Pekan lalu - mulai Senin, 27 Februari hingga Rabu, 1 Maret - NASA menyelenggarakan "Planetary Science Vision 2050 Workshop" di kantor pusat mereka di Washington, DC. Dalam banyak presentasi, pidato, dan diskusi panel, NASA membagikan banyak rencananya untuk masa depan eksplorasi ruang angkasa dengan komunitas internasional.
Di antara yang lebih ambisius dari ini adalah proposal untuk menjelajahi Titan menggunakan penjelajah udara dan pendarat. Membangun di atas keberhasilan misi Cassini-Huygen ESA, rencana ini akan melibatkan balon yang akan menjelajahi permukaan Titan dari ketinggian rendah, bersama dengan Mars PathfinderMisi-gaya yang akan menjelajahi permukaan.
Pada akhirnya, tujuan misi ke Titan adalah untuk mengeksplorasi lingkungan kimia organik yang kaya di bulan, yang menghadirkan peluang unik bagi para peneliti planet. Untuk beberapa waktu, para ilmuwan telah memahami bahwa permukaan dan atmosfer Titan memiliki banyak senyawa organik dan semua kimia prebiotik yang diperlukan agar kehidupan berfungsi.
Presentasi, yang berjudul "Mobilitas Udara: Kunci Menjelajahi Keragaman Kimia Kaya Titan" dipimpin oleh Ralph Lorenz dari Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins, dan diketuai bersama oleh Elizabeth Turtle (juga dari John Hopkins APL) dan Jason Barnes dari Departemen Fisika di Universitas Idaho. Seperti yang dijelaskan Turtle kepada Space Magazine melalui email, Titan menghadirkan beberapa peluang menarik untuk misi generasi selanjutnya:
“Titan sangat menarik karena kimia organik yang berlimpah dan kompleks dapat mengajarkan kita tentang interaksi kimia yang mungkin terjadi di Bumi (dan di tempat lain?) Yang mengarah pada perkembangan kehidupan. Selain itu, Titan tidak hanya memiliki lautan air cair interior, tetapi juga akan ada peluang bagi bahan organik untuk bercampur dengan air cair di permukaan Titan, misalnya kawah tumbukan dan kemungkinan erupsi cryovolcanic. Kombinasi bahan organik dengan air cair, tentu saja, meningkatkan potensi astrobiologis. "
Karena alasan ini, eksplorasi Titan telah menjadi tujuan ilmiah selama beberapa dekade. Satu-satunya pertanyaan adalah bagaimana cara terbaik menjelajahi lingkungan unik Titan. Selama Survei Decadal sebelumnya - seperti Kelompok Kerja Strategi Kampanye (CSWG) tentang Kimia Prebiotik di Tata Surya Luar, di mana Lorenz adalah kontributor - telah menyarankan bahwa kendaraan udara bergerak (seperti pesawat atau balon) akan berjalan dengan baik. cocok untuk tugas tersebut.
Namun, kendaraan seperti itu tidak akan dapat mempelajari danau metana Titan, yang merupakan salah satu daya tarik paling menarik dari bulan sejauh riset kimia prebiotik berjalan. Terlebih lagi, kendaraan udara tidak akan dapat melakukan analisis kimia permukaan secara in-situ, seperti apa yang dilakukan Mars Exploration Rovers (Semangat, Peluang dan Keingintahuan) telah dilakukan di Mars - dan dengan hasil yang luar biasa!
Pada saat yang sama, Lorenz dan rekan-rekannya meneliti konsep untuk eksplorasi laut hidrokarbon Titan - seperti kapsul Titan Mare Explorer (TiME) yang diusulkan. Sebagai salah satu dari beberapa finalis kompetisi Penemuan NASA 2010, konsep ini menyerukan penyebaran robot laut ke Titan dalam beberapa dekade mendatang, di mana ia akan mempelajari danau metana untuk mempelajari lebih lanjut tentang siklus metana dan mencari tanda-tanda kehidupan organik.
Meskipun proposal semacam itu akan hemat biaya dan menyajikan beberapa peluang yang sangat menarik untuk penelitian, proposal ini juga memiliki beberapa keterbatasan. Misalnya, selama tahun 2020-an-2030-an, belahan bumi utara Titan akan mengalami musim dinginnya; pada titik mana ketebalan atmosfernya akan membuat komunikasi langsung ke Bumi dan pandangan Bumi menjadi tidak mungkin. Selain itu, kendaraan laut akan menghalangi penjelajahan permukaan darat Titan.
Ini menawarkan beberapa prospek yang paling mungkin untuk mempelajari evolusi kimia lanjut Titan, termasuk pasir bukit Titan. Sebagai daerah berangin, daerah ini kemungkinan memiliki bahan yang tersimpan dari seluruh Titan dan mungkin juga mengandung bahan yang diubah air. Sebanyak Mars Pathfinder Lokasi pendaratan dipilih sehingga dapat mengumpulkan sampel dari area yang luas, seperti lokasi akan menjadi lokasi yang ideal untuk pendarat.
Karena itu, Lorenz dan rekan-rekannya menganjurkan jenis misi yang diartikulasikan dalam Studi Unggulan 2007, yang menyerukan balon Montgolfière untuk eksplorasi regional dan pendarat mirip Pathfinder. Ini akan memberikan kesempatan untuk melakukan pencitraan permukaan pada resolusi yang tidak mungkin dari orbit (karena atmosfer yang tebal) serta menyelidiki kimia permukaan dan struktur interior bulan.
Jadi, sementara balon akan mengumpulkan data geografis beresolusi tinggi dari bulan, pendarat bisa melakukan survei seismologis yang akan menjadi ciri ketebalan es di atas lautan air internal Titan. Namun, misi pendarat akan terbatas dalam hal jangkauan, dan permukaan Titan menghadirkan masalah untuk mobilitas. Ini akan membuat beberapa pendarat, atau pendarat yang bisa dipindahkan, menjadi pilihan yang paling diinginkan.
"Target potensial mencakup area di mana kita dapat mengukur material permukaan padat, yang komposisinya masih belum diketahui, pasir bukit Titan, misalnya," kata Turtle. “Analisis in situ yang terperinci diperlukan untuk menentukan komposisi mereka. Danau dan lautan juga menarik; namun, dalam jangka waktu yang lebih dekat (misi yang tiba di tahun 2030-an) kebanyakan dari mereka akan berada dalam kegelapan musim dingin. Jadi, menjelajahi mereka kemungkinan harus menunggu sampai tahun 2040-an. ”
Konsep misi ini juga akan mengambil keuntungan dari beberapa kemajuan teknologi yang telah dibuat dalam beberapa tahun terakhir. Seperti yang dijelaskan Lorenz dalam presentasi:
“Mobilitas yang lebih berat dari udara di Titan sebenarnya sangat efisien, apalagi, peningkatan dalam pesawat otonom dalam dua dekade sejak CSWG menjadikan eksplorasi seperti itu sebagai prospek yang realistis. Berbagai pendaratan in-situ yang dikirimkan oleh kendaraan udara seperti pesawat terbang atau pendarat dengan mobilitas udara untuk mengakses beberapa lokasi, akan memberikan kemampuan ilmiah yang paling diinginkan, sangat relevan dengan tema asal, cara kerja, dan kehidupan. "
Lorenz, Turtle dan Barnes juga akan mempresentasikan temuan ini pada Konferensi Sains Planet dan Planet ke-48 yang akan datang - yang akan berlangsung dari 20 hingga 24 Maret di The Woodlands, Texas. Di sana mereka akan bergabung dengan anggota tambahan Johns Hopkins APL dan University of Idaho, serta panelis dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, Universitas Negeri Pennsylvania, dan Robotika Honeybee.
Namun, mengatasi beberapa tantangan tambahan yang tidak diangkat pada Lokakarya Visi 2050, mereka akan menyajikan sedikit twist pada ide mereka. Alih-alih balon dan beberapa pendarat, mereka akan menyajikan konsep misi yang melibatkan qaudcopter "Capung". Kendaraan empat rotor ini akan dapat memanfaatkan atmosfer Titan yang tebal dan gravitasi rendah untuk mendapatkan sampel dan menentukan komposisi permukaan dalam berbagai pengaturan geologis.
Konsep ini juga menggabungkan banyak kemajuan terbaru dalam teknologi, yang meliputi elektronik kontrol modern dan kemajuan dalam desain kendaraan udara tak berawak komersial (UAV). Selain itu, quadcopter akan menghilangkan retrorockets yang ditenagai secara kimia dan dapat bertenaga di antara penerbangan, sehingga memberikan umur yang berpotensi lebih lama.
Konsep-konsep ini dan lainnya untuk menjelajahi bulan Saturnus, Titan pasti akan mendapatkan daya tarik di tahun-tahun mendatang. Mengingat banyaknya misteri yang terkurung di dunia ini - termasuk es air yang melimpah, kimia prebiotik, siklus metana, dan samudra di bawah permukaan yang cenderung menjadi lingkungan prebiotik - ini tentu menjadi target populer untuk penelitian ilmiah.
