Что если бы существовал космический аппарат, который мог бы сесть на похожую на Землю планету в нашей солнечной системе, а затем летать, выбирая каждый день новое место? Он отправлял бы изображения озер, океанов, береговых линий, долин, гор и мез.
Именно это планирует NASA для Титана, самого большого спутника Сатурна и единственного мира в солнечной системе, кроме Земли, на поверхности которого есть жидкости. Миссия “Dragonfly”, только что подтвержденная NASA, готовится вдохновить поколение планетарных исследователей удивительными видами, такими, какие еще никто из нас не видел.
Больше по размеру, чем Меркурий, и с самой сложной атмосферой в солнечной системе, перед нами стоит открытие Титана с помощью дрона. “Dragonfly – это столь смелое предприятие, ничего подобного еще не делалось”, – сказал Зиби Туртл, Главный исследователь Dragonfly.
Вот как это будет сделано.
Добро пожаловать на Dragonfly – автономный вертолет или октокоптер с восьмью лопастями, который, начиная с 2034 года, проведет не менее двух земных лет, исследуя похожий на Землю мир в серии полетов, меняя местоположение каждый день Титана (16 земных дней). Он будет проходить десятки миль или километров менее чем за час.
Сам аппарат очень похож на вертолет. Он примерно того же размера, что и ровер на Марсе – примерно размером с маленький внедорожник – и был протестирован в пустынях Калифорнии, напоминающих дюны Титана, в аэродинамических трубах в Лэнглиском исследовательском центре NASA, а также в Титановой камере Лаборатории прикладной физики NASA. На нем нет солнечных панелей. Было бы нереально иметь их на таком расстоянии от Солнца под мутным небом, поэтому Dragonfly будет работать на ядерной энергии.
На борту Dragonfly будет набор научных приборов, предназначенных для изучения предбиотической органической химии Титана:
Вместе они позволят Dragonfly исследовать поверхность Титана и буквально исследовать ее, искать органические молекулы и потенциальные биомаркеры.
Dragonfly продолжит там, где остановился Хьюбенс. Большая часть информации о Титане ученые получили из Хьюбенс, который 14 января 2005 года спустился на поверхность Титана за 2 часа 27 минут, сняв этот культовое видео покадрово. Это самый далекий космический корабль от Земли на поверхности другого мира.
Титан напоминает раннюю Землю, но между ним и современной Землей есть много интересных различий. Его атмосфера состоит на 98% из азота и на 2% из метана. Температура на его поверхности около -290°F/-179°C. Гравитация Титана составляет 14% от гравитации Земли – факт, который позволит космическому аппарату, подобному Dragonfly, летать практически без усилий.
Самый крупный из 82 известных спутников Сатурна – и единственный, который можно увидеть в маленьком телескопе – Титан считается океаническим миром. Как на Ганимеде и Европе у Юпитера и на Энцеладе у Сатурна, океан на Титане предположительно существует под поверхностью. Кроме того, у него есть море “Кракен Маре”, почти такое же большое, как все пять Великих озер вместе, в теории, роботизированная подводная лодка могла бы исследовать. Но его моря и озера содержат не воду, а жидкий этан и метан.
Хотя известно, что на Титане есть много признаков, характерных для Земли, таких как озера, реки, горы и каньоны, изучение его издалека оказалось сложной задачей из-за его плотной, мутной атмосферы. Во время миссии 2004-2017 годов флагманский зонд NASA Кассини пролетел на высоте 600 миль над Титаном, передав данные о его реках и озерах, долинах, горных грядах, мезах и дюнах, похожих на Миссисипи.
“Из-за толстой, мутной атмосферы Титана его поверхность практически не наблюдалась до прибытия Кассини и Хьюбенса,” – сказал Туртл. “Первые инфракрасные и радиолокационные изображения раскрыли поверхность, но во многих случаях признаки оказались довольно сложными для интерпретации, потому что Титан настолько отличается от других мест, которые мы исследовали… Титан оставался очень незнакомым местом, когда зонд Хьюбенс погрузился в атмосферу, делая измерения атмосферы и снимая изображения поверхности”.
Когда планетологи впервые увидели изображения Хьюбенса речных долин и пейзажей, похожих на Землю, они были поражены. “Я с нетерпением жду возможности вернуться с Dragonfly”, – сказал Туртл.
Химия атмосферы Титана более сложная, чем у любой другой известной атмосферы в солнечной системе. Ученые знают, что в ней содержатся множество органических молекул, включая углеводороды и минералы, которых нет на Земле. Химия Титана, предположительно, меняется сезонно. Однако, поскольку Сатурн обращается вокруг Солнца один раз за 29 земных лет, каждое время года длится около семи земных лет.
Миссия Dragonfly стартует в июле 2028 года на мощной ракете – возможно, на SpaceX Falcon Heavy – чтобы обеспечить достаточное тяговое усилие для посадки в плане на 2034 год. Это несмотря на задержку из-за COVID, которая отложила запланированный запуск на 2026 год.
Использование гораздо более крупной ракеты и увеличение других расходов, связанных с задержкой, означает, что NASA обязалась потратить $3.35 миллиарда на Dragonfly. Еще в 2019 году, когда он был выбран для программы New Frontiers NASA, его стоимость должна была составлять $1 миллиард – предельный бюджет этой категории миссий.
К другим миссиям New Frontiers относятся миссия New Horizons к Плутону и поясу Койпера, миссия Juno в орбите Юпитера и OSIRIS-REx, которая вернула образцы с астероида Бенну в сентябре.
С бюджетом в $3.35 миллиарда Dragonfly приближается к бюджету полномасштабной флагманской миссии NASA – и это задерживает следующую миссию New Horizons, в которую могут войти:
