Pagājušajā nedēļā - no pirmdienas, 27. februāra līdz trešdienai, 1. martam - NASA mītnē Vašingtonā rīkoja “Planetary Science Vision 2050 Workshop”. Daudzo prezentāciju, runu un paneļdiskusiju laikā NASA ar starptautisko sabiedrību dalījās daudzajos kosmosa izpētes nākotnes plānos.
Starp vērienīgākajiem no tiem bija priekšlikums izpētīt Titānu, izmantojot gaisa pētnieku un piezemētāju. Balstoties uz EKA misijas Cassini-Huygen panākumiem, šajā plānā būtu paredzēts balons, kas izpētītu Titāna virsmu no neliela augstuma, kā arī Marsa ceļš- stila misija, kas izpētīs virsmu.
Galu galā mērķis, kas ir misija Titānam, būtu izpētīt bagātīgo organisko ķīmisko vidi, kurā atrodas mēness, kas planētu pētniekiem piedāvā unikālu iespēju. Kādu laiku zinātnieki ir sapratuši, ka Titāna virsmā un atmosfērā ir pārpilnība organisko savienojumu un visa prebiotiskā ķīmija, kas nepieciešama dzīvībai, lai tā darbotos.
Prezentāciju ar nosaukumu “Gaisa mobilitāte: Titāna bagātīgās ķīmiskās daudzveidības izpētes atslēga” vadīja Ralfs Lorenss no Džona Hopkinsa Lietišķās fizikas laboratorijas, līdzpriekšsēdētāji - Elizabete Bruņurupucis (arī no Džona Hopkinsa APL) un Džeisons Barns no Aidaho Universitātes Fizikas katedra. Kā bruņurupucis paskaidroja kosmosa žurnālam pa e-pastu, Titāns piedāvā dažas aizraujošas iespējas nākamās paaudzes misijai:
“Titāns ir īpaši ieinteresēts, jo bagātīgā un sarežģītā organiskā ķīmija var mūs mācīt par ķīmisku mijiedarbību, kas varētu būt notikusi šeit uz Zemes (un citur?), Kas noved pie dzīvības attīstības. Turklāt ne tikai Titānam ir iekšējs šķidrā ūdens okeāns, bet būs arī iespējas organiskajiem materiāliem sajaukties ar šķidru ūdeni Titāna virsmā, piemēram, trieciena krāteri un, iespējams, kriovoltāna izvirdumi. Organiskā materiāla un šķidrā ūdens kombinācija, protams, palielina astrobioloģisko potenciālu. ”
Šī iemesla dēļ Titāna izpēte ir bijis zinātnisks mērķis gadu desmitiem ilgi. Vienīgais jautājums ir, kā vislabāk veikt izpēti par Titāna unikālo vidi. Iepriekšējo gadu desmitu pētījumu laikā, piemēram, kampaņas stratēģijas darba grupā (CSWG) par prebiotisko ķīmiju ārējā saules sistēmā, kuras autore bija Lorenca, ir ieteikts, ka mobilais gaisa transportlīdzeklis (piemēram, dirižablis vai gaisa balons) piemērots uzdevumam.
Tomēr šādi transportlīdzekļi nespētu izpētīt Titāna metāna ezerus, kas ir viens no aizraujošākajiem Mēness zīmējumiem, ciktāl tas notiek prebiotiskās ķīmijas izpētē. Turklāt gaisa kuģis nespētu veikt virsmas ķīmisku analīzi in situ, līdzīgi kā tas ir Mars Exploration Rovers (Gars, Iespēja un Zinātkāre) esam darījuši uz Marsa - un ar milzīgiem rezultātiem!
Tajā pašā laikā Lorencs un viņa kolēģi izskatīja Titāna ogļūdeņražu jūru izpētes koncepcijas, piemēram, ierosināto Titan Mare Explorer (TiME) kapsulu. Kā viens no vairākiem NASA 2010. gada atklāšanas konkursa finālistiem, šī koncepcija aicināja nākamajās desmitgadēs izvietot jūras robotu Titānā, kur tas pētīs savus metāna ezerus, lai uzzinātu vairāk par metāna ciklu un meklētu organiskās dzīvības pazīmes.
Kaut arī šāds priekšlikums būtu rentabls un piedāvā dažas ļoti aizraujošas pētniecības iespējas, tam ir arī daži ierobežojumi. Piemēram, laikā no 2020. līdz 2030. gadam Titāna ziemeļu puslodē būs jūtama ziemas sezona; kurā atmosfēras biezums padarīs neiespējamu tiešu saziņu ar Zemi un Zemes skatus. Turklāt jūras transporta līdzeklis liedz izpētīt Titāna sauszemes virsmas.
Tie piedāvā dažas no visticamākajām izredzēm izpētīt Titāna progresīvo ķīmisko attīstību, ieskaitot Titāna kāpu smiltis. Tā kā šajā apgabalā ir vējš, visticamāk, šajā vietā ir nogulsnējušies materiāli no visa Titāna, un tajā var būt arī ūdenī izmainīti materiāli. Daudz kā Marsa ceļš izkraušanas vieta tika izvēlēta, lai tā varētu savākt paraugus no plašas teritorijas, piemēram, atrašanās vieta būtu ideāla vieta krastmalai.
Kā Lorenss un viņa kolēģi atbalstīja misijas veidu, kas tika formulēts 2007. gada pamatiniciatīvas pētījumā, kurā tika aicināts izveidot Montgolfière balonu reģionālajai izpētei un Pathfinder līdzīgu zemētāju. Tas dotu iespēju veikt virsmas attēlveidošanu ar izšķirtspēju, kas nav iespējama no orbītas (biezās atmosfēras dēļ), kā arī izpētīt Mēness virsmas ķīmiju un iekšējo struktūru.
Tātad, kamēr balons vāca augstas izšķirtspējas mēness ģeogrāfiskos datus, krastmalājs varētu veikt seismoloģiskus pētījumus, kas raksturotu ledus biezumu virs Titāna iekšējā ūdens okeāna. Tomēr sauszemes misija būtu ierobežota darbības rādiusa ziņā, un Titāna virsma rada mobilitātes problēmas. Tas padarītu vēlamo variantu vairākus zemniekus vai pārvietojamu zemi.
"Potenciālie mērķi ietver apgabalus, kur mēs varam izmērīt cietas virsmas materiālus, kuru sastāvs joprojām nav labi zināms, piemēram, Titāna kāpu smiltis," sacīja Bruņurupucis. “Lai noteiktu to sastāvu, nepieciešama detalizēta in situ analīze. Ezeri un jūras ir arī intriģējoši; tomēr tuvākā termiņā (misijas ieradīsies 2030. gados) lielākā daļa no tām notiks ziemas tumsā. Tātad, izpētot tos, iespējams, būs jāgaida līdz 2040. gadiem. ”
Šī misijas koncepcija izmantotu arī vairākus tehnoloģiskos sasniegumus, kas veikti pēdējos gados. Kā Lorencs paskaidroja prezentācijas laikā:
“Smagākā nekā gaiss mobilitāte Titānā faktiski ir ļoti efektīva, turklāt uzlabojumi autonomos gaisa kuģos divās desmitgadēs kopš CSWG padara šādu izpēti par reālu iespēju. Vairāki in situ nolaišanās paņēmieni, ko piegādā gaisa kuģis, piemēram, lidmašīna vai lidmašīna, kas pārvietojas no gaisa, lai piekļūtu vairākām vietām, sniegtu visvēlamākās zinātniskās iespējas, kas ir ļoti saistītas ar izcelsmes, darbības un dzīves tēmām. ”
Lorenss, bruņurupucis un Barnes arī iepazīstinās ar šiem atklājumiem gaidāmajā 48. Mēness un planētu zinātnes konferencē - kas notiks no 20. līdz 24. martam Vudlendā, Teksasā. Tur viņiem pievienosies papildu Johns Hopkins APL un Aidaho universitātes locekļi, kā arī eksperti no NASA Goddard Space Flight Center, Pensilvānijas štata universitātes un Honeybee Robotics.
Tomēr, risinot dažus papildu izaicinājumus, kas nav izvirzīti 2050. gada Vīzijas darbnīcā, viņi iepazīstinās ar nelielu savas idejas virzīšanu. Balona un vairāku nolaišanās vietā viņi prezentēs misijas koncepciju, iesaistot “Dragonfly” audioskopteru. Šis četru rotoru transportlīdzeklis spētu izmantot Titāna biezo atmosfēru un zemo smagumu, lai iegūtu paraugus un noteiktu virsmas sastāvu vairākos ģeoloģiskos apstākļos.
Šajā koncepcijā iekļauti arī daudzi jaunākie sasniegumi tehnoloģijās, kas ietver modernu vadības elektroniku un jauninājumus komerciālā bezpilota lidaparātu (UAV) dizainā. Papildus tam kvadricikls atmetīs ar ķīmiski darbināmus retrokortus un varētu darboties starp lidojumiem, piešķirot tam potenciāli daudz ilgāku kalpošanas laiku.
Šīs un citas Saturna mēness Titāna izpētes koncepcijas tuvākajos gados noteikti iegūs. Ņemot vērā daudzos noslēpumus, kas šajā pasaulē ir aizslēgti - ar bagātīgu ūdens ledu, prebiotisko ķīmiju, metāna ciklu un zemūdens okeānu, kas, iespējams, ir prebiotiska vide - tas noteikti ir populārs zinātnisko pētījumu mērķis.
