Mede geleid door een westerse ruimtewetenschapper, NASA onderzoekt een revolutionair plan dat een drone-achtige quadcopter zou kunnen zien zoemen boven het oppervlak van de grootste maan van Saturnus.

Het Dragonfly-project zou profiteren van de dichte, kalme atmosfeer om van site naar site te vliegen terwijl het de chemie van de massieve maan meet en analyseert, geologie – en potentieel voor leven. Het vaartuig is gemodelleerd naar drones op aarde, en zou vier paar gestapelde rotoren hebben waarmee het zou kunnen zippen - zoveel als een object met een massa van een paar honderd kilogram zou kunnen 'zip' - over de geografie van Titan die wetenschappers al tientallen jaren intrigeert en verbijstert.

In tegenstelling tot conventionele, langzaam bewegende rovers die het oppervlak van Mars onderzoeken, Dragonfly zou honderden kilometers kunnen verkennen, al die tijd zoekend naar geologische punten van belang en waardevolle oppervlaktemetingen doen, ondergrond en atmosferische omstandigheden.

Als medeonderzoeker Aardwetenschappen professor en planetair geoloog Catherine Neish helpt bij het definiëren en bereiken van de wetenschappelijke doelen van de missie. Ze maakt deel uit van een team onder leiding van Elizabeth Turtle van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), wiens voorstel voor een revolutionair draagschroefvliegtuig om Titan te onderzoeken onlangs door NASA werd geselecteerd als een van de twee finalisten voor de volgende New Frontiers-missie van het bureau.

Niet zo klein, maar minstens zo wendbaar, als zijn naamgenoot in de laagzwaartekrachtatmosfeer, deze Libelle zou ongeveer twee meter lang zijn, met meerdere rotoren die een goede controle over het voertuig mogelijk maken en ingebouwde mechanische redundanties.

Voor vele jaren, men dacht Titan per ballon te verkennen, rover of klein vliegtuig, maar elk heeft beperkingen zoals mobiliteit, duurzaamheid, bereik en effectieve controle.

"Er is iets heel 'simpels' aan het hebben van een kleine drone die rond Titan vliegt, "Zei Neish. "Het is slim op een manier die mensen niet verwachtten en, I denk, het is gedurfd en opwindend - en realistisch."

De atmosferische omstandigheden van Titan - met zijn oranjebruine waas van methaan en stikstof - verdoezelen hoge resolutiebeelden en hebben de maan grotendeels ondoorgrondelijk gemaakt. De sluier ging slechts gedeeltelijk op in 2005 toen de Huygens-sonde (onderdeel van de Cassini-missie) enkele beelden van het oppervlak produceerde. Dat was genoeg om onderzoekers te prikkelen, maar niet genoeg om meer dan een glimp van het geheel te laten zien.

"Het is alsof je op een straat in Londen landt en zegt dat je de hele aarde hebt gezien, ' zei Neish.

Omdat zonne-energie niet beschikbaar is vanwege zowel de afstand van Titan tot de zon als de dichte atmosfeer, Dragonfly zou door plutonium worden aangedreven, met behulp van een multi-missie radio-isotopen thermo-elektrische generator. Dat is dezelfde krachtbron als de Mars Curiosity-rover en de Cassini-ruimtesonde. Het zou meerdere kilometers kunnen vliegen op een enkele 'Titan-nachtlading' en mogelijk honderden kilometers afleggen tijdens een Titan-dag (gelijk aan 16 aardse dagen).

Dragonfly zou tijdens zijn tweejarige missie minder tijd aan vliegen besteden dan aan wetenschappelijke metingen. De belangrijkste taken zijn bemonstering voor organische chemie en bewoonbaarheid; monitoring van atmosferische en oppervlaktecondities; fotograferen en verzenden van afbeeldingen van landvormen; en het uitvoeren van studies van de seismologie van de maan.

Het potentieel voor belangrijke ontdekkingen is opwindend, zei Neish.

"De chemie zal geweldig zijn, maar ik ben echt geïnteresseerd in hoe Titan eruitziet. Ik vermoed dat het gewoon deze vreemd wonderlijke wereld is die op de aarde lijkt - een vreemde, bevroren sedimentaire plaats - maar met alle verkeerde ingrediënten."

Er is verleidelijk bewijs dat er rivieren zijn van methaan en ethaan, stromend met 95 Kelvin (of min-200 Celsius) en polijstend ijs in kiezelstenen ter grootte van marmer wanneer ze laaggelegen terrein overstromen. een smog, windstille atmosfeer die boven bevroren koolwaterstofmeren drijft. Een eigenaardige, ijswater chemische soep zit dicht bij of onder het oppervlak en misschien, heel misschien, zou een kinderdagverblijf kunnen zijn voor een of andere vorm van leven.

We weten zo weinig over Titan, Neish zei, en het weinige dat we weten is zo recent ontdekt. "Vóór Huygens in 2005, we hadden geen idee hoe het oppervlak van Titan eruit zou zien."

Neish' specialiteit is de geologie van planetaire oppervlakken, specifiek inzicht in de processen van inslagkraters door middel van radarbeeldvorming. Ze is betrokken bij verschillende ruimtevaartuigmissies met internationale, multidisciplinaire teams. Ze wordt beschouwd als de enige Canadese onderzoeker van het Dragonfly-project.

"Planetaire wetenschap is zo'n gezamenlijke inspanning. Het is een teaminspanning, " ze zei.

Dragonfly is een van de twee NASA's die onlangs op de shortlist zijn geplaatst - van een oorspronkelijke groep van twaalf voorstellen - als onderdeel van het New Frontiers planetaire wetenschapsprogramma van het bureau.

Het andere project heet CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return), die zou proberen een monster van een komeet genaamd 67P/Churyumov-Gerasimenko naar de aarde terug te brengen en de oorsprong en geschiedenis ervan te bepalen. Onder leiding van Steven Squyres van de Cornell University in New York, CAESAR zou worden beheerd door NASA's Goddard Space Flight Center.

Beide teams ontvangen dit jaar NASA-financiering van $ 4 miljoen om hun ideeën verder te ontwikkelen en voorstellen opnieuw in te dienen. Naar verwachting zal NASA medio 2019 beslissen welk project wordt ondersteund met maar liefst bijna $ 1 miljard aan ontwikkelingskosten.

Als Dragonfly werd gekozen, het zou al in 2025 kunnen lanceren en dan mogelijk vijf jaar of langer nodig hebben om Titan te bereiken, zei Neish. In de ruimtetijd, dat is niet lang, ze zei, opmerkend dat Dragonfly in slechts twee jaar tijd van hypothese naar concept naar schaalmodellering is gegaan.

De naam Titan komt van een generieke term voor de kinderen van Ouranos (Uranus) en Gaia in de oude Griekse mythologie. In de verhalen, de Titanen waren de voorouders van het menselijk ras. Van de Titanen was bekend dat ze de ledematen van Dionysus hadden verslonden, de zoon van Zeus. woedend, Zeus sloeg de Titanen met bliksem. (Zeus had bedoeld dat dit kind heerschappij over de wereld zou hebben.) De bliksem verbrandde de Titanen tot as, en uit de as, de mensheid werd gevormd.

De grootste maan van Saturnus Titan is de op één na grootste maan in ons zonnestelsel, de tweede alleen voor Jupiter's Ganymedes, die slechts 2 procent groter is. Met een gemiddelde straal van 2, 575km (1, 600 mijl), Titan is groter dan de maan van de aarde en zelfs groter dan de planeet Mercurius.

Titan is de enige maan in ons zonnestelsel met wolken en een dichte atmosfeer, voornamelijk stikstof en methaan. Het is ook de enige andere plaats in het zonnestelsel waarvan bekend is dat er een aardse cyclus van vloeistoffen over het oppervlak stroomt.

Titan draait om Saturnus op een afstand van ongeveer 1,2 miljoen km (759, 000 mijl), 15 dagen en 22 uur nodig hebben om een ​​volledige baan om de aarde te voltooien. Titan is getijde vergrendeld in synchrone rotatie met Saturnus, en presenteert permanent één gezicht aan de planeet terwijl deze zijn baan voltooit.

1994, NASA's Hubble-ruimtetelescoop nam foto's van Titan, wat suggereerde dat er een enorm helder continent bestaat op het halfrond dat naar voren is gericht in een baan om de aarde. Deze Hubble-resultaten bewezen niet dat vloeibare zeeën bestonden, echter; alleen dat Titan grote heldere en donkere gebieden op het oppervlak heeft.

Het oppervlak van Titan bleef tot juli 2004 in het geheim onder de wolken gehuld. Toen arriveerde NASA's Cassini-ruimtevaartuig. Cassini is speciaal ontworpen om met radar en in bepaalde kleuren licht door de mist van Titan te kijken, spectrale vensters genoemd die een glimp mogelijk maken van wat eronder ligt. Tijdens tientallen flyby's, de Cassini-orbiter heeft een groot deel van het oppervlak van Titan in kaart gebracht en gedetailleerde studies van zijn atmosfeer gemaakt. Cassini droeg ook de in Europa gebouwde Huygens-sonde, die in 2005 door de atmosfeer van Titan parachuteerde om de eerste landing te maken op een lichaam in het buitenste zonnestelsel.