Місія Dragonfly на Титан анонсує великі наукові цілі

Серед безлічі супутників нашої Сонячної системи Титан Сатурна виділяється -- це єдиний супутник з істотною атмосферою та рідиною на поверхні. У нього навіть є така погодна система, як у Землі, хоча замість води дощі йдуть з метану. Чи може бути, що на ньому теж є якесь життя?

Про це розповідають у Корнелльському університеті.

Місія NASA "Dragonfly", у рамках якої у середині 2030-х років на поверхню Титана буде направлено ротаційний апарат зі здатністю переміщуватися, стане першою місією з дослідження поверхні Титана, і вона має великі цілі.

19 липня наукова група Dragonfly опублікувала у The Planetary Science Journal статтю "Наукові цілі та завдання для ротаційного апарату зі здатністю переміщуватися Dragonfly на Титані". Провідний автор роботи – Джейсон Барнс, заступник головного дослідника проєкту Dragonfly та професор фізики Університету Айдахо.

Цілі Dragonfly включають пошук хімічних біосигнатур; дослідження активного циклу метану на супутнику; та вивчення пребіотичної хімії, яка зараз є в атмосфері Титана та на його поверхні.

Dragonfly на Титані в уявленні художника. Johns Hopkins/APL

"Титан являє собою утопію для дослідників", - сказав співавтор Алекс Хейс, доцент кафедри астрономії в Коледжі мистецтв і наук та співдослідник проєкту Dragonfly. "Питання науки, які ми маємо щодо Титана, дуже широкі, тому що ми ще мало знаємо про те, що насправді відбувається на поверхні. На кожне питання, на яке ми відповіли під час дослідження Титана з орбіти Сатурна під час місії Кассіні, ми отримали 10 нових."

Попри на те, що Кассіні обертається навколо Сатурна вже протягом 13 років, щільна метанова атмосфера Титана унеможливила надійну ідентифікацію матеріалів на його поверхні. Хоча радар Кассіні дозволив вченим проникнути в атмосферу і виявити схожі на Землю морфологічні структури, включаючи дюни, озера та гори, але дані не змогли визначити їх склад.

"Насправді, на момент запуску Кассіні ми навіть не знали, чи поверхня Титана – це глобальний рідкий океан з метану та етану, чи тверда поверхня з водяного льоду та твердої органіки", - сказав Хейс, який також є директором Корнелльського центру астрофізики та планетарних наук і Центру планетарних зображень від космічних апаратів.

Зонд Гюйгенс, який приземлився на Титані у 2005 році, був розроблений як для плавання у метановому/етановому морі, так і для приземлення на твердій поверхні. Його наукові експерименти були переважно атмосферними, тому що не було впевненості, що він переживе посадку. Dragonfly стане першою місією з дослідження поверхні Титана та визначення детального складу його багатої на органіку поверхні.

"Що мене так захоплює, так це те, що ми зробили прогнози стосовно того, що відбувається у локальному масштабі на поверхні, і про те, як Титан працює як система, - каже Хейс, - а зображення та виміри Dragonfly покажуть нам, наскільки вони правильні чи помилкові."

Хейс працює над Титаном майже всю свою кар′єру. Він особливо хоче відповісти на деякі питання, поставлені Кассіні у сфері своєї спеціалізації: процеси на планетарній поверхні та взаємодії поверхня-атмосфера.

"Мої основні наукові інтереси пов′язані із розумінням Титана як складного світу, схожого на Землю, і спробою зрозуміти процеси, які керують його еволюцією", - сказав він. "Це містить все – від взаємодії циклу метану з поверхнею та атмосферою, до маршрутизації матеріалу по всій поверхні та потенційного обміну зі внутрішньою частиною."

Dragonfly на Титані в уявленні художника. Johns Hopkins/APL

Хейс також внесе значний досвід у ще одну сферу: експлуатаційний досвід від місій роверів на Марс.

"Місія Dragonfly використовує переваги і являє собою перетин значної історії Корнелла в операційному управлінні марсоходами та науковими роботами з Кассіні", - каже Хейс. "Вона [місія Dragonfly] об′єднує ці дві речі для дослідження Титана за допомогою переміщуваного рухомого апарату."

У цей час астрономи Корнелла беруть участь у місіях Наукова лабораторія Марса та Марс-2020, а також очолюють місію Ровери експлорації Марсу. За словами Хейса, уроки, отримані від цих марсоходів, переносяться на Титан.

Dragonfly витратить цілий титанічний день (еквівалентно 16 земним дням) в одному місці на проведення наукових експериментів та спостережень, а потім полетить на нове місце. Науковій групі потрібно буде приймати рішення про те, що космічний апарат робитиме далі, виходячи з уроків, отриманих з попереднього розташування – "саме це робили марсоходи протягом десятиліть", - сказав Хейс.

Слабка гравітація Титана (близько однієї сьомої земної) та густа атмосфера (в чотири рази щільніше земної) роблять його ідеальним місцем для літальних апаратів. Його відносно тиха атмосфера, з більш слабкими вітрами, ніж на Землі, роблять його ще кращим. І хоча наукова група не очікує дощу під час польотів Dragonfly, Хейс зазначив, що поки ніхто не знає погодних умов на Титані у місцевих масштабах.

Багато наукових питань, викладених у доповіді групи, стосуються пребіотичної хімії – галузі, яка дуже цікавить Хейса. Багато з пребіотичних хімічних сполук, що утворилися на ранній Землі, також утворені в атмосфері Титана, і Хейс прагне побачити, наскільки далеко зайшов Титан у розвитку пребіотичної хімії. Атмосфера Титану може бути хорошим аналогом того, що відбувалося на ранній Землі.

Пошук хімічних біосигнатур для Dragonfly також буде широкомасштабним. На додаток до вивчення життєпридатності Титана в цілому, будуть досліджуватися потенційні хімічні біосигнатури, минулі чи теперішні, від життя на водній основі до тієї, яка може використовувати рідкі вуглеводні у якості розчинника, наприклад в озерах, морях або підповерхневих резервуарах.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.