Vào cuối những năm 1970 và đầu thập niên 80, các nhà khoa học đã có cái nhìn chi tiết đầu tiên về Titan mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ. Nhờ sự Tiên phong 11 thăm dò, sau đó được theo sau bởi Hành trình 1 và2 nhiệm vụ, người dân Trái đất được coi là hình ảnh và bài đọc về mặt trăng bí ẩn này. Những gì chúng tiết lộ là một vệ tinh lạnh tuy nhiên có bầu không khí dày đặc, giàu nitơ.
Nhờ sự Cassini-Huygens Nhiệm vụ, đến Titan vào tháng 7 năm 2004 và sẽ kết thúc nhiệm vụ vào ngày 15 tháng 9, những bí ẩn của mặt trăng này chỉ còn sâu sắc. Do đó, tại sao NASA hy vọng sẽ gửi thêm các nhiệm vụ tới đó trong tương lai gần, như con chuồn chuồn Ý tưởng. Nghề này là công việc của Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học John Hopkins (JHUAPL), mà họ vừa gửi một đề xuất chính thức cho.
Bản chất, con chuồn chuồn sẽ là một nhiệm vụ cấp Frontiers mới sử dụng thiết lập quad-quad quad để di chuyển. Điều này sẽ cho phép cất cánh và hạ cánh thẳng đứng (VTOL), đảm bảo rằng chiếc xe sẽ có khả năng khám phá bầu khí quyển Titan Titan và tiến hành khoa học trên bề mặt. Và tất nhiên, nó cũng sẽ điều tra các hồ methane Titan Titan để xem loại hóa học nào đang diễn ra bên trong chúng.
Mục tiêu của tất cả những điều này sẽ là làm sáng tỏ môi trường bí ẩn Titan, nơi không chỉ có chu trình metan tương tự như chu trình nước của Trái đất, mà còn rất giàu hóa học prebiotic và hữu cơ. Nói tóm lại, Titan là một thế giới đại dương của người Hồi giáo, thuộc hệ Mặt trời của chúng ta - cùng với các mặt trăng sao Mộc Europa và Ganymede và mặt trăng Saturn của Enceladus - có thể chứa tất cả các thành phần cần thiết cho sự sống.
Hơn nữa, các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng mặt trăng được bao phủ trong các lớp vật chất hữu cơ phong phú đang trải qua các quá trình hóa học, những thứ có thể tương tự như các quá trình diễn ra trên Trái đất hàng tỷ năm trước. Bởi vì điều này, các nhà khoa học đã xem Titan như một loại phòng thí nghiệm hành tinh, nơi các phản ứng hóa học có thể dẫn đến sự sống trên Trái đất có thể được nghiên cứu.
Là Elizabeth Rùa, một nhà khoa học hành tinh tại JHUAPL và là nhà điều tra chính cho con chuồn chuồn Nhiệm vụ, nói với Tạp chí Không gian qua email:
Titan Titan cung cấp các chất hữu cơ phức tạp dồi dào trên bề mặt của một thế giới đại dương thống trị nước, làm cho nó trở thành một điểm đến lý tưởng để nghiên cứu hóa học tiền sinh học và ghi lại khả năng cư trú của môi trường ngoài trái đất. Do bầu khí quyển Titan, che khuất bề mặt ở nhiều bước sóng, chúng tôi đã giới hạn thông tin về các vật liệu tạo nên bề mặt và cách chúng xử lý. Bằng cách thực hiện các phép đo thành phần bề mặt chi tiết ở nhiều vị trí, Dragonfly sẽ tiết lộ bề mặt được tạo ra từ đâu và hóa học prebiotic đã tiến triển đến đâu trong môi trường cung cấp các thành phần quan trọng đã biết cho sự sống, xác định các khối xây dựng hóa học có sẵn và xử lý để tạo ra liên quan đến sinh học Các hợp chất."
Ngoài ra, con chuồn chuồn cũng sẽ sử dụng các quan sát viễn thám để mô tả đặc điểm địa chất của các địa điểm hạ cánh. Ngoài việc cung cấp bối cảnh cho các mẫu, nó cũng sẽ cho phép các nghiên cứu địa chấn xác định cấu trúc của Titan và sự hiện diện của hoạt động dưới bề mặt. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, con chuồn chuồn sẽ sử dụng các cảm biến khí tượng và các thiết bị viễn thám để thu thập thông tin về các điều kiện khí quyển và bề mặt của hành tinh.
Trong khi nhiều đề xuất đã được đưa ra cho một nhiệm vụ thám hiểm robot của Titan, hầu hết trong số chúng đã ở dạng một nền tảng trên không hoặc một khinh khí cầu kết hợp và một tàu đổ bộ. Phương tiện bay trên không cho trinh sát Titan tại chỗ và trên không (AVIATR), một đề xuất trong quá khứ của Jason Barnes và một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Idaho, là một ví dụ trước đây.
Trong loại thứ hai, bạn có các khái niệm như Titan Saturn System Mission (TSSM), một khái niệm đang được Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và NASA cùng phát triển. Một khái niệm Nhiệm vụ hàng đầu của các hành tinh bên ngoài, thiết kế của TSSM bao gồm ba yếu tố - một quỹ đạo của NASA, một tàu đổ bộ do ESA thiết kế để khám phá các hồ Titan Titan và khinh khí cầu Montgolfiere do ESA thiết kế để khám phá bầu khí quyển của nó.
Những gì tách biệt con chuồn chuồn từ những khái niệm này và các khái niệm khác là khả năng thực hiện các nghiên cứu trên không và trên mặt đất với một nền tảng duy nhất. Như Tiến sĩ Rùa đã giải thích:
Dragon Dragonfly sẽ là một nhiệm vụ tại chỗ để thực hiện các phép đo chi tiết về thành phần và điều kiện bề mặt Titan Titan để hiểu được khả năng cư trú của thế giới đại dương giàu hữu cơ độc đáo này. Chúng tôi đã đề xuất một tàu cánh quạt để tận dụng bầu không khí dày đặc, yên tĩnh và trọng lực thấp của Titan (giúp cho việc bay trên Titan dễ dàng hơn trên Trái đất) để chuyển một bộ dụng cụ có khả năng từ nơi này sang nơi khác - cách nhau 10 đến 100 km - để thực hiện đo lường trong các thiết lập địa chất khác nhau. Không giống như các khái niệm trên không khác đã được xem xét để thăm dò Titan (trong đó đã có một số), Dragonfly sẽ dành phần lớn thời gian trên bề mặt để thực hiện các phép đo, trước khi bay đến một địa điểm khác.
con chuồn chuồnBộ dụng cụ sẽ bao gồm máy quang phổ khối để nghiên cứu thành phần của bề mặt và khí quyển; máy quang phổ tia gamma, sẽ đo thành phần của bề mặt dưới mặt đất (tức là tìm kiếm bằng chứng của một đại dương bên trong); cảm biến khí tượng và địa vật lý, sẽ đo gió, áp suất khí quyển, nhiệt độ và hoạt động địa chấn; và một bộ máy ảnh để chụp ảnh bề mặt.
Với bầu không khí dày đặc Titan Titan, pin mặt trời sẽ không phải là một lựa chọn hiệu quả cho một nhiệm vụ robot. Do đó, Dragonfly sẽ dựa vào Máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ đa nhiệm vụ (MMRTG) để lấy năng lượng, tương tự như những gì Tò mò sử dụng rover. Mặc dù các nhiệm vụ robot dựa vào nguồn năng lượng hạt nhân không thực sự rẻ, nhưng chúng cho phép các nhiệm vụ có thể tồn tại trong nhiều năm và thực hiện nghiên cứu vô giá (như Tò mò đã cho thấy).
Như Peter Bedini - Giám đốc chương trình tại Cục không gian JHUAPL và Chuồn chuồn quản lý dự án - giải thích, điều này sẽ cho phép thực hiện một nhiệm vụ dài hạn với lợi nhuận đáng kể:
Chúng ta có thể lấy một tàu đổ bộ, đặt nó lên Titan, thực hiện bốn phép đo này tại một nơi và tăng đáng kể sự hiểu biết của chúng ta về Titan và các mặt trăng tương tự. Tuy nhiên, chúng tôi có thể nhân giá trị của nhiệm vụ nếu chúng tôi thêm tính cơ động trên không, điều này cho phép chúng tôi truy cập vào nhiều cài đặt địa chất khác nhau, tối đa hóa lợi nhuận khoa học và giảm rủi ro nhiệm vụ bằng cách đi qua hoặc xung quanh chướng ngại vật.
Cuối cùng, một nhiệm vụ như con chuồn chuồn sẽ có thể điều tra hóa học prebiotic đã tiến xa đến mức nào trên Titan. Những loại thí nghiệm này, trong đó các khối xây dựng hữu cơ được kết hợp và tiếp xúc với năng lượng để xem nếu sự sống xuất hiện, không thể được thực hiện trong phòng thí nghiệm (chủ yếu là do thời gian liên quan). Do đó, các nhà khoa học hy vọng sẽ thấy mọi thứ đã tiến triển đến mức nào trên bề mặt Titan, nơi có các điều kiện tiền sinh học cho các eons.
Ngoài ra, các nhà khoa học cũng sẽ tìm kiếm các chữ ký hóa học cho thấy sự hiện diện của nước và / hoặc hydrocarbon dựa trên cuộc sống. Trước đây, người ta đã suy đoán rằng sự sống có thể tồn tại trong nội địa Titan, và những dạng sống siêu hình kỳ lạ thậm chí có thể tồn tại trên bề mặt của nó. Tìm kiếm bằng chứng về cuộc sống như vậy sẽ thách thức các quan niệm của chúng ta về nơi mà sự sống có thể xuất hiện, và tăng cường đáng kể việc tìm kiếm sự sống trong Hệ Mặt Trời và hơn thế nữa.
Như Tiến sĩ Rùa đã chỉ ra, việc lựa chọn nhiệm vụ sẽ đến sớm, và liệu có hay không con chuồn chuồn nhiệm vụ sẽ được gửi tới Titan nên được quyết định chỉ sau vài năm nữa:
Sau đó vào mùa thu này, NASA sẽ chọn một vài trong số các nhiệm vụ được đề xuất cho Frontiersiers để tiếp tục thực hiện trong Nghiên cứu Khái niệm Giai đoạn A, cô nói. Những nghiên cứu đó sẽ được thực hiện trong hầu hết năm 2018, sau đó là một vòng đánh giá khác. Và lựa chọn cuối cùng của một nhiệm vụ bay sẽ là vào giữa năm 2019, các nhiệm vụ được đề xuất cho vòng này của Chương trình Biên giới mới sẽ được lên kế hoạch để khởi động trước cuối năm 2025.
Và hãy chắc chắn kiểm tra video này có thể con chuồn chuồn nhiệm vụ, lịch sự của JHUAPL:
