Dit decennium belooft een spannende tijd te worden voor verkenning van de ruimte. Nu al, de Perseverance-rover is op Mars geland en is begonnen met het uitvoeren van wetenschappelijke operaties. Later dit jaar, de volgende generatie James Webb-ruimtetelescoop, de Double Asteroid Redirection Test (DART), en Lucy-ruimtevaartuig (de eerste missie naar de Trojaanse asteroïden van Jupiter) zal worden gelanceerd. Voordat het decennium voorbij is, Er zullen ook missies naar Europa en Titan worden gestuurd om de zoektocht naar tekenen van leven in ons zonnestelsel uit te breiden.

Momenteel, NASA's plan om Titan (de grootste maan van Saturnus) te verkennen, is om een ​​nucleair aangedreven quadcopter genaamd Dragonfly te sturen om de atmosfeer en het oppervlak te verkennen. Echter, een andere mogelijkheid die dit jaar werd gepresenteerd als onderdeel van het NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)-programma, is om een ​​monster-retourvoertuig met Dragonfly te sturen dat zou kunnen tanken met vloeibaar methaan dat van het oppervlak van Titan is geoogst.

Bekend als een Titan Sample Return met behulp van in-situ drijfgassen, deze missie zou een aantal serieuze voordelen bieden ten opzichte van conventionele monsterretourmissies. Gewoonlijk, missies naar verre hemellichamen moeten ofwel voldoende drijfgas meebrengen voor de terugreis (wat veel extra massa en hogere kosten betekent), of om een ​​kernbatterij te hebben die meerdere jaren stroom kan leveren.

De Dragonfly-missie, die naar verwachting in 2027 zal worden gelanceerd (en tegen 2036 op Titan zal aankomen), zal 2,7 jaar lang Titan verkennen als onderdeel van zijn primaire missie. Om zo ver van huis te kunnen opereren, het zal steunen op een Multi-Mission Radio-isotope Thermo-elektrische Generator (MMRTG), waar de hitte veroorzaakt door het langzame radioactieve verval van plutonium elektriciteit opwekt.

In de tussentijd, het monsterretourconcept zou brandstof leveren voor zijn terugvlucht met behulp van vluchtige elementen die van het oppervlak van Titan zijn geoogst. Zoals je kunt zien op de afbeelding bovenaan, het zou bestaan ​​uit een lander en een opstijgend voertuig. Toen deze eenmaal op het oppervlak van Titan waren neergedaald, ze konden de Dragonfly-missie helpen door monsters te ontvangen die door de quadcopter waren verzameld.

Met behulp van in-situ geoogste middelen, de lander zou vloeibaar methaan en vloeibare zuurstofbrandstof (gemaakt van het lokale ijs) kunnen leveren voor het opstijgende voertuig. Dit voertuig zou dan worden geladen met monsters die zijn verzameld door Dragonfly en deze vervolgens terug naar de aarde brengen. Door geen eigen drijfgas te vervoeren, het monster-retourelement van de missie zou een lagere totale massa hebben en zou daarom minder kosten om te lanceren.

Daarbovenop, de monsterretourmissie zou het wetenschappelijke rendement van een Titan-missie exponentieel vergroten. Voor jaren, wetenschappers hebben gehoopt het oppervlak van de maan beter te kunnen bekijken om de specifieke mysteries ervan te onderzoeken. Deze omvatten (maar zijn niet beperkt tot) de dichte stikstofrijke atmosfeer, de hydrologische cyclus (maar met methaan), en de rijke organische chemie en prebiotische omstandigheden op het oppervlak.

Het concept is ontwikkeld door een team onder leiding van Steven Oleson, de COMPASS Concurrent Spacecraft Design Team-leider bij NASA's Glenn Research Center. NASA beschreef dit concept, als onderdeel van de aankondiging van de NIAC Phase I Fellows 2021, als volgt:

"Een Titan-monsterretour met behulp van in-situ drijfgassen is een voorgestelde Titan-monsterretourmissie waarbij gebruik wordt gemaakt van in-situ vluchtige drijfgassen die beschikbaar zijn op het oppervlak. Deze benadering voor Titan verschilt sterk van alle conventionele in-situ concepten voor het gebruik van hulpbronnen, en een terugkeer van grote wetenschappelijke waarde naar planetaire wetenschap zal bewerkstelligen, astrobiologie, en de oorsprong van het leven begrijpen, dat is een orde van grootte moeilijker (in afstand en ?V) dan andere voorbeeldretourmissies."

Het concept is vergelijkbaar met de monsterretourmissie voor Mars die momenteel wordt ontwikkeld door NASA en de European Space Agency (ESA) die monsters zou vervoeren die zijn verzameld door de Perseverance-rover. Volgens de huidige missie-architectuur, deze monsterretour zal ook bestaan ​​uit een lander en een tweetraps opstijgend voertuig op vaste brandstof (ontwikkeld door NASA) en een rover (ontwikkeld door ESA) die de monsters zou verzamelen.

Deze monsterretourmissie staat gepland voor lancering in juli 2026 en zal in augustus 2028 nabij de Perseverance rover (in de Jezero-krater) landen. Het NIAC-programma, die onder toezicht staat van NASA's Space Technology Mission Directorate (STMD), streeft ernaar Amerikaanse innovators en ondernemers te betrekken bij het bevorderen van innovatieve concepten en doorbraken die de verkenning van de ruimte zullen helpen transformeren.

voor 2021, STMD selecteerde 16 NAIC-voorstellen om Fase I Fellows te worden, die elk een subsidie ​​van maximaal $ 125 ontvangen, 000 van NASA. Na de succesvolle afronding van een eerste haalbaarheidsstudie van negen maanden, de NIAC Fellows kunnen Fase II-awards aanvragen. Als Jenn Gustetic, de directeur van early-stage innovaties en partnerschappen binnen NASA STMD, uitgelegd in een recent persbericht van NASA:

"NIAC Fellows staan ​​erom bekend groot te dromen, technologieën voorstellen die aan science fiction lijken te grenzen en in tegenstelling zijn tot onderzoek dat wordt gefinancierd door andere programma's van bureaus. We verwachten niet dat ze allemaal tot wasdom zullen komen, maar we erkennen dat het verstrekken van een kleine hoeveelheid startkapitaal voor vroeg onderzoek NASA op de lange termijn enorm ten goede zou kunnen komen."

Dit is slechts een van de vele baanbrekende voorstellen die zijn geaccepteerd voor Fase I-ontwikkeling, als onderdeel van NASA's NAIC-programma voor 2021. Hoewel slechts een handvol (of helemaal geen) volledig wordt gerealiseerd en de komende jaren naar de ruimte gaat, het programma leidt tot geïnspireerde ideeën die illustreren hoe de toekomst van de mensheid in de ruimte eruit zal zien.