Het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory heeft een voorstel ingediend bij NASA waarin een gedurfd missieconcept van de New Frontiers-klasse wordt geschetst dat gebruik zou maken van een geïnstrumenteerde, radio-isotoop-aangedreven dual-quadcopter om potentiële bewoonbare plaatsen te verkennen waar leven zou kunnen worden ontwikkeld op de grootste maan van Saturnus, Titan.

"Het lijkt vrij eenvoudig, " grapte Dragonfly-projectmanager Peter Bedini in een videopresentatie van het voorstel.

Het concept, genaamd Dragonfly, zou profiteren van de snelle vooruitgang die de afgelopen jaren is geboekt op het gebied van autonome luchtsystemen - ook wel de 'drone-revolutie' genoemd. Door de grotere betrouwbaarheid en capaciteit van deze systemen zou Dragonfly talloze vluchten kunnen maken, bewegen van de ene geologische omgeving naar de andere op het oppervlak van de maan.

Titan heeft diverse, koolstofrijke chemie op een oppervlak dat wordt gedomineerd door waterijs, evenals een innerlijke oceaan. Het is een van een aantal 'oceaanwerelden' in ons zonnestelsel die de ingrediënten voor leven bevatten, en het rijke organische materiaal dat de maan bedekt, ondergaat chemische processen die vergelijkbaar zijn met die op de vroege aarde. Dragonfly zou profiteren van Titan's dichte, vluchtbevorderende atmosfeer om meerdere locaties te bezoeken door op veilig terrein te landen, en navigeer vervolgens voorzichtig naar meer uitdagende landschappen.

"Dit is het soort experiment dat we niet in het laboratorium kunnen doen vanwege de tijdschalen die ermee gemoeid zijn, " zei Elizabeth Turtle van APL, hoofdonderzoeker van de Dragonfly-missie. "Vermenging van rijk, organische moleculen en vloeibaar water op het oppervlak van Titan zouden over zeer lange tijdschalen kunnen zijn blijven bestaan. Dragonfly is ontworpen om de resultaten van Titans experimenten in prebiotische chemie te bestuderen."

Met Titan's dichte atmosfeer en lage zwaartekracht, vliegen is aanzienlijk gemakkelijker dan op aarde, waardoor Dragonfly een zeer breed scala aan mogelijkheden heeft. Hoewel er genoeg zonlicht op het oppervlak van Titan is om te zien, er is niet genoeg om zonne-energie efficiënt te gebruiken, dus Dragonfly zou worden aangedreven door een multi-missie radio-isotopen thermo-elektrische generator, of MMRTG.

Op elke locatie, Dragonfly zou het oppervlak en de atmosfeer bemonsteren met een reeks zorgvuldig geselecteerde wetenschappelijke instrumenten die de bewoonbaarheid van de omgeving van Titan zullen karakteriseren, onderzoeken hoe ver de prebiotische chemie is gevorderd, en zoek naar chemische kenmerken die wijzen op leven op water- en/of koolwaterstofbasis. Deze metingen omvatten:

• Massaspectrometrie, die de samenstelling van het oppervlak en de atmosfeer zou onthullen;
• Gammastraling spectrometrie, die de samenstelling van de ondiepe ondergrond zou meten;
• Meteorologie en geofysica sensoren, die atmosferische omstandigheden zoals wind zou meten, druk, temperatuur, evenals seismische activiteit en andere factoren; en
• Een camerasuite die de geologische en fysieke aard van het maanoppervlak zou karakteriseren, en helpen bij het vinden van volgende landingsplaatsen.

"We kunnen een lander nemen, zet het op Titan, neem deze vier metingen op één plaats, en ons begrip van Titan en soortgelijke manen aanzienlijk vergroten, "zei Bedini. "Echter, we kunnen de waarde van de missie vermenigvuldigen als we luchtmobiliteit toevoegen, die ons in staat zou stellen toegang te krijgen tot een verscheidenheid aan geologische instellingen, het maximaliseren van het wetenschappelijke rendement en het verlagen van het missierisico door over of rond obstakels te gaan."

Later dit najaar NASA zal naar verwachting enkele van de New Frontiers-missievoorstellen selecteren voor verder onderzoek. Slechts één zal worden gekozen voor de vlucht als de vierde missie in het planetaire verkenningsprogramma; de door APL geleide New Horizons-missie naar Pluto en de Kuipergordel was de eerste New Frontiers-missie ooit geselecteerd. De definitieve missieselectie wordt medio 2019 verwacht.