Glavni AstronomijaTitan zrel za invazijo na drone

Titan zrel za invazijo na drone

Astronomija : Titan zrel za invazijo na drone

Titan je s svojo gosto in atmosfero bogato atmosfero že desetletja predmet zanimanja. In z uspehom misije Cassini-Huygens, ki je začela raziskovati Saturn in njegov sistem lune leta 2004, je na mizi veliko predlogov za nadaljnje misije, ki bi v večji globini raziskale površino Titana in njegovih metanskih morij .

Izzivi, ki jih to predstavlja, so privedli do nekaterih precej novih idej, od balonov in kopenskih letal do plavajočih brezpilotnih letal in podmornic. Toda predlog za "zmajčka" brezpilotnega letala raziskovalcev iz Nasinega JHUAPL se zdi še posebej pustolovski. Ta osemkratni brezpilotni letalec bi bil sposoben vertikalnega vzletanja in pristajanja (VTOL), kar bi mu v naslednjih desetletjih omogočilo raziskovanje ozračja in površine Titana.

Koncept misije je predlagala znanstvena skupina, ki jo je vodila Elizabeth Turtle, planetarna znanstvenica iz Nasinega laboratorija za uporabno fiziko iz univerze Johns Hopkins (JHUAPL). Še februarja je bil koncept predstavljen na delavnici "Planetarne znanstvene vizije 2050" - ki je potekala na Nasinovem sedežu v ​​Washingtonu, DC - in spet konec marca na 48. konferenci o lunarni in planetarni znanosti v Woodlandsu v Teksasu.

ASA-jevo vesoljsko plovilo Cassini gleda proti nočni strani največje lune Saturna in vidi sončno svetlobo, ki se širi po obodu Titanove atmosfere in tvori barvni obroč.
Zasluge: NASA / JPL-Caltech / Vesoljski inštitut

Takšna misija, kot je Turtle pojasnila Univerzi danes prek e-pošte, je hkrati pravočasna in nujna. Ne samo, da bi gradil na številnih najnovejših dogodkih robotskih raziskovalcev (na primer roverja Curiosity in orbita Cassinija ); na Titanu pa priložnosti za znanstveno raziskovanje preprosto ne manjka. Kot je povedala:

"Titan je ocean oceana z edinstvenim zasukom, ki je bogata in zapletena organska kemija, ki se pojavlja v njeni atmosferi in na njeni površini. Zaradi te kombinacije je Titan še posebej dober cilj za preučevanje planetarne bivalnosti. Eno izmed velikih vprašanj v zvezi z razvojem življenja je, kako so kemijske interakcije pripeljale do bioloških procesov. Titan že milijone let izvaja eksperimente v prebiotični kemiji - časovne lestvice, ki jih je v laboratoriju nemogoče reproducirati, in rezultate teh poskusov je treba zbrati. "

Njihov predlog deloma temelji na predhodnih desetletnih raziskovanjih, kot je delovna skupina za strategijo kampanje (CSWG) o prebiotični kemiji v zunanjem sončnem sistemu. Ta raziskava je poudarila, da bi bilo mobilno letalstvo (tj. Zračna ladja ali balon) zelo primerno za raziskovanje Titana. Titan ni edino znano telo razen Zemlje, ki ima gosto, z dušikom bogato ozračje - štirikrat gosto kot Zemljino - ampak tudi njegova gravitacija je približno 1/7 mesta Zemlje.

Vendar baloni in zračne ladje ne bi mogli preučevati Titanovih metanskih jezer, ki so ena najbolj zanimivih risb, kar zadeva raziskave prebiotične kemije. Še več, letalsko vozilo ne bi moglo opraviti in situ kemijske analize površine, podobno kot to počnejo Mars Mars Exploration Rovers ( Spirit, priložnost in radovednost) na Marsu.

Umetnikov koncept štirikolesnika Titan Aerial Daughter in njegovega balona "Mothership". Zasluge: NASA / STMD

Turtle in njeni sodelavci so zato začeli iskati predlog, ki bi predstavljal najboljše iz obeh svetov - tj. Zračno ploščad in pristajalnik. To je bila geneza koncepta Dragonfly.

"Raziskovanih je bilo več različnih metod zračnega raziskovanja Titana na kraju samem (helikopterji, različne vrste balonov, letala), " je povedal Turtle. „Dragonfly izkoristi nedavne razvojne dosežke v letalih z več rotorji in tako zagotavlja letalsko mobilnost za zemljo, ki ima prefinjeno koristno obremenitev. Ker bi Dragonfly lahko potoval na velike razdalje - nekaj deset kilometrov naenkrat in do nekaj sto kilometrov med misijo -, bi bilo mogoče meriti na več mestih z zelo različnimi geološkimi zgodovinami. "

Naloga je tudi v skladu s koncepti, ki jih Turtle in njeni sodelavci - med njimi Ralph Lorenz (prav tako JHUAPL), Melissa trener iz vesoljskega letališkega centra Goddard in Jason Barnes z univerze v Idahu - že leta raziskujejo. V preteklosti so predlagali koncept misije, ki bi združil balon v slogu Montgolfière in spuščanje, podobno Pathfinderju. Medtem ko bi balon raziskal Titan z majhne višine, bi zemeljski pes raziskoval površino od blizu.

Do 48. konference o lunarni in planetarni znanosti so uradno predstavili svoj koncept "kačji pastir", ki je pozval k voditelju qaudcopterja za izvajanje letalskih in površinskih študij. To štiromotorno vozilo bi lahko trdilo, da bo lahko izkoristilo Titanovo debelo atmosfero in nizko težo za pridobivanje vzorcev in določanje površinske sestave v več geoloških okoljih.

Umetnikov koncept kačji pastir se napoti na Titan in začne svojo raziskovalno misijo. Zasluge: APL / Michael Carroll

Zmaj v svoji zadnji iteraciji vključuje osem rotorjev (dva, nameščena na vsakem od svojih štirih vogalov), da doseže in vzdržuje polet. Podobno kot Curiosity in prihajajoči roverji Mars 2020 bi Dragonfly poganjal multimission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG). Ta sistem uporablja toploto, ki nastaja s propadanjem plutonija-238, za pridobivanje električne energije in lahko še leta ohranja robotsko misijo.

Kot pravi Turtle, bi ta zasnova znanstvenikom nudila idealno in-situ platformo za preučevanje Titanovega okolja:

"Dragonfly bi lahko meril kompozicijske podrobnosti različnih površinskih materialov, kar bi pokazalo, kako daleč je v različnih okoljih napredovala organska kemija. Te meritve bi lahko razkrile tudi kemične znake življenja na vodi (kot je to na Zemlji) ali celo življenje na ogljikovodiku, če bi na Titanu obstajala katera koli. Dragonfly bi preučil tudi Titonovo atmosfero, površino in podlago, da bi razumel trenutno geološko delovanje, kako se materiali prevažajo in možnost izmenjave organskega materiala med površjem in notranjim vodnim oceanom. "

Ta koncept vključuje veliko nedavnega napredka tehnologije, ki vključuje sodobno nadzorno elektroniko in napredek v komercialnih modelih brezpilotnih letal (UAV). Poleg tega bi Dragonfly odnesel retroaktive s kemično napajanjem in se lahko med poletoma vključil, kar bi ji dalo precej daljšo življenjsko dobo.

Umetnik vtis pogleda s površine Titana, ki gleda čez eno od njegovih metanskih morij. Zasluge: NASA

In zdaj je pravi čas, pravi Turtle, ker lahko gradimo na tem, kar smo se naučili iz misije Cassini-Huygens narediti naslednje korake pri raziskovanju Titana.

Trenutno NASA s Jet Propulsion Laboratory razvija podoben koncept. Znan kot Mars Helicopter Scout, za uporabo na Marsu pa naj bi se ta letalna brezpilotna letala izstrelila na krovu misije Mars 2020 . V tem primeru oblikovanje zahteva dva koaksialna protit vrteča se rotorja, ki bi v Mars tanki atmosferi zagotovila najboljše razmerje med potiskom in maso.

Tovrstna platforma VTOL bi lahko postala temelj v prihodnjih desetletjih, kamor se zahtevajo dolgoročne misije, v katerih sodelujejo telesa z atmosfero. Med Marsom in Titanom bi lahko takšni letalni brezpilotni letali skočili z enega območja na drugo, pri čemer bodo pridobili vzorce za analizo in situ in združili površinske študije z atmosferskimi odčitki na različnih višinah, da bi dobili bolj popolno sliko planeta.

Nadaljnje branje: USRA, LPI, Vesolje

Kategorija:
12. obletnica Apolona se je v kraterju Martian praznovala, saj je priložnost v prihodnosti
Kakšne so možnosti, da Muskov vesoljski Tesla pade v Venero ali na Zemljo?