Завдяки своїй щільній та насиченій вуглеводнями атмосфері, Титан вже багато десятиліть викликає інтерес. І з успіхом Кассіні-Гюйгенс Місія, яка почала досліджувати Сатурн та його систему супутників ще в 2004 році, на столі є багато пропозицій щодо подальших місій, які б більш глибоко досліджували поверхню Титану та його метанових морів.
Проблеми, які постає перед цим, призвели до деяких досить нових ідей, починаючи від повітряних кульок і десантників до плаваючих безпілотників і підводних човнів. Але пропозиція щодо "Дракони" безпілотника дослідників з НАСА в JHUAPL виглядає особливо авантюрно. Цей восьмилопатовий безпілотник зможе здійснити вертикальний зліт і посадку (VTOL), що дозволить досліджувати як атмосферу, так і поверхню Титану в найближчі десятиліття.
Концепція місії була запропонована науковою командою під керівництвом Елізабет Тертл, планетарного вченого з НАСА з лабораторії прикладної фізики Університету Джона Хопкінса (JHUAPL). Ще в лютому концепція була представлена на "семінарі" Планетарне наукове бачення 2050 "- який відбувся в штаб-квартирі НАСА у Вашингтоні, округ Колумбія, - і знову в кінці березня на 48-й конференції з питань місячних і планетарних наук у Вудлендс, Техас.
Така місія, як пояснила Черепаха для Space Magazine електронною поштою, є і своєчасною, і необхідною. Мало того, що це базуватиметься на багатьох останніх розробках роботи-дослідників (таких як Цікавий ровер і Орбіталь Кассіні); але на Титані можливостей для наукових досліджень просто не бракує. Як вона сказала:
"Титан - океанський світ з унікальним поворотом, який є багатою і складною органічною хімією, що відбувається в його атмосфері і на його поверхні. Це поєднання робить Титан особливо хорошою мішенню для вивчення планетарної придатності. Одне з великих питань розвитку життя - це те, як хімічні взаємодії призводили до біологічних процесів. Титан протягом мільйонів років проводить експерименти в хімії пребіотиків - часові шкали, які неможливо відтворити в лабораторії, - і результати цих експериментів є для того, щоб їх зібрати ".
Їх пропозиція частково базується на попередніх десятирічних обстеженнях, таких як Робоча група зі стратегії кампанії (CSWG) з питань пребіотичної хімії у зовнішній Сонячній системі. У цьому опитуванні було підкреслено, що мобільний повітряний апарат (тобто дирижабль або повітряна куля) цілком підходить для вивчення Титану. Титан - не єдине відоме тіло, окрім Землі, яке має щільну атмосферу, багату азотом - у чотири рази щільнішу, ніж Земля, - але сила тяжіння також приблизно на 1/7 площі Землі.
Однак повітряні кулі та дирижаблі не зможуть вивчити метанові озера Титану, які є однією з найбільш захоплюючих креслень, що стосується досліджень пребіотичної хімії. Більше того, повітряний апарат не зможе провести на місці хімічний аналіз поверхні, як на Марсових дослідницьких роверах (Дух, можливість і Цікавість) робили на Марсі.
Таким чином, Черепаха та її колеги почали шукати пропозицію, яка представляла б найкраще з обох світів - тобто аеромобільну платформу та десант. У цьому полягала генеза концепції «Стрекоза».
"Розглянуто кілька різних методів для повітряних розвідок Титана на місцях (вертольоти, різні види повітряних кульок, літаки)", - сказала Черепаха. «Dragonfly використовує нещодавні розробки в багатороторних літальних апаратах, щоб забезпечити повітряну мобільність для наземного транспорту зі складним корисним навантаженням. Оскільки Стрекоза змогла б проїхати великі відстані - кілька десятків кілометрів одночасно і до декількох сотень кілометрів за час місії - можна було б зробити вимірювання на кількох ділянках із дуже різною геологічною історією ».
Місія також узгоджується з концепціями, які Черепаха та її колеги - серед яких Ральф Лоренц (також JHUAPL), тренер Мелісси з центру космічних польотів Годдарда та Джейсон Барнс з Університету штату Айдахо - роками досліджували. Раніше вони пропонували концепцію місії, яка поєднала б повітряну кулю в стилі Монгольфьєр із посадкою, схожою на Pathfinder. У той час як повітряна куля буде досліджувати Титан з невеликої висоти, земля буде досліджувати поверхню впритул.
До 48-ї конференції з питань місячних і планетарних наук вони офіційно оприлюднили свою концепцію «Стрекоза», яка закликала qaudcopter провести як повітряні, так і поверхневі дослідження. Стверджувалося, що цей чотирироторний автомобіль зможе скористатися густою атмосферою і низькою вагою Титану для отримання зразків та визначення складу поверхні в багатьох геологічних умовах.
В останній ітерації Dragonfly включає в себе вісім роторів (два розташовані в кожному з чотирьох кутів) для досягнення та підтримки польоту. Наче подібне Цікавість і майбутні Марс 2020 Ровери, Dragonfly буде живитись від багатомісійного радіоізотопного термоелектричного генератора (MMRTG). Ця система використовує тепло, що утворюється внаслідок розпаду плутонію-238 для отримання електроенергії, і може тримати робочу місію протягом багатьох років.
Ця конструкція, за словами Черепахи, запропонувала б вченим ідеальну платформу in situ для вивчення навколишнього середовища Титану:
«Стрекоза змогла б виміряти композиційні деталі різних поверхневих матеріалів, які б показали, наскільки прогресувала органічна хімія в різних середовищах. Ці вимірювання також могли б виявити хімічні ознаки життя на водній основі (як, наприклад, на Землі) або навіть життя на основі вуглеводнів, якщо вони були б на Титані. Стрекоза також вивчила би атмосферу, поверхню та підповерхню Титану, щоб зрозуміти поточну геологічну активність, спосіб транспортування матеріалів та можливість обміну органічного матеріалу між поверхнею та внутрішнім водним океаном ».
Ця концепція включає в себе багато останніх досягнень технології, які включають сучасну керуючу електроніку та досягнення комерційних конструкцій безпілотного літального апарату (БПЛА). На додаток до цього, Dragonfly знищить хімічні ретророкети та могло б увімкнути роботу між польотами, надаючи їй потенційно набагато довший термін експлуатації.
«І ось ідеальний час, - каже Черепаха, - тому що ми можемо спиратися на те, що ми дізналися з місії Кассіні-Гюйгенса, щоб зробити наступні кроки в розвідці Титану».
В даний час лабораторія реактивного руху НАСА розробляє подібну концепцію. Відомий як Марс-вертоліт "Розвідник", для використання на Марсі цей повітряний безпілотник буде запущений на борт Марс 2020 місія. У цьому випадку конструкція вимагає двох коаксіальних протиповоротних роторів, які забезпечили б найкраще співвідношення тяги до ваги в тонкій атмосфері Марса.
Така платформа VTOL може стати опорою в найближчі десятиліття, де не вимагаються довгострокові місії, в яких беруть участь тіла, що мають атмосферу. Між Марсом і Титаном такі повітряні безпілотники могли переходити з однієї області в іншу, отримуючи зразки для аналізу in situ і поєднуючи поверхневі дослідження з атмосферними показаннями на різних висотах, щоб отримати більш повне уявлення про планету.
