Minulý týždeň - od pondelka 27. februára do stredy 1. marca - NASA usporiadala vo svojom ústredí vo Washingtone DC „Workshop Planetary Science Vision 2050“. V priebehu mnohých prezentácií, prejavov a panelových diskusií sa NASA podelila s mnohými medzinárodnými komunitami o mnohé svoje plány do budúcnosti vesmírneho prieskumu.
Medzi ambicióznejšie z nich patril návrh na preskúmanie Titanu pomocou leteckého prieskumníka a pristávača. Na základe úspechu misie ESA Cassini-Huygen by tento plán zahŕňal balónik, ktorý by preskúmal povrch Titanu z nízkej nadmorskej výšky spolu s Mars Pathfinder- Štýl misie, ktorá by preskúmala povrch.
V konečnom dôsledku by cieľom misie Titan bolo preskúmať bohaté organické chemické prostredie, ktoré má mesiac, čo predstavuje jedinečnú príležitosť pre vedcov planét. Vedci už nejaký čas pochopili, že povrch a atmosféra Titanu sú bohaté na organické zlúčeniny a všetku prebiotickú chémiu potrebnú na fungovanie života.
Prezentácii s názvom „Letecká mobilita: kľúč k objavovaniu bohatej chemickej diverzity Titana“ predsedali Ralph Lorenz z Laboratória aplikovanej fyziky Johna Hopkinsa a spolupredsedali jej Elizabeth Turtle (tiež z John Hopkins APL) a Jason Barnes z Katedra fyziky na univerzite v Idahu. Ako Turtle vysvetlil časopisu Space Magazine e-mailom, Titan predstavuje niekoľko zaujímavých príležitostí pre misiu novej generácie:
„Titan je obzvlášť zaujímavý, pretože bohatá a komplexná organická chémia nás môže naučiť o chemických interakciách, ktoré sa mohli vyskytnúť tu na Zemi (a inde?), Ktoré vedú k rozvoju života. Okrem toho má Titan nielen vnútorný oceán kvapalina-voda, ale budú existovať aj príležitosti, aby sa organický materiál zmiešal s tekutou vodou na povrchu Titanu, napríklad nárazové krátery a prípadne kryovolkanické erupcie. Kombinácia organického materiálu s tekutou vodou samozrejme zvyšuje astrobiologický potenciál. “
Z tohto dôvodu je skúmanie Titanu vedeckým cieľom po celé desaťročia. Jedinou otázkou je, ako najlepšie postupovať pri skúmaní jedinečného prostredia Titanu. Počas predchádzajúcich dekadálnych prieskumov - ako napríklad pracovná skupina pre stratégiu kampaní (CSWG) o prebiotickej chémii vo vonkajšej slnečnej sústave, ku ktorej prispel Lorenz -, navrhla, aby sa mobilný letecký dopravný prostriedok (napríklad vzducholoď alebo balón) vhodné pre danú úlohu.
Takéto vozidlá by však neboli schopné študovať metánové jazerá Titanu, ktoré sú jedným z najzaujímavejších ťahov mesiaca, pokiaľ ide o výskum prebiotickej chémie. Letecké vozidlo by navyše nebolo schopné vykonávať chemickú analýzu povrchu in situ, podobne ako to robilo Mars Exploration Rovers (Duch, príležitosť a zvedavosť) robili na Marse - as obrovskými výsledkami!
V rovnakom čase Lorenz a jeho kolegovia preskúmali koncepcie prieskumu Titánových uhľovodíkových morí - napríklad navrhnutá kapsula Titan Mare Explorer (TiME). Ako jeden z niekoľkých finalistov súťaže NASA 2010 Discovery 2010 tento koncept vyzýval na nasadenie námorného robota do Titanu v nasledujúcich desaťročiach, kde by študoval svoje metánové jazerá, aby sa dozvedel viac o cykle metánu a hľadal známky organického života.
Aj keď by takýto návrh bol nákladovo efektívny a predstavoval by niekoľko veľmi zaujímavých príležitostí pre výskum, má aj určité obmedzenia. Napríklad počas rokov 20-tych rokov 20. storočia prežíva severná pologuľa Titan zimnú sezónu; v tomto okamihu hrúbka jeho atmosféry znemožní priame spojenie so Zemou a zobrazenie Zeme. Naviac by námorné vozidlo zabránilo prieskumu povrchov Titanu.
Tieto ponúkajú niektoré z najpravdepodobnejších vyhliadok na štúdium pokročilej chemickej evolúcie Titanu, vrátane pieskových pieskov Titanu. Ako oblasť s veterným vetrom má táto oblasť pravdepodobne uložený materiál z celého Titanu a môže tiež obsahovať materiály pozmenené. Rovnako ako Mars Pathfinder miesto pristátia bolo vybrané tak, aby mohlo zbierať vzorky z veľkej oblasti, napríklad umiestnenie by bolo ideálnym miestom pre pristátie.
Ako taký Lorenz a jeho kolegovia obhajovali typ misie, ktorý bol vyjadrený v hlavnej štúdii z roku 2007, ktorá požadovala balón Montgolfière pre regionálny prieskum a pristátie podobné Pathfinderovi. To by poskytlo príležitosť vykonávať povrchové snímky pri rozlíšeniach, ktoré nie sú možné z obežnej dráhy (kvôli hustej atmosfére), ako aj skúmať povrchovú chémiu a vnútornú štruktúru Mesiaca.
Kým balón bude zhromažďovať geografické údaje Mesiaca s vysokým rozlíšením, lander by mohol vykonať seizmologické prieskumy, ktoré by charakterizovali hrúbku ľadu nad vnútorným oceánom Titanu. Úlohou landera by však bola obmedzená vzdialenosť a povrch Titanu predstavuje problémy s mobilitou. To by urobilo z viacerých vykládok alebo preloženého pristávača najžiadanejšiu možnosť.
„Medzi potenciálne ciele patria oblasti, v ktorých môžeme zmerať pevné povrchové materiály, ktorých zloženie ešte stále nie je známe, napríklad pieskové duny Titan,“ uviedla Turtle. „Na určenie ich zloženia je potrebná podrobná in situ analýza. Zaujímavé sú aj jazerá a moria; avšak v najbližšom období (misie prichádzajúce v 30. rokoch 20. storočia) bude väčšina z nich v zime. Ich skúmanie by teda pravdepodobne muselo počkať do 20. rokov 20. storočia. “
Tento koncept misie by využil aj niekoľko technologických pokrokov, ktoré sa dosiahli v posledných rokoch. Ako Lorenz vysvetlil v priebehu prezentácie:
„Ťažšia mobilita ako letecká doprava v Titane je v skutočnosti vysoko efektívna, navyše vďaka zlepšeniam v oblasti autonómnych lietadiel za dve desaťročia, odkedy CSWG robí takýto prieskum realistickou perspektívou. Viaceré pristávače na mieste dodávané leteckým vozidlom, napríklad lietadlom alebo pristávacou plošinou s leteckou pohyblivosťou na prístup na viaceré miesta, by poskytovali najžiadanejšiu vedeckú spôsobilosť, ktorá by bola vysoko relevantná pre témy pôvodu, fungovania a života. ““
Lorenz, Turtle a Barnes predstavia tieto zistenia aj na nadchádzajúcej 48. lunárnej a planetárnej vedeckej konferencii, ktorá sa uskutoční od 20. do 24. marca v Woodlands v Texase. Tam sa pripoja ďalší členovia Johns Hopkins APL a University of Idaho, ako aj panelisti z NASA Goddard Space Flight Center, Pennsylvania State University a Honeybee Robotics.
Ak však budú riešiť niektoré ďalšie problémy, ktoré neboli nastolené na seminári o vízii 2050, budú predstavovať mierny zvrat v ich myšlienke. Namiesto balóna a viacerých pristávacích plôch predstavia koncept misie zahŕňajúci qaudcopter „Vážka“. Toto vozidlo so štyrmi rotormi by bolo schopné využiť hustú atmosféru Titanu a nízku gravitáciu na získanie vzoriek a stanovenie zloženia povrchu vo viacerých geologických podmienkach.
Táto koncepcia zahŕňa aj veľa najnovších technologických pokrokov, medzi ktoré patrí moderná riadiaca elektronika a pokroky v dizajnoch komerčných leteckých dopravných prostriedkov bez posádky (UAV). Okrem toho by Kvadrokoptéra odstránila chemicky poháňané retrorockety a mohla by sa zapnúť medzi letmi, čo by jej poskytlo potenciálne oveľa dlhšiu životnosť.
Tieto a ďalšie koncepcie objavovania saturnského mesiaca Titan určite v nasledujúcich rokoch získajú trakciu. Vzhľadom na množstvo tajomstiev, ktoré sú na tomto svete uzamknuté - s veľkým množstvom ľadu, prebiotickou chémiou, cyklom metánu a podpovrchovým oceánom, ktorý bude pravdepodobne prebiotickým prostredím - je to určite obľúbený cieľ vedeckého výskumu.
