим аналогом того, что произошло на ранней Земле.

Поиск химических биосигнатур Dragonfly также будет широким. Помимо изучения обитаемости Титана в целом, они будут исследовать потенциальные химические биосигнатуры, прошлые или настоящие, как от водных организмов, так и от тех, которые могут использовать жидкие углеводороды в качестве растворителя, например, в его озерах, морях или водоносных горизонтах.