في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات ، ألقى العلماء أول نظرة تفصيلية على أكبر أقمار زحل تيتان . شكرا ل بايونير 11 المسبار ، والذي تبعه بعد ذلك ملف السفر 1 و 2 بعثات ، تعامل سكان الأرض مع صور وقراءات هذا القمر الغامض. ما كشفت عنه هذه النتائج كان قمرًا صناعيًا باردًا كان مع ذلك يتمتع بجو كثيف وغني بالنيتروجين.
شكرا ل كاسيني هيغنز التي وصلت تيتان في يوليو من عام 2004 وستنهي مهمتها في 15 سبتمبر ، لقد تعمقت أسرار هذا القمر. ولهذا السبب تأمل ناسا في إرسال المزيد من المهمات هناك في المستقبل القريب ، مثل اليعسوب مفهوم. هذه الحرفة هي عمل مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جون هوبكنز (JHUAPL) ، والتي قدموها للتو ملف اقتراح رسمي ل.
بشكل أساسي،اليعسوبسيكون آفاق جديدة مهمة من الدرجة التي من شأنها استخدام إعداد مزدوج كوادكوبتر للالتفاف. وهذا من شأنه تمكين الإقلاع العمودي والهبوط (VTOL) ، مما يضمن أن السيارة ستكون قادرة على استكشاف الغلاف الجوي لتيتان وإجراء العلوم على السطح. وبالطبع ، ستبحث أيضًا في بحيرات الميثان في تيتان لمعرفة نوع الكيمياء التي تحدث داخلها.
صورة الغلاف الجوي لتيتان ، التقطتها مركبة كاسيني الفضائية. حقوق الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute
الهدف من كل هذا هو تسليط الضوء على البيئة الغامضة لتيتان ، والتي لا تحتوي فقط على دورة ميثان مشابهة لدورة المياه الخاصة بالأرض ، ولكنها غنية بالكيمياء الحيوية والعضوية. باختصار ، تيتان هي ' عالم المحيط 'من نظامنا الشمسي - جنبًا إلى جنب مع أقمار المشتري أوروبا و جانيميد ، وقمر زحل إنسيلادوس - يمكن أن تحتوي على جميع المكونات الضرورية للحياة.
علاوة على ذلك ، أظهرت الدراسات السابقة أن القمر مغطى برواسب غنية من المواد العضوية التي تخضع لعمليات كيميائية ، تلك التي قد تكون مشابهة لتلك التي حدثت على الأرض منذ مليارات السنين. لهذا السبب ، أصبح العلماء ينظرون إلى تيتان على أنه نوع من المختبر الكوكبي ، حيث يمكن دراسة التفاعلات الكيميائية التي ربما أدت إلى الحياة على الأرض.
بصفتها إليزابيث ترتل ، عالمة الكواكب في JHUAPL والباحث الرئيسي فياليعسوبالمهمة ، أخبر Universe Today عبر البريد الإلكتروني:
'يقدم تيتان مواد عضوية معقدة وفيرة على سطح المحيط الذي يهيمن عليه الجليد المائي ، مما يجعله وجهة مثالية لدراسة كيمياء البريبايوتك وتوثيق قابلية العيش لبيئة خارج كوكب الأرض. نظرًا لأن الغلاف الجوي لتيتان يحجب السطح عند العديد من الأطوال الموجية ، فلدينا معلومات محدودة حول المواد التي يتكون منها السطح وكيفية معالجتها. من خلال إجراء قياسات تفصيلية لتكوين الأسطح في مواقع متعددة ، ستكشف دراجونفلاي عما يتكون السطح ومدى تقدم كيمياء البريبايوتك في البيئات التي توفر المكونات الرئيسية المعروفة للحياة ، وتحديد اللبنات الكيميائية المتاحة والعمليات في العمل لإنتاج ذات صلة بيولوجيًا مجمعات سكنية.'
بالإضافة الى،اليعسوبستستخدم أيضًا ملاحظات الاستشعار عن بعد لتوصيف جيولوجيا مواقع الهبوط. بالإضافة إلى توفير سياق للعينات ، فإنه سيسمح أيضًا بإجراء دراسات زلزالية لتحديد بنية تيتان ووجود نشاط تحت السطح. اخيرا وليس اخرا،اليعسوبسوف تستخدم مستشعرات الأرصاد الجوية وأدوات الاستشعار عن بعد لجمع المعلومات عن الأحوال الجوية والسطحية للكوكب.
تعتبر المركبة الجوية في الموقع و Titan Reconnaissance (AVIATR) مفهومًا آخر للمستكشف الجوي لتيتان. الائتمان: مايك مالاسكا
في حين تم تقديم العديد من المقترحات لمهمة استكشاف روبوتية لـ Titan ، فقد اتخذ معظمها شكل المنصات الجوية أو مزيج بالون وهبوط . ال مركبة جوية لاستطلاع تيتان في الموقع ومحمولة جواً (AVIATR) ، وهو اقتراح قدمه في الماضي جيسون بارنز وفريق من الباحثين من جامعة أيداهو ، هو مثال على الأول.
في الفئة الأخيرة ، لديك مفاهيم مثل مهمة نظام تيتان زحل (TSSM) ، وهو مفهوم تم تطويره بشكل مشترك من قبل وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة ناسا. ان مهمة رائد الكواكب الخارجية المفهوم ، يتألف تصميم TSSM من ثلاثة عناصر - مركبة ناسا المدارية ، ومركبة هبوط من تصميم وكالة الفضاء الأوروبية لاستكشاف بحيرات تيتان ، ومنطاد مونتغولفيير من تصميم وكالة الفضاء الأوروبية لاستكشاف غلافه الجوي.
ما يفصلاليعسوبمن هذه المفاهيم وغيرها هو قدرتها على إجراء دراسات أرضية وجوية بمنصة واحدة. كما أوضح الدكتور ترتل:
'ستكون دراجونفلاي مهمة في الموقع لإجراء قياسات تفصيلية لتكوين سطح تيتان وظروفه لفهم قابلية العيش في عالم المحيط الفريد الغني بالمواد العضوية. لقد اقترحنا طائرة دوارة للاستفادة من جو تيتان الكثيف والهادئ والجاذبية المنخفضة (مما يجعل الرحلة أسهل على تيتان مما هي عليه على الأرض) لنقل مجموعة قادرة من الأدوات من مكان إلى آخر - على بعد 10 إلى 100 كيلومترات - لصنع قياسات في بيئات جيولوجية مختلفة. على عكس المفاهيم الجوية الأخرى التي تم أخذها في الاعتبار لاستكشاف تيتان (والتي كان هناك العديد منها) ، فإن دراجونفلاي ستقضي معظم وقتها على السطح لإجراء القياسات ، قبل الطيران إلى موقع آخر '.
اليعسوبستشمل مجموعة الأدوات مطياف الكتلة لدراسة تكوين السطح والغلاف الجوي ؛ مطياف أشعة غاما ، التي تقيس تكوين الطبقة تحت السطحية (أي البحث عن دليل على وجود محيط داخلي) ؛ أجهزة استشعار للأرصاد الجوية والجيوفيزياء ، والتي ستقيس الرياح والضغط الجوي ودرجة الحرارة والنشاط الزلزالي ؛ ومجموعة كاميرا لالتقاط صور للسطح.
مفهوم الفنان عن طائرة Titan Aerial Daughter quadcopter ومنطاد 'Mothership' الخاص بها. الائتمان: ناسا / STMD
بالنظر إلى الغلاف الجوي الكثيف لتيتان ، لن تكون الخلايا الشمسية خيارًا فعالًا لمهمة روبوتية. على هذا النحو ، سيعتمد اليعسوب على أ مولد كهربائي حراري للنظائر المشعة متعدد المهام (MMRTG) للسلطة ، على غرار ما فضول روفر يستخدم. في حين أن المهمات الروبوتية التي تعتمد على مصادر الطاقة النووية ليست رخيصة تمامًا ، إلا أنها تُمكّن المهام التي يمكن أن تستمر لسنوات في كل مرة وتجري أبحاثًا لا تقدر بثمن (مثلفضولاظهر).
كما بيتر بيديني - مدير البرنامج في قسم الفضاء JHUAPL واليعسوبمدير المشروع - شرح ، سيسمح هذا بمهمة طويلة الأمد مع عوائد كبيرة:
'يمكننا أخذ مركبة هبوط ووضعها على تيتان وأخذ هذه القياسات الأربعة في مكان واحد وزيادة فهمنا لتيتان والأقمار المماثلة بشكل كبير. ومع ذلك ، يمكننا مضاعفة قيمة المهمة إذا أضفنا التنقل الجوي ، مما سيمكننا من الوصول إلى مجموعة متنوعة من الإعدادات الجيولوجية ، وتعظيم العائد العلمي وتقليل مخاطر المهمة من خلال تجاوز العقبات أو تجاوزها '.
في النهاية ، مهمة مثلاليعسوبسيكون قادرًا على التحقيق في مدى تقدم كيمياء البريبايوتك على تيتان. لا يمكن إجراء هذه الأنواع من التجارب ، حيث يتم دمج وحدات البناء العضوية وتعريضها للطاقة لمعرفة ما إذا كانت الحياة ستنشأ ، في المختبر (ويرجع ذلك أساسًا إلى المقاييس الزمنية المعنية). على هذا النحو ، يأمل العلماء في معرفة مدى تقدم الأشياء على سطح تيتان ، حيث توجد ظروف البريبايوتك على مدى دهور.
يضفي الغلاف الجوي الكثيف والغني بالنيتروجين والهيدروكربونات لكوكب تيتان مظهرًا غائمًا ولونًا بني مصفر. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / معهد علوم الفضاء
بالإضافة إلى ذلك ، سيبحث العلماء أيضًا عن التوقيعات الكيميائية التي تشير إلى وجود الماء و / أو الحياة القائمة على الهيدروكربون. في الماضي ، تم التكهن بأن الحياة يمكن أن توجد داخل تيتان ، وأن أشكال الحياة الغريبة المولدة للميثان يمكن أن توجد على سطحه. إن العثور على دليل على مثل هذه الحياة من شأنه أن يتحدى مفاهيمنا حول المكان الذي يمكن أن تظهر فيه الحياة ، ويعزز بشكل كبير البحث عن الحياة داخل النظام الشمسي وما وراءه.
كما أشار الدكتور ترتل ، سيتم اختيار المهمة قريبًا ، وما إذا كاناليعسوبسيتم إرسال المهمة إلى تيتان ويجب تحديدها في غضون سنوات قليلة:
وقالت: 'في وقت لاحق من هذا الخريف ، ستختار ناسا عددًا قليلاً من مهام New Frontiers المقترحة لمزيد من العمل في المرحلة الأولى من دراسات المفاهيم'. ستستمر هذه الدراسات لمعظم عام 2018 ، تليها جولة أخرى من المراجعة. وسيكون الاختيار النهائي لبعثة الطيران في منتصف عام 2019 ... ومن المقرر إطلاق البعثات المقترحة لهذه الجولة من برنامج الحدود الجديدة قبل نهاية عام 2025. '
وتأكد من إطلاعك على هذا الفيديو المحتملاليعسوبمهمة ، بإذن من JHUAPL:
قراءة متعمقة: JHU Hub