Pošto smo nedavno videli misiju na Titan koja nikad neće poleteti, daj da vidimo jednu koja ima nekakve šanse. Ona će biti četvrta u Nasinoj porodici 'New Frontiers' koju čine 'New Horizons' (#1), 'Juno' (#2) i 'OSIRIS-REx' (#3), a ono što je čiini posebno zanimljivom, čak jedinstvenom, to je da se radi o helikopteru. Nosi naziv 'Dragonfly' a destinacija mu je – Titan.
Možda je samo nekoliko svetova u Sunčevom sistemu fascinantnije od Titana. More i jezera tekućeg metana i etana, složena organska jedinjenja, mogući kriovulkanizam, metanske kiša ... Evropska sonda 'Huygens' nam je 2005. godine dopustila da makar nakratko bacimo pogled kakva je površina ovog Saturnovog meseca. Ali i teletabisima je jasno da tako složeno telo zaslužuje detaljnija istraživanja. Srećom, misija je već na putu. 'Dragonfly' (vilin konjic) bi treblo da bude lansiran 2027, a taj nuklearni dron će poleteti nebom Titana sredinom 30-ih. 'Dragonfly' se zapravo može smatrati ekvivalentom Marsovog rovera, jer je mnogo lakše da se leti radi istraživanja Titana nego voziti po površini na točkovima. Sa atmosferom koja je 1,5 puta gušća od Zemljine i s gravitacijom od samo 1,4 m/s2 – tj. 83% površinskog gravitacionog ubrzanja Meseca, iako je Titan znatno veći od našeg satelita – letenje Titanom je jako lako. Naravno, nešto sasvim drugo je učiniti to potpuno automatski na gotovo 1500 miliona kilometara od Zemlje i uz temperaturu okoline od –180ºC.
'Dragonfly' usred dina na Titanu. Konkurent ovoj misiji je bila misija 'CAESAR' koja je trebala da donese uzorke sa komete 67P/Čurjumov-Gerasimenko.
Cilj 'Dragonflya' će biti da istraži Titan tokom 3,3 zemaljske godine, iako kad god se raspravlja o ovoj sond, mora da se počne s lošim vestima: Ne, 'Dragnfly' se neće približavati jezerima i morima Severnog pola. Zašto? Nije li to nešto poput odlaska u Pariz a ne proći pored Notr-Dama ili Ajfelove kule? Međutim, dva su vrlo važna razloga koja opravdavaju ovu odluku. Prvo je to da će, kad 'Dragonfly' sleti, na severnoj polutki satelita biti zima pa, prema tome, jezera neće biti osvetljena. Ne zaboravimo da je Saturnu potrebno 29 godina da napravi krug oko Sunca, tako da svako godišnje doba na Titanu traje 7,3 godine. Drugi, više tehnički razlog je taj što će sonda, da bi uštedela troškove, ući u atmosferu direktnom trajektorijom sa Zemlje. Ova odluka ozbiljno ograničava površinu Titana koja će biti dostupna sondi. Ali ne brinite, 'Dragonfly' će imati puno mesta za istraživanje. 'Dragonfly' će najpre da proučava najveća polja dina u Sunčevom sistemu. Treba znati da je značajan procenat površine Titana u blizini ekvatora prekriven dinama. Naravno, 'pesak' ovih dina ne sadrži silikate ili ostatke morskih životinja, već organske materije. Mogli bismo reći da su to 'plastične' dine.
Originalna trajektorija pre nego što je lansiranje pomereno za 2027. Sonda će morati da proleti jednom pored Venera i dvaput pored Zemlje da bi stigla do Saturna.
Ograničenja dostupne površine na koju će moći da sleti 'Dragonfly' a koja donosi direktan ulazak u atmosferu i limiti u osvetlenju i komunikaciji. Recimo, desno je deo Titana koji će biti u mraku i nevidljiv sa Zemlje, što znači nedostupan za komunikaciju. Dostupan za istraživanje je samo svetli prsten u sredini.
Atmosfera i površina Titana i stvari koje se dešavaju tamo.
Istina je da mi nemamo pojma kako detaljno izgleda površina Titana. Kora – a samim tim i stene – izgrađena je od vodenog leda, ali ne znamo kako se taj led kombinuje s organskim materijama na površini i onima ispod površine. Iako će da sleti daleko od jezera, 'Dragonfly' će moći da proučava metanski ciklus na Titanu i organske materije koje prekrivaju tlo ovog meseca (inače, tim misije nije posebno zabrinut zbog padavina metana, iako je planirano da dron može da sleti i u slučaju vrlo jakog pljuska). 'Dragonfly' će sleteti manje-više na istu lokaciju i na istoj geografskoj širini kao i 'Huygensova' sonda, ali će to učiniti u poljima ekvatorijalnih dina južno od kratera Selk, velikog kratera prečnika 90 km smješten na 7º severno i 199º zapadno.
Tokom svoje misije, sonda će morati da otputuje do kratera Selk kako bi ga istražila. Razlog putovanje ka ovom krateru je taj što će to biti savršena prilika da vidimo kako izgleda struktura ledene kore Titana ispitivanjem materijala iskopanog udarom koji je stvorio krater. Uz to, udar je morao da istopi vodu u kori, stvarajući zonu u kojoj su organske materije na površini bile u vezi sa tekućom vodom.
Mesto sletanja 'Dragonflya' u blizini kratera Selk.
Lokacija kratera Selk na mapi Titana na kojoj se vide polja peščanih dina.
Detalj dina na Titanu.
Geološka mapa Titana.
Sletna elipsa 'Dragonflya' Prikazan je mladi udarni krater Selk prečnika 90 km.
'Dragonfly' će ući u Titanovu atmosferu i nakon odvajanja od padobrana aktivirati svoja četiri para koaksijalnih rotora i koristiti optičke navigacione sisteme kako bi pronašao prikladno područje za spuštanje. Radioizotopski generator (MMRTG) će mu omogućiti da nezavisno od Sunca proizvodi električne energije i iskoristi višak toplote kako bi se sistemi održavali na optimalnoj temperaturi. 'Dragonflyove' operacije na Titanu će biti vrlo različite od onih koje izvode Marsovi roveri. Ne samo zbog veće udaljenosti i zbog toga kašnjenja u komunikaciji. Svaki dan na Titanu traje 16 zemaljskih dana, tako da će 'Dragonfly' uživati u 8 dana aktivnosti (~192 sata) praćenih sa 8 dana hibernacije u hladnoj titanskoj noći. Preko noći, sonda neće moći da komunicira sa Zemljom čak i da to želi, jer zona slijetanja neće biti vidljiva s naše planete ('Dragonfly' će koristiti antenu visokog pojačanja za direktnu komunikaciju sa Zemljom).
Krstareća konfiguracija i elementi 'Dragonflya'. Letiliuca će biti teška oko 450 kg. Očekuje se da će miisija koštati preko milijarde.
Dijagram EDL faze 'Dragonflya'. Čitav manevar će trajati samo 105 minuta.
To znači da su 3,3 godine primarne misije zapravo 'samo' 74 titanska dana, ili tsola. Za to vreme, tim misije se nada da će moći da prevali 180 kilometara i poseti između 25 i 30 različitih lokaciji. 'Dragonfly' će morati da izradi vlastitu kartu dok leti, jer 'Cassinijeve' radarske i infracrvene slike nisu dovoljno visoke rezolucije da bi znao šta ga čeka na putu. 'Dragonfly' će morati da leti kako bi pronašao sigurna ili zanimljiva područja za sletanje. Tada će, u trenutku kretanja prema jednoj od tih zona, morati da odleti malo dalje i potraži druga mesta za sletanje pre povratka i sletanja u prethodno odabranu zonu, strategija koju Marsov dron 'Ingenuity' koristi u svojim letovima. Međutim, 'Dragonfly' će leteti jednom u dva tsola, odnosno manje-više jedan let svakog zemaljskog meseca. Ili što je isto, sonda će većinu vremena provesti istražujući površinu.
Strategija odabira zone sletanja tokom svakog leta.
Instrumenti 'Dragonflya'
Elementi bušilice DrACO i spektrometra DraMS.
U tome će mu pomoći četiri instrumenta. Osim kamera, glavni instrumenti su maseni spektrometarDraMS (Dragonfly Mass Spectrometer) – izgrađen u saradnji s francuskim CNES-om, i bušilica DrACO(Dragonfly Acquisition of Complex Organics). DraMS je vrlo sličan instrumentu MOMA na roveru 'Rosalind Franklin' misije 'ExoMars 2022' i uključuje dve redundantne bušilice smeštene u prednjim nogarima stajnog trapa sposobne za bušenje i 'hilti' i rotacionim burgijama (poput burgija na 'Curiosityju' ili 'Perseveranceu'). Uzorci površine će se transportovati u DraMS nizom cevovoda, tako da je tim misije trenutno vrlo zauzet smišljajući način da materijal ne zapne bez obzira na viskoznost ili temperaturu. Zapravo, temperatura je vrlo važan faktor koji treba uzeti u obzir jer je toplotaa elektronike sonde dovoljna za otapanje regolita i kamenčića prikupljenih bušilicom (bilo bi nešto poput pokušaja analize Marsovih stena a da se one pre proučavanja istope i pretvore u bljuzgu). Iz tog razloga, sekcija za analizu uključuje 'hladnu zonu' povezanu s Titanovom atmosferom radi držanja uzoraka na spoljnjoj temperaturi. DraMS će, između ostalog, protražiti biomarkere u organskim materijama na Titanu i biće u stanju da prepozna postojanje složenih molekula koje pronađe, uslov za traženje tragova života.
Delovi 'Dragonflya'.
Letna i površinska konfiguracija robota.
'Dragonfly' je toliko neverovatno ambiciozna i uzbudljiva misija da boli pomisao da nam je ostalo još gotovo petnaest godina dok ne postigne svoj cilj. Ako i mi i ona poživi, svakako će se isplatiti.
Reference:
- Ralph D. Lorenz et al, Selection and Characteristics of the Dragonfly Landing Site near Selk Crater, Titan, 2021 Planet. Sci. J. 2 24.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
