A fines de los años setenta y principios de los ochenta, los científicos tuvieron su primer vistazo detallado al Titán de la luna más grande de Saturno. Gracias a Pionero 11 sonda, que fue seguida por la Voyager 1 y2 En misiones, la gente de la Tierra recibió imágenes y lecturas de esta misteriosa luna. Lo que estos revelaron fue un satélite frío que, sin embargo, tenía una atmósfera densa y rica en nitrógeno.
Gracias a Cassini-Huygens misión, que llegó a Titán en julio de 2004 y finalizará su misión el 15 de septiembre, los misterios de esta luna solo se han profundizado. Por eso la NASA espera enviar más misiones allí en un futuro cercano, como el Libélula concepto. Este oficio es el trabajo del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins (JHUAPL), para el cual acaban de presentar una propuesta oficial.
Esencialmente, Libélula sería una misión de clase New Frontiers que usaría una configuración de doble quadcopter para moverse. Esto permitiría el despegue y el aterrizaje vertical (VTOL), asegurando que el vehículo sería capaz de explorar la atmósfera de Titán y conducir la ciencia en la superficie. Y, por supuesto, también investigaría los lagos de metano de Titán para ver qué tipo de química está teniendo lugar dentro de ellos.
El objetivo de todo esto sería arrojar luz sobre el misterioso entorno de Titán, que no solo tiene un ciclo de metano similar al propio ciclo del agua de la Tierra, sino que es rico en química prebiótica y orgánica. En resumen, Titán es un "mundo oceánico" de nuestro Sistema Solar, junto con las lunas de Júpiter Europa y Ganímedes, y la luna de Encelado de Saturno, que podría contener todos los ingredientes necesarios para la vida.
Además, estudios anteriores han demostrado que la luna está cubierta de ricos depósitos de material orgánico que están en proceso químico, unos que podrían ser similares a los que tuvieron lugar en la Tierra hace miles de millones de años. Debido a esto, los científicos han llegado a ver a Titán como una especie de laboratorio planetario, donde se pueden estudiar las reacciones químicas que pueden haber llevado a la vida en la Tierra.
Como Elizabeth Turtle, una científica planetaria en JHUAPL y la investigadora principal del Libélula misión, le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
“Titán ofrece abundantes compuestos orgánicos complejos en la superficie de un mundo oceánico dominado por hielo de agua, lo que lo convierte en un destino ideal para estudiar la química prebiótica y documentar la habitabilidad de un entorno extraterrestre. Debido a que la atmósfera de Titán oscurece la superficie en muchas longitudes de onda, tenemos información limitada sobre los materiales que componen la superficie y cómo se procesan. Al realizar mediciones detalladas de la composición de la superficie en múltiples ubicaciones, Dragonfly revelará de qué está hecha la superficie y hasta qué punto la química prebiótica ha progresado en entornos que proporcionan ingredientes clave conocidos para la vida, identificando los componentes químicos disponibles y los procesos en el trabajo para producir biológicamente relevantes compuestos."
Adicionalmente, Libélula también usaría observaciones de teledetección para caracterizar la geología de los sitios de aterrizaje. Además de proporcionar contexto para las muestras, también permitiría estudios sísmicos para determinar la estructura del Titán y la presencia de actividad subsuperficial. Por último, si bien no menos importante, Libélula utilizaría sensores meteorológicos e instrumentos de teledetección para recopilar información sobre las condiciones atmosféricas y de superficie del planeta.
Si bien se han hecho múltiples propuestas para una misión de exploración robótica de Titán, la mayoría de ellas han tomado la forma de plataformas aéreas o una combinación de globo y módulo de aterrizaje. El Vehículo aéreo para el reconocimiento de titanes in situ y en el aire (AVIATR), una propuesta hecha en el pasado por Jason Barnes y un equipo de investigadores de la Universidad de Idaho, es un ejemplo de lo anterior.
En la última categoría, tiene conceptos como Titan Saturn System Mission (TSSM), un concepto que fue desarrollado conjuntamente por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA. El concepto del TSSM, un concepto de Misión insignia de planetas exteriores, constaba de tres elementos: un orbitador de la NASA, un módulo de aterrizaje diseñado por la ESA para explorar los lagos de Titán y un globo Montgolfiere diseñado por la ESA para explorar su atmósfera.
Lo que separa Libélula de estos y otros conceptos es su capacidad para realizar estudios aéreos y terrestres con una sola plataforma. Como explicó el Dr. Turtle:
"Dragonfly sería una misión in situ para realizar mediciones detalladas de la composición y las condiciones de la superficie de Titán para comprender la habitabilidad de este mundo oceánico rico en materia orgánica único. Propusimos un helicóptero para aprovechar la atmósfera densa y tranquila de Titán y su baja gravedad (que hacen que el vuelo sea más fácil en Titán que en la Tierra) para transmitir un conjunto de instrumentos capaces de un lugar a otro, de 10 a 100 kilómetros de distancia, para hacer mediciones en diferentes entornos geológicos. A diferencia de otros conceptos aéreos que se han considerado para la exploración de Titán (de los cuales ha habido varios), Dragonfly pasaría la mayor parte de su tiempo en la superficie realizando mediciones, antes de volar a otro sitio ".
LibélulaEl conjunto de instrumentos incluiría espectrómetros de masas para estudiar la composición de la superficie y la atmósfera; espectrómetros de rayos gamma, que medirían la composición del subsuelo (es decir, buscar evidencia de un océano interior); sensores de meteorología y geofísica, que medirían el viento, la presión atmosférica, la temperatura y la actividad sísmica; y un conjunto de cámaras para tomar fotos de la superficie.
Dada la densa atmósfera de Titán, las células solares no serían una opción efectiva para una misión robótica. Como tal, la Libélula dependería de un generador termoeléctrico de radioisótopos multimisión (MMRTG) para obtener energía, similar a lo que Curiosidad rover utiliza. Si bien las misiones robóticas que dependen de fuentes de energía nuclear no son exactamente baratas, sí permiten misiones que pueden durar años a la vez y realizar investigaciones invaluables (como Curiosidad ha mostrado).
Como Peter Bedini, Gerente del Programa en el Departamento Espacial de JHUAPL y Libélula gerente de proyecto - explicó, esto permitiría una misión a largo plazo con retornos significativos:
“Podríamos tomar un módulo de aterrizaje, ponerlo en Titán, tomar estas cuatro medidas en un solo lugar y aumentar significativamente nuestra comprensión de Titán y lunas similares. Sin embargo, podemos multiplicar el valor de la misión si agregamos movilidad aérea, lo que nos permitiría acceder a una variedad de entornos geológicos, maximizando el retorno de la ciencia y reduciendo el riesgo de la misión al superar o rodear obstáculos ".
Al final, una misión como Libélula podría investigar hasta qué punto la química prebiótica ha progresado en Titán. Este tipo de experimentos, donde los bloques de construcción orgánicos se combinan y se exponen a la energía para ver si surge la vida, no se pueden realizar en un laboratorio (principalmente debido a las escalas de tiempo involucradas). Como tal, los científicos esperan ver hasta qué punto han progresado las cosas en la superficie de Titán, donde las condiciones prebióticas han existido durante eones.
Además, los científicos también buscarán firmas químicas que indiquen la presencia de agua y / o vida basada en hidrocarburos. En el pasado, se especuló que la vida podría existir dentro del interior de Titán, y que las formas de vida metanogénicas exóticas podrían incluso existir en su superficie. Encontrar evidencia de tal vida desafiaría nuestras nociones de dónde puede surgir la vida y mejoraría en gran medida la búsqueda de vida dentro del Sistema Solar y más allá.
Como indicó el Dr. Turtle, la selección de la misión llegará pronto, y si el Libélula La misión que se enviará a Titán debe decidirse dentro de unos años:
"A finales de este otoño, la NASA seleccionará algunas de las misiones propuestas de Nuevas Fronteras para seguir trabajando en los Estudios de Concepto de Fase A", dijo. “Esos estudios se ejecutarían durante la mayor parte de 2018, seguidos de otra ronda de revisión. Y la selección final de una misión de vuelo sería a mediados de 2019 ... Las misiones propuestas para esta ronda del Programa Nuevas Fronteras se lanzarían antes de fines de 2025 ".
Y asegúrese de ver este video de un posible Libélula misión, cortesía de JHUAPL:
