Ende der 1970er und Anfang der 80er Jahre erhielten Wissenschaftler erstmals einen detaillierten Blick auf Saturns größten Mond Titan . Danke an die Pionier 11 Sonde, gefolgt von der Reisen 1 und 2 Missionen wurden die Menschen auf der Erde mit Bildern und Lesungen dieses mysteriösen Mondes verwöhnt. Was diese enthüllten, war ein kalter Satellit, der dennoch eine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre aufwies.
Danke an die Cassini-Huygens Mission, die Titan im Juli 2004 erreichte und ihre Mission am 15. September , die Geheimnisse dieses Mondes haben sich nur vertieft. Daher hofft die NASA, in naher Zukunft weitere Missionen dorthin zu entsenden, wie die Libelle Konzept. Dieses Handwerk ist das Werk der Labor für angewandte Physik der John Hopkins University (JHUAPL), die sie gerade eingereicht haben und offizieller Vorschlag zum.
Im Wesentlichen,Libellewäre ein Neue Grenzen -Klasse-Mission, die ein Dual-Quadcopter-Setup verwenden würde, um sich fortzubewegen. Dies würde einen vertikalen Start und eine Landung (VTOL) ermöglichen und sicherstellen, dass das Fahrzeug in der Lage wäre, die Atmosphäre von Titan zu erkunden und Wissenschaft an der Oberfläche durchzuführen. Und natürlich würde es auch die Methanseen von Titan untersuchen, um zu sehen, welche Art von Chemie in ihnen vor sich geht.
Bild der Titan-Atmosphäre, aufgenommen von der Raumsonde Cassini. Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute
Das Ziel von all dem wäre, Licht in die mysteriöse Umgebung von Titan zu bringen, die nicht nur einen Methankreislauf ähnlich dem erdeigenen Wasserkreislauf aufweist, sondern auch reich an präbiotischer und organischer Chemie ist. Kurz gesagt, Titan ist ein „ Ozean Welt “ unseres Sonnensystems – zusammen mit den Jupitermonden Europa und Ganymed , und Saturns Mond von Enceladus – das alle lebensnotwendigen Zutaten enthalten könnte.
Darüber hinaus haben frühere Studien gezeigt, dass der Mond mit reichen Ablagerungen von organischem Material bedeckt ist, die chemischen Prozessen unterliegen, die denen ähneln könnten, die vor Milliarden von Jahren auf der Erde stattfanden. Aus diesem Grund betrachten Wissenschaftler Titan als eine Art planetarisches Labor, in dem die chemischen Reaktionen untersucht werden könnten, die zum Leben auf der Erde geführt haben könnten.
Als Elizabeth Turtle, Planetenwissenschaftlerin am JHUAPL und Hauptforscherin für dieLibelleMission, sagte Universe Today per E-Mail:
„Titan bietet reichlich komplexe organische Stoffe auf der Oberfläche einer von Wassereis dominierten Ozeanwelt, was es zu einem idealen Ziel macht, um präbiotische Chemie zu studieren und die Bewohnbarkeit einer außerirdischen Umgebung zu dokumentieren. Da die Atmosphäre von Titan die Oberfläche bei vielen Wellenlängen verdeckt, haben wir nur begrenzte Informationen über die Materialien, aus denen die Oberfläche besteht, und wie sie verarbeitet werden. Durch detaillierte Messungen der Oberflächenzusammensetzung an mehreren Orten würde Dragonfly aufdecken, woraus die Oberfläche besteht und wie weit die präbiotische Chemie in Umgebungen fortgeschritten ist, die bekannte Schlüsselbestandteile für das Leben liefern, und die verfügbaren chemischen Bausteine und Prozesse identifizieren, die biologisch relevant sind Verbindungen.“
Zusätzlich,Libellewürde auch Fernerkundungsbeobachtungen verwenden, um die Geologie von Landeplätzen zu charakterisieren. Neben der Bereitstellung von Kontext für die Proben würde es auch seismische Studien ermöglichen, um die Struktur des Titans und das Vorhandensein von unterirdischen Aktivitäten zu bestimmen. Zu guter Letzt,Libellewürde meteorologische Sensoren und Fernerkundungsinstrumente verwenden, um Informationen über die Atmosphären- und Oberflächenbedingungen des Planeten zu sammeln.
Das Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR) ist ein weiteres Konzept für einen Aerial Explorer für Titan. Bildnachweis: Mike Malaska
Während mehrere Vorschläge für eine Roboter-Explorer-Mission von Titan gemacht wurden, nahmen die meisten davon entweder die Form eines Hubarbeitsbühnen oder eine Kombination Ballon und ein Lander . Die Luftfahrzeug für die In-Situ- und Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR), ein Vorschlag von Jason Barnes und einem Forscherteam der University of Idaho, ist ein Beispiel für ersteres.
In der letzteren Kategorie haben Sie Konzepte wie die Titan Saturn Systemmission (TSSM), ein Konzept, das gemeinsam von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der NASA entwickelt wurde. Ein Outer Planets Flaggschiff-Mission Konzept bestand das Design des TSSM aus drei Elementen – einem NASA-Orbiter, einem von der ESA entworfenen Lander zur Erkundung der Titans Seen und einem von der ESA entworfenen Montgolfiere-Ballon zur Erkundung seiner Atmosphäre.
Was trenntLibellevon diesen und anderen Konzepten ist seine Fähigkeit, luft- und bodengestützte Studien mit einer einzigen Plattform durchzuführen. Wie Dr. Turtle erklärte:
„Libelle wäre eine In-Situ-Mission, um detaillierte Messungen der Oberflächenzusammensetzung und der Bedingungen von Titan durchzuführen, um die Bewohnbarkeit dieser einzigartigen, organisch-reichen Meereswelt zu verstehen. Wir schlugen ein Drehflügler vor, um die dichte, ruhige Atmosphäre und die geringe Schwerkraft von Titan zu nutzen (die den Flug auf Titan einfacher machen als auf der Erde), um eine leistungsfähige Reihe von Instrumenten von Ort zu Ort zu transportieren – 10 bis 100 Kilometer voneinander entfernt – um Messungen in verschiedenen geologischen Umgebungen. Im Gegensatz zu anderen Luftkonzepten, die für die Titanerkundung in Betracht gezogen wurden (von denen es mehrere gab), verbrachte Dragonfly die meiste Zeit an der Oberfläche, um Messungen durchzuführen, bevor sie zu einem anderen Ort flog.“
LibelleDie Instrumentensuite würde Massenspektrometer umfassen, um die Zusammensetzung der Oberfläche und der Atmosphäre zu untersuchen; Gammastrahlen-Spektrometer, die die Zusammensetzung des Untergrunds messen (d. h. nach Beweisen für einen inneren Ozean suchen); meteorologische und geophysikalische Sensoren, die Wind, Luftdruck, Temperatur und seismische Aktivität messen würden; und eine Kamerasuite zum Aufnehmen von Bildern der Oberfläche.
Künstlerisches Konzept des Titan Aerial Daughter Quadcopters und seines 'Mothership' -Ballons. Bildnachweis: NASA/STMD
Angesichts der dichten Atmosphäre von Titan wären Solarzellen keine effektive Option für eine Robotermission. Als solche würde sich die Libelle auf a . verlassen Thermoelektrischer Multi-Mission-Radioisotop-Generator (MMRTG) für Leistung, ähnlich wie die Neugier Rover verwendet. Obwohl Robotermissionen, die auf Kernenergiequellen basieren, nicht gerade billig sind, ermöglichen sie Missionen, die Jahre am Stück dauern können, und leisten unschätzbare Forschung (wieNeugierhat gezeigt).
Als Peter Bedini – der Programmmanager des JHUAPL Space Department undLibelleProjektmanager - erklärt , würde dies eine langfristige Mission mit erheblichen Erträgen ermöglichen:
„Wir könnten einen Lander nehmen, ihn auf Titan setzen, diese vier Messungen an einem Ort durchführen und unser Verständnis von Titan und ähnlichen Monden erheblich verbessern. Wir können jedoch den Wert der Mission vervielfachen, wenn wir die Luftmobilität hinzufügen, die es uns ermöglichen würde, auf eine Vielzahl von geologischen Umgebungen zuzugreifen, den wissenschaftlichen Ertrag zu maximieren und das Missionsrisiko zu senken, indem wir Hindernisse über- oder umfahren.“
Am Ende eine Mission wieLibellekönnte untersuchen, wie weit die präbiotische Chemie auf Titan fortgeschritten ist. Diese Art von Experimenten, bei denen organische Bausteine kombiniert und Energie ausgesetzt werden, um zu sehen, ob Leben entsteht, können in einem Labor nicht durchgeführt werden (hauptsächlich wegen der damit verbundenen Zeitskalen). Daher hoffen die Wissenschaftler zu sehen, wie weit die Dinge auf der Oberfläche von Titan fortgeschritten sind, wo präbiotische Bedingungen seit Äonen existieren.
Titans dichte, stickstoff- und kohlenwasserstoffreiche Atmosphäre verleiht dem Planeten ein trübes, gelbbraunes Aussehen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Darüber hinaus werden die Wissenschaftler auch nach chemischen Signaturen suchen, die das Vorhandensein von Wasser und/oder kohlenwasserstoffbasiertem Leben anzeigen. In der Vergangenheit wurde spekuliert, dass Leben im Inneren des Titans existieren könnte und dass exotische methanogene Lebensformen sogar auf seiner Oberfläche existieren könnten. Beweise für solches Leben zu finden, würde unsere Vorstellungen davon, wo Leben entstehen kann, in Frage stellen und die Suche nach Leben innerhalb des Sonnensystems und darüber hinaus erheblich verbessern.
Wie Dr. Turtle angedeutet hat, wird die Missionsauswahl bald erfolgen, und unabhängig davon, ob dieLibelleMission an Titan gesendet wird, sollte in wenigen Jahren entschieden werden:
„Später in diesem Herbst wird die NASA einige der vorgeschlagenen New Frontiers-Missionen für die weitere Arbeit in Phase-A-Konzeptstudien auswählen“, sagte sie. „Diese Studien würden den größten Teil des Jahres 2018 laufen, gefolgt von einer weiteren Überprüfungsrunde. Und die endgültige Auswahl einer Flugmission würde Mitte 2019 erfolgen… Missionen, die für diese Runde des New Frontiers-Programms vorgeschlagen werden, sollen vor Ende 2025 beginnen.“
Und schaut euch unbedingt dieses Video eines möglichen anLibelleMission, mit freundlicher Genehmigung des JHUAPL:
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