تم وصف الأهداف العلمية لمهمة Dragonfly القادمة لاستكشاف قمر زحل Titan في ورقة بحثية جديدة ، جنبًا إلى جنب مع الأدوات المطلوبة للوفاءل هذه الأهداف.

مع توقع الإطلاق في حوالي عام 2027 ، يجب أن تنطلق دراجونفلاي تيتان السماء في وقت ما في منتصف الثلاثينيات. عند هذه النقطة ، سأكون في منتصف الستينيات من عمري – مواطن مسن كامل الأهلية – لكني بلا شك سأتابع المهمة بحماس يشبه الأطفال. كما ترى ، تيتان هو مكاني المفضل في الفضاء (خارج الأرض بالطبع) ، نظرًا للعديد من ميزاته الغريبة والغامضة والمألوفة في بعض الأحيان. أيضًا ، كمشجع مخصص لفرانك هربرت الكثيب سلسلة ، لطالما تخيلت تيتان – بسطحها الزيتي – على أنها تشبه كوكب هاركونين الخيالي جيدي برايم.

تيتان هو القمر الوحيد في النظام الشمسي الذي يتميز بجو كثيف وكميات كبيرة من السوائل على سطحه ، حتى لو اتخذ هذا السائل شكل بحار وبحيرات هيدروكربونية. كثبان رملية عملاقة ثنى مناطقه الاستوائية ، نتيجة الأشعة الكونية التي تفجر جليد سطح القمر. يتميز تيتان أيضًا بصحراء استوائية شاسعة ، تسمى بحر شانغريلا الرملي ، والتي تستضيف أحيانًا عاصفة ترابية. وبهذا المعنى ، فإن القمر يشبه أيضًا من Arrakis الكثيب (لا توجد أي كلمة حتى الآن عما إذا كان تيتان يستضيف ديدان رملية عملاقة ، أو Harkonnens لهذه المسألة).

هذه وجهة مثالية للمسبار الآلي ، حيث يمتلئ تيتان بالأهداف العلمية. كمهمة ، كان دراجونفلاي اذهب منذ عام 2019 ، ولكن الرسمي تم الكشف عن أهداف البعثة مؤخرًا فقط. جيسون بارنز ، نائب الباحث الرئيسي في مهمة Dragonfly وأستاذ الفيزياء بجامعة أيداهو ، هو المؤلف الأول للكتاب الجديد ورق، تم نشره في مجلة Planetary Science Journal.

دراجونفلاي هي طائرة بدون طيار ثنائية الرباعية تحتوي على ثمانية دوارات ، يبلغ طول كل منها حوالي 3.3 قدم (1 متر). مع مروحية إبداع ناسا حاليًا الأز حول المريخ ، ستصبح اليعسوب المركبة الجوية الثانية للطيران في عالم غريب و أول من قام برحلة على قمر فضائي.

لن يكون هذا هو البريد الإلكتروني الأولراقب مهمة إلى تيتان. ناسا ثابتة مسبار Huygens هبطت هناك في عام 2005 ، تم الاستيلاء على بعض أغرب الصور لقد رأيت من قبل ، واستخدم مسبار كاسيني ، الذي حلّق حول زحل لمدة 13 عامًا ، قدراته الراديوية للتنظير عبر قمم السحابة السميكة لتيتان. ولكن ستأخذ دراجونفلاي الاستكشاف العلمي لتيتان إلى المستوى التالي.

قال أليكس هايز ، الأستاذ المشارك في علم الفلك في كلية الآداب والعلوم والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة: “يمثل تيتان المدينة الفاضلة للمستكشف” ، في بيان. “الأسئلة العلمية التي نطرحها بشأن تيتان واسعة جدًا لأننا لا نعرف الكثير عما يحدث بالفعل على السطح حتى الآن. مقابل كل سؤال أجبنا عليه أثناء استكشاف بعثة كاسيني لتيتان من مدار زحل ، حصلنا على 10 أسئلة جديدة “.

كما تشير الورقة الجديدة ، فإن Dragonfly ستشارك في ما هو أساسي لكن ليس حصريًا مهمة علم الأحياء الفلكي. ستقوم الطائرة بدون طيار بالبحث عن البصمات الحيوية (التي توحي بالعمليات البيولوجية السابقة أو الحالية) وإجراء القياسات المتعلقة بكيمياء القمر (بما في ذلك اللبنات الجزيئية اللازمة للحياة) و cالإمكانية الحالية لصلاحية السكن.

اختار مخططو البعثة موقع هبوط بالقرب من خط استواء تيتان – بقعة تبعد حوالي 435 ميلاً (700 كم) شمال حيث هبطت هويجنز. سوف يستكشف دراجونفلاي بحر شانغريلا الرملي وربما حتى زيارة حفرة تأثير سيلك– مهد ممكن للحياة.

ستتم المهمة بشكل أساسي خلال فصل الشتاء في نصف الكرة الشمالي. يجب ألا تواجه الطائرة بدون طيار التي يبلغ وزنها نصف طن أي مشكلة في الطيران ، حيث أن جاذبية تيتان تساوي سُبع جاذبية الأرض ، والرياح لطيفة ، والغلاف الجوي سميك بما يكفي لإنتاج قوة الرفع. لا يتوقع علماء البعثة أن المطر – الذي يتكون من الميثان السائل – سيكون مشكلة ، لكنهم غير متأكدين تمامًا.

ستقضي دراجونفلاي ، “مركبة الهبوط القابلة للنقل” على حد تعبير الباحثين ، معظم وقتها على الأرض في أداء العلوم ونقل بياناتها إلى الأرض. لن تطير الطائرة بدون طيار إلا لمدة تتراوح بين 30 دقيقة وساعة واحدة مرة كل يومين من أيام تايتان ، حيث يساوي يوم تايتان 16 يومًا من أيام الأرض. سيختار الفريق وجهات جديدة أثناء الطيران ، إذا جاز التعبير ، بطريقة مشابهة لكيفية اختيار الوجهات المستهدفة لعربات المريخ الجوالة.

ستتألف حمولة الطائرة بدون طيار من ثماني كاميرات علمية ، واثنين من مقياس الطيف ، ومثقاب لأخذ عينات من المواد العضوية المعقدة. ستحمل Dragonfly أيضًا مجموعة جيوفيزياء وأرصاد جوية مع 11 أداة مختلفة قادرة على قياس درجة حرارة الهواء وضغط الهواء وسرعة الرياح واتجاهها والرطوبة.

حيث تمكنت كاسيني من توفير صور راديو محببة من الفضاء ، فإن دراجونفلاي ستفعل ما يلزم لتأكيد أو دحض النظريات حول العمليات الكيميائية للقمر وتفاعلات سطح الغلاف الجوي. سيقوم الفريق أيضًا بدراسة دور الصحارى الاستوائية في تيتان دورة الميثان العالمية.

قال هايز: “اهتماماتي العلمية الأساسية هي فهم تيتان كعالم معقد شبيه بالأرض ومحاولة فهم العمليات التي تقود تطوره”. “يتضمن ذلك كل شيء بدءًا من تفاعلات دورة الميثان مع السطح والغلاف الجوي ، إلى توجيه المواد عبر السطح والتبادل المحتمل مع الداخل.”

سيشمل البحث عن البصمات الحيوية المحتملة “الحياة كما نعرفها” ، أي الحياة التي تحتاج إلى الماء السائل للبقاء على قيد الحياة ، و “الحياة ، ولكن ليس كما نعرفها” ، مثل الحياة القادرة على العثور على منزل في الهيدروكربونات السائلة في تيتان بحسب الصحيفة.

من الواضح أن العثور على الطرق التي يتشابه بها تيتان مع الأرض ، أو الطرق التي قد تشبه بها الأرض الصغيرة تيتان ، أمر مهم للغاية ، لكنني مهتم تمامًا بمعرفة كل الطرق التي يكون بها تيتان. ليس مثل الأرض. تعال إلى ثلاثينيات القرن العشرين ، سأكون أبحث عن الأشياء الغريبة ، بما فيها مزيد من التحقق من صحة تيتان باعتباره المكان الأكثر غرابة في النظام الشمسي.

أكثر: يمكن أن يصل عمق بحر الميثان على قمر زحل تيتان إلى أكثر من 1000 قدم.