70. gadu beigās un 80. gadu sākumā zinātnieki guva pirmo detalizēto pārskatu par Saturna lielāko mēness Titānu. Pateicoties Pionieris 11 zonde, kurai pēc tam sekoja Voyager 1 un2 misijas, Zemes iedzīvotāji tika apstrādāti ar šī noslēpumainā mēness attēliem un nolasījumiem. Tas, ko viņi atklāja, bija auksts satelīts, kuram tomēr bija blīva, ar slāpekli bagāta atmosfēra.
Pateicoties Cassini-Huygens misijai, kas Titānu sasniedza 2004. gada jūlijā un savu misiju beigs 15. septembrī, šī mēness noslēpumi ir tikai padziļinājušies. Tāpēc NASA cer tuvākajā laikā uz turieni nosūtīt vairāk misiju, piemēram, Spāre koncepcija. Šis amats ir Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorijas (JHUAPL) darbs, kuram viņi tikko iesniedza oficiālu priekšlikumu.
Būtībā, Spāre būtu New Frontiers klases misija, kas apbraukšanai izmantotu dual-quadcopter iestatījumus. Tas ļautu veikt vertikālu pacelšanos un nolaišanos (VTOL), nodrošinot, ka transportlīdzeklis spēs izpētīt Titāna atmosfēru un veikt zinātni uz virsmas. Un, protams, tas arī izmeklētu Titāna metāna ezerus, lai redzētu, kāda veida ķīmija tajos notiek.
Visa tā mērķis būtu atklāt gaismu Titāna noslēpumainajai videi, kurai ir ne tikai metāna cikls, kas līdzīgs pašas Zemes ūdens ciklam, bet arī bagāta ar prebiotiku un organisko ķīmiju. Īsāk sakot, Titāns ir mūsu Saules sistēmas “okeāna pasaule” kopā ar Jupitera pavadoņiem Europa un Ganymede un Saturna Enceladus mēness - kas varētu saturēt visas dzīvībai nepieciešamās sastāvdaļas.
Turklāt iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka mēness ir klāts ar bagātīgām organisko materiālu atradnēm, kuras tiek pakļautas ķīmiskiem procesiem - tām, kas varētu būt līdzīgas tām, kas notika uz Zemes pirms miljardiem gadu. Tādēļ zinātnieki ir ieraudzījuši Titānu kā sava veida planētu laboratoriju, kur varēja izpētīt ķīmiskās reakcijas, kas, iespējams, izraisīja dzīvību uz Zemes.
Kā Elizabetes Bruņurupucis, JHUAPL planētu zinātniece un galvenā pētniece Spāre kosmosa žurnālam pa e-pastu teica:
“Titāns piedāvā bagātīgas un sarežģītas organiskās vielas uz ūdens-ledus okeāna pasaules virsmas, padarot to par ideālu galamērķi, lai izpētītu prebiotisko ķīmiju un dokumentētu ārpuszemes vides apdzīvojamību. Tā kā Titāna atmosfēra aizsedz virsmu daudzos viļņu garumos, mums ir ierobežota informācija par materiāliem, kas veido virsmu, un to apstrādes veidu. Veicot detalizētus virsmas sastāva mērījumus vairākās vietās, Dragonfly atklātu, no kā tiek veidota virsma un cik tālu ir progresējusi prebiotiskā ķīmija vidēs, kas nodrošina zināmas dzīves galvenās sastāvdaļas, identificējot pieejamos ķīmiskos celtniecības blokus un darba procesā iegūtos bioloģiski nozīmīgos materiālus. savienojumi. ”
Papildus, Spāre izmantotu arī novērojumus no attāluma, lai raksturotu nosēšanās vietu ģeoloģiju. Papildus konteksta nodrošināšanai paraugiem tas arī ļautu seismiskiem pētījumiem noteikt Titāna struktūru un zemūdens aktivitātes klātbūtni. Pēdējais bet ne sliktākais, Spāre izmantotu meteoroloģijas sensorus un attālās izpētes instrumentus, lai savāktu informāciju par planētas atmosfēras un virsmas apstākļiem.
Lai gan Titāna robotizētā pētnieka misijai ir izteikti vairāki priekšlikumi, vairums no tiem ir izteikti vai nu paceļamās platformas, vai arī kā kombinētu balonu un zemi. Gaisa kuģis Titāna izlūkošanai in situ un gaisā (AVIATR), ko iepriekš ir ierosinājis Džeisons Bārness un Aidaho universitātes pētnieku grupa, ir tā piemērs.
Pēdējā kategorijā jums ir tādi jēdzieni kā Titāna Saturna sistēmas misija (TSSM) - koncepcija, ko kopīgi izstrādāja Eiropas Kosmosa aģentūra (ESA) un NASA. Tā kā tā bija Outer Planets flagmaņa misijas koncepcija, TSSM dizains sastāvēja no trim elementiem - NASA orbītas, ESA konstruēta nolaišanās lauka Titāna ezeru izpētē un ESA projektētā Montgolfiere balona, lai izpētītu tā atmosfēru.
Kas šķir Spāre no šīm un citām koncepcijām izriet tā spēja veikt pētījumus no gaisa un zemes uz vienas platformas. Kā skaidroja doktors Bruņurupucis:
Spāre būtu in situ misija, lai detalizēti izmērītu Titāna virsmas sastāvu un apstākļus, lai izprastu šīs unikālās, ar bioloģisko bagātību bagātās okeāna pasaules apdzīvojamību. Mēs ierosinājām rotorlaivu, lai izmantotu Titāna blīvo, mierīgo atmosfēru un zemo smagumu (kas atvieglo lidojumu Titānā nekā tas ir uz Zemes), lai nogādātu spējīgu instrumentu komplektu no vienas vietas uz otru - no 10 līdz 100 km attālumā viens no otra -, lai izgatavotu mērījumi dažādos ģeoloģiskos apstākļos. Atšķirībā no citām gaisa koncepcijām, kas tika ņemtas vērā Titāna izpētē (no kurām tādas ir bijušas vairākas), Dragonfly lielāko daļu laika pavadītu uz virsmas, veicot mērījumus, pirms lidot uz citu vietu. ”
SpāreInstrumentu komplektā būtu masu spektrometri, lai izpētītu virsmas un atmosfēras sastāvu; gamma-staru spektrometri, ar kuru palīdzību varētu izmērīt pamatnes sastāvu (t.i., meklēt pierādījumus par iekšējo okeānu); meteoroloģijas un ģeofizikas sensori, kas mēra vēju, atmosfēras spiedienu, temperatūru un seismisko aktivitāti; un kameru komplekts virsmas attēlu uzņemšanai.
Ņemot vērā Titāna blīvo atmosfēru, saules baterijas nebūtu efektīvs risinājums robotu misijai. Tā kā spāre enerģijas iegūšanai paļausies uz vairāku misiju radioizotopu termoelektrisko ģeneratoru (MMRTG), līdzīgi tam, Ziņkārība Rover izmanto. Kaut arī robotizētās misijas, kas balstās uz kodolenerģijas avotiem, nav īsti lētas, tās tomēr ļauj veikt misijas, kas var ilgt vairākus gadus vienlaikus un veikt nenovērtējamus pētījumus (kā Ziņkārība ir parādījis).
Kā Pīters Bedini - programmas vadītājs JHUAPL Kosmosa departamentā un Spāre projekta vadītājs - paskaidrots, tas ļautu veikt ilgtermiņa misiju ar ievērojamu atdevi:
“Mēs varētu paņemt zemi, ievietot to Titānā, veikt šos četrus mērījumus vienā vietā un ievērojami uzlabot mūsu izpratni par Titānu un līdzīgiem pavadoņiem. Tomēr mēs varam reizināt misijas vērtību, ja pievienosim mobilitāti no gaisa, kas mums ļautu piekļūt dažādiem ģeoloģiskiem iestatījumiem, maksimāli palielinot zinātnisko atdevi un samazinot misijas risku, dodoties pāri šķēršļiem vai ap tiem. ”
Beigu beigās tāda misija kā Spāre spētu izpētīt, cik tālu Titanā ir progresējusi prebiotiskā ķīmija. Šāda veida eksperimentus, kad organiski celtniecības bloki tiek apvienoti un pakļauti enerģijai, lai redzētu, vai rodas dzīvība, nevar veikt laboratorijā (galvenokārt iesaistīto laika grafiku dēļ). Kā tādi zinātnieki cer redzēt, cik tālu lietas ir pavirzījušās uz Titāna virsmas, kur eoniem ir bijuši prebiotiski apstākļi.
Turklāt zinātnieki meklēs arī ķīmiskos parakstus, kas norāda uz ūdens un / vai ogļūdeņražu dzīves esamību. Agrāk tika spekulēts, ka dzīvība varētu pastāvēt Titāna iekšienē un ka uz tā virsmas varētu eksistēt pat eksotiskas metanogeniskas dzīvības formas. Pierādījumu atrašana par šādu dzīvi izaicinātu mūsu priekšstatus par to, kur var rasties dzīve, un tas ievērojami uzlabotu dzīves meklēšanu Saules sistēmā un ārpus tās.
Kā norādīja doktors Bruņurupucis, drīzumā notiks misijas atlase un neatkarīgi no tā, vai Spāre misija tiks nosūtīta uz Titānu, būtu jāizlemj tikai pēc dažiem gadiem:
"Vēlāk šoruden NASA atlasīs dažas no ierosinātajām jauno robežu misijām turpmākam darbam A fāzes koncepcijas pētījumos," viņa sacīja. Šie pētījumi ilgs lielāko daļu 2018. gada, kam sekos vēl viena pārskatīšanas kārta. Un galīgā lidojuma misijas atlase notiks 2019. gada vidū. Šajā Jaunās robežas programmas kārtā ierosinātās misijas plānots sākt līdz 2025. gada beigām. ”
Un noteikti apskatiet šo iespējamo videoklipu Spāre misija ar JHUAPL atļauju:
