Eind jaren 70 en begin jaren 80 kregen wetenschappers voor het eerst een gedetailleerde blik op Saturnus 'grootste maan Titan. Dankzij de Pioneer 11 sonde, die vervolgens werd gevolgd door de Voyager 1 en2 missies, werden de mensen van de aarde getrakteerd op beelden en lezingen van deze mysterieuze maan. Wat deze onthulden was een koude satelliet die toch een dichte, stikstofrijke atmosfeer had.
Dankzij de Cassini-Huygens missie, die Titan bereikte in juli 2004 en haar missie op 15 september zal beëindigen, zijn de mysteries van deze maan alleen maar dieper geworden. Vandaar dat NASA in de nabije toekomst hoopt daar meer missies te sturen, zoals de Libel concept. Dit vaartuig is het werk van het John Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), waarvoor ze zojuist een officieel voorstel hebben ingediend.
Eigenlijk, Libel zou een New Frontiers-klasse missie zijn die een dual-quadcopter setup zou gebruiken om zich te verplaatsen. Dit zou verticaal opstijgen en landen (VTOL) mogelijk maken, zodat het voertuig de atmosfeer van Titan zou kunnen verkennen en wetenschap aan de oppervlakte zou kunnen uitvoeren. En natuurlijk zou het ook de methaanmeren van Titan onderzoeken om te zien wat voor soort chemie er binnenin plaatsvindt.
Het doel van dit alles zou zijn om licht te werpen op de mysterieuze omgeving van Titan, die niet alleen een methaancyclus heeft die lijkt op de eigen watercyclus van de aarde, maar ook rijk is aan prebiotische en organische chemie. Kortom, Titan is een "oceaanwereld" van ons zonnestelsel - samen met de manen Europa en Ganymedes van Jupiter en de maan van Enceladus van Saturnus - die alle ingrediënten zou kunnen bevatten die nodig zijn voor het leven.
Bovendien hebben eerdere studies aangetoond dat de maan bedekt is met rijke afzettingen van organisch materiaal die chemische processen ondergaan, die vergelijkbaar kunnen zijn met die welke miljarden jaren geleden op aarde plaatsvonden. Hierdoor zijn wetenschappers Titan gaan beschouwen als een soort planetair laboratorium, waar de chemische reacties die mogelijk tot leven op aarde hebben geleid, kunnen worden bestudeerd.
Zoals Elizabeth Turtle, een planetaire wetenschapper bij JHUAPL en de hoofdonderzoeker van de Libel missie, vertelde Space Magazine via e-mail:
“Titan biedt een overvloed aan complexe organische stoffen op het oppervlak van een door waterijs gedomineerde oceaanwereld, waardoor het een ideale bestemming is om prebiotische chemie te bestuderen en de bewoonbaarheid van een buitenaardse omgeving te documenteren. Omdat de atmosfeer van Titan het oppervlak op veel golflengten verduistert, hebben we beperkte informatie over de materialen waaruit het oppervlak bestaat en hoe ze worden verwerkt. Door gedetailleerde metingen van de oppervlaktesamenstelling op meerdere locaties uit te voeren, zou Dragonfly onthullen waaruit het oppervlak is gemaakt en hoe ver de prebiotische chemie is gevorderd in omgevingen die bekende sleutelingrediënten voor het leven bieden, waarbij de beschikbare chemische bouwstenen en processen op het werk worden geïdentificeerd om biologisch relevant te produceren verbindingen. '
In aanvulling op, Libel zou ook teledetectieobservaties gebruiken om de geologie van landingsplaatsen te karakteriseren. Naast het bieden van context voor de monsters, zou het ook seismische studies mogelijk maken om de structuur van de Titan en de aanwezigheid van ondergrondse activiteit te bepalen. Tenslotte, Libel zou meteorologische sensoren en teledetectie-instrumenten gebruiken om informatie te verzamelen over de atmosferische en oppervlakte-omstandigheden van de planeet.
Hoewel er meerdere voorstellen zijn gedaan voor een robotverkenningsmissie van Titan, hebben de meeste de vorm aangenomen van een hoogwerker of een combinatieballon en een lander. Het Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR), een voorstel dat in het verleden is gedaan door Jason Barnes en een team van onderzoekers van de Universiteit van Idaho, is een voorbeeld van het eerste.
In de laatste categorie heb je concepten zoals de Titan Saturn System Mission (TSSM), een concept dat gezamenlijk werd ontwikkeld door de European Space Agency (ESA) en NASA. Het ontwerp van de TSSM, een Outer Planets Flagship Mission-concept, bestond uit drie elementen: een NASA-orbiter, een door ESA ontworpen lander om de meren van Titan te verkennen en een door ESA ontworpen Montgolfiere-ballon om de atmosfeer te verkennen.
Wat scheidt Libel van deze en andere concepten is het vermogen om lucht- en grondstudies uit te voeren met één platform. Zoals Dr. Turtle uitlegde:
"Dragonfly zou een in-situ missie zijn om gedetailleerde metingen uit te voeren van de oppervlaktesamenstelling en omstandigheden van Titan om de bewoonbaarheid van deze unieke organisch rijke oceaanwereld te begrijpen. We hebben een rotorcraft voorgesteld om te profiteren van de dichte, rustige atmosfeer en lage zwaartekracht van Titan (die de vlucht gemakkelijker maken op Titan dan op aarde) om een capabele reeks instrumenten van plaats naar plaats te brengen - 10 tot 100 kilometer van elkaar verwijderd - om metingen in verschillende geologische instellingen. In tegenstelling tot andere luchtconcepten die zijn overwogen voor Titan-verkenning (waarvan er meerdere zijn geweest), zou Dragonfly het grootste deel van zijn tijd op het oppervlak doorbrengen om metingen uit te voeren, voordat hij naar een andere locatie zou vliegen. ”
LibelDe reeks instrumenten zou massaspectrometers omvatten om de samenstelling van het oppervlak en de atmosfeer te bestuderen; gammastraal-spectrometers, die de samenstelling van de ondergrond zouden meten (d.w.z. op zoek naar bewijs van een binnenzee); meteorologische en geofysische sensoren, die wind, atmosferische druk, temperatuur en seismische activiteit zouden meten; en een camerasuite om foto's van het oppervlak te maken.
Gezien de dichte atmosfeer van Titan zouden zonnecellen geen effectieve optie zijn voor een robotmissie. Als zodanig zou de Dragonfly voor stroom vertrouwen op een Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG), vergelijkbaar met wat de Nieuwsgierigheid rover gebruikt. Hoewel robotmissies die afhankelijk zijn van kernenergiebronnen niet bepaald goedkoop zijn, maken ze wel missies mogelijk die jarenlang kunnen duren en die onschatbaar onderzoek doen (zoals Nieuwsgierigheid heeft getoond).
Zoals Peter Bedini - de programmamanager bij de JHUAPL Space Department en Dragonfly's projectmanager - uitgelegd, dit zou een missie op lange termijn met aanzienlijk rendement mogelijk maken:
'We kunnen een lander nemen, deze op Titan plaatsen, deze vier metingen op één plek uitvoeren en ons begrip van Titan en soortgelijke manen aanzienlijk vergroten. We kunnen de waarde van de missie echter vermenigvuldigen als we luchtmobiliteit toevoegen, waardoor we toegang hebben tot een verscheidenheid aan geologische instellingen, waardoor het wetenschappelijke rendement wordt gemaximaliseerd en het missierisico wordt verlaagd door over of rond obstakels heen te gaan. "
Uiteindelijk een missie als Libel zou kunnen onderzoeken hoe ver de prebiotische chemie op Titan is gevorderd. Dit soort experimenten, waarbij organische bouwstenen worden gecombineerd en aan energie worden blootgesteld om te zien of er leven ontstaat, kan niet worden uitgevoerd in een laboratorium (vooral vanwege de betrokken tijdschema's). Als zodanig hopen wetenschappers te zien hoe ver de zaken zijn gevorderd op het oppervlak van Titan, waar prebiotische omstandigheden al eeuwen bestaan.
Daarnaast zullen wetenschappers ook op zoek gaan naar chemische handtekeningen die de aanwezigheid van op water en / of koolwaterstof gebaseerd leven aangeven. In het verleden werd gespeculeerd dat er leven zou kunnen bestaan in het interieur van Titan, en dat exotische methanogene levensvormen zelfs op het oppervlak zouden kunnen bestaan. Het vinden van bewijs van een dergelijk leven zou onze ideeën over waar het leven kan ontstaan in twijfel trekken, en de zoektocht naar leven binnen het zonnestelsel en daarbuiten enorm verbeteren.
Zoals Dr. Turtle aangaf, zal de missieselectie snel komen, en of de Libel missie zal naar Titan worden gestuurd, moet over een paar jaar worden beslist:
"Later dit najaar zal NASA enkele van de voorgestelde New Frontiers-missies selecteren voor verder werk in fase A-conceptstudies", zei ze. “Die onderzoeken zouden het grootste deel van 2018 lopen, gevolgd door een nieuwe beoordelingsronde. En de uiteindelijke selectie van een vluchtmissie zou medio 2019 zijn ... De missies die voor deze ronde van het New Frontiers-programma worden voorgesteld, zouden vóór eind 2025 worden gelanceerd. "
En zorg ervoor dat je deze video bekijkt van een mogelijke Libel missie, met dank aan de JHUAPL:
