Миссия Dragonfly на Титан анонсирует большие научные цели

Среди множества лун нашей Солнечной системы Титан Сатурна выделяется -- это единственная луна с существенной атмосферой и жидкостью на поверхности. У него даже есть такая погодная система, как у Земли, хотя вместо воды дожди идут из метана. Может быть, что на нем тоже есть какая-то жизнь?

Об этом рассказывают в Корнелльском университете.

Миссия NASA "Dragonfly", в рамках которой в середине 2030-х годов на поверхность Титана будет направлен ротационный перемещаемый аппарат, станет первой миссией по исследованию поверхности Титана, и она имеет большие цели.

19 июля научная группа Dragonfly опубликовала в The Planetary Science Journal статью "Научные цели и задачи для ротационного перемещаемого аппарата Dragonfly на Титане". Ведущий автор работы – Джейсон Барнс, заместитель главного исследователя проекта Dragonfly и профессор физики Университета Айдахо.

Цели Dragonfly включают поиск химических биосигнатур; исследование активного цикла метана на луне; и изучения пребиотической химии, которая сейчас есть в атмосфере Титана и на его поверхности.

Dragonfly на Титане в представлении художника. Johns Hopkins/APL

"Титан представляет собой утопию для исследователей", - сказал соавтор Алекс Хейс, доцент кафедры астрономии в Колледже искусств и наук и соиследователь проекта Dragonfly. "Вопросы науки, которые мы имеем насчет Титана, очень широкие, потому что мы еще мало знаем о том, что происходит на поверхности. На каждый вопрос, на который мы ответили в ходе исследования Титана с орбиты Сатурна во время миссии Кассини, мы получили 10 новых."

Несмотря на то, что Кассини вращается вокруг Сатурна уже в течение 13 лет, плотная метановая атмосфера Титана делает невозможной надежную идентификацию материалов на его поверхности. Хотя радар Кассини позволил ученым проникнуть в атмосферу и выявить похожие на Землю морфологические структуры, включая дюны, озера и горы, но данные не смогли определить их состав.

"На самом деле, на момент запуска Кассини мы даже не знали, что поверхность Титана – это глобальный жидкий океан из метана и этана, или твердая поверхность из водяного льда и твердой органики", - сказал Хейс, который также является директором Корнелльского центра астрофизики и планетарных наук и Центра планетарных визуализаций от космических аппаратов.

Зонд Гюйгенс, который приземлился на Титане в 2005 году, был разработан как для плавания в метановом/етановому мор, так и для приземления на твердой поверхности. Его научные эксперименты были преимущественно атмосферными, так как не было уверенности, что он переживет посадку. Dragonfly станет первой миссией по исследованию поверхности Титана и определения детального состава его богатой на органику поверхности.

"Что меня так захватывает, так это то, что мы сделали прогнозы о том, что происходит в локальном масштабе на поверхности, и о том, как Титан работает как система, - говорит Хейс, - а изображения и измерения Dragonfly покажут нам, насколько они правильные или ошибочные."

Хейс работает над Титаном почти всю свою карьеру. Он особенно хочет ответить на вопросы, поставленные Кассини в сфере своей специализации: процессы на планетарной поверхности и взаимодействия поверхность-атмосфера.

"Мои основные научные интересы связаны с пониманием Титана как сложного мира, похожего на Землю, и попыткой понять процессы, которые управляют его эволюцией", - сказал он. "Это включает все – от взаимодействия цикла метана с поверхностью и атмосферой, до маршрутизации материала по всей поверхности и потенциального обмена с внутренней частью."

Dragonfly на Титане в представлении художника. Johns Hopkins/APL

Хейс также внесет значительный опыт в еще одну сферу: эксплуатационный опыт от миссий роверов на Марс.

"Миссия Dragonfly использует преимущества и представляет собой пересечение значительной истории Корнелла в операционном управлении марсоходами и научными работами по Кассини", - говорит Хейс. "Она [миссия Dragonfly] объединяет эти две вещи для исследования Титана с помощью перемещаемого аппарата."

В данное время астрономы Корнелла участвуют в миссиях Научная лаборатория Марса и Марс-2020, а также возглавляют миссию Роверы експлорации Марса. По словам Хейса, уроки, полученные от этих марсоходов, переносятся на Титан.

Dragonfly потратит целый титанический день (эквивалентен 16 земным дням) в одном месте на проведение научных экспериментов и наблюдений, а затем перелетит на новое место. Научной группе нужно будет принимать решение о том, что космический аппарат будет делать дальше, исходя из уроков, полученных из предыдущего расположения – "именно это делали марсоходы в течение десятилетий", - сказал Хейс.

Слабая гравитация Титана (около одной седьмой земной) и густая атмосфера (в четыре раза плотнее земной) делают его идеальным местом для летательных аппаратов. Его относительно тихая атмосфера, с более слабыми ветрами, чем на Земле, делают его еще лучшим. И хотя научная группа не ожидает дождя во время полетов Dragonfly, Хейс отметил, что пока никто не знает погодных условий на Титане в местных масштабах.

Много из научных вопросов, изложенных в докладе группы, касаются пребиотической химии – отрасли, которая очень интересует Хейса. Многие из пребиотических химических соединений, образовавшихся на ранней Земле, также образованы в атмосфере Титана, и Хейс стремится увидеть, насколько далеко зашел Титан в развитии пребиотической химии. Атмосфера Титана может быть хорошим аналогом того, что происходило на ранней Земле.

Поиск химических биосигнатур для Dragonfly также будет широкомасштабным. В дополнение к изучению жизнепригодности Титана в целом, будут исследоваться потенциальные химические биосигнатуры, прошлые или настоящие, от жизни на водной основе до той, которая может использовать жидкие углеводороды в качестве растворителя, например в озерах, морях или подповерхностных резервуарах.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.