No final dos anos 1970 e início dos anos 80, os cientistas tiveram sua primeira visão detalhada da maior lua de Saturno, Titã. Graças ao Pioneer 11 sonda, que foi seguida pela Voyager 1 e2 missões, o povo da Terra foi tratado com imagens e leituras desta lua misteriosa. O que eles revelaram foi um satélite frio que, no entanto, tinha uma atmosfera densa e rica em nitrogênio.
Graças ao Cassini-Huygens missão, que chegou a Titã em julho de 2004 e encerrará sua missão em 15 de setembro, os mistérios desta lua só se aprofundaram. Por isso, a NASA espera enviar mais missões para lá no futuro próximo, como o Libélula conceito. Esta nave é o trabalho do Laboratório de Física Aplicada da Universidade John Hopkins (JHUAPL), para o qual eles acabaram de enviar uma proposta oficial.
Essencialmente, Libélula seria uma missão da classe New Frontiers que usaria uma configuração de quadcopter duplo para se locomover. Isso permitiria decolagem e pouso vertical (VTOL), garantindo que o veículo fosse capaz de explorar a atmosfera de Titã e conduzir a ciência na superfície. E, é claro, também investigaria os lagos de metano de Titã para ver que tipo de química está acontecendo dentro deles.
O objetivo de tudo isso seria lançar luz sobre o misterioso ambiente de Titã, que não apenas possui um ciclo de metano semelhante ao ciclo da água da Terra, mas é rico em química prebiótica e orgânica. Em resumo, Titã é um "mundo oceânico" do nosso Sistema Solar - junto com as luas de Júpiter, Europa e Ganímedes, e a lua de Encélado, de Saturno - que pode conter todos os ingredientes necessários para a vida.
Além disso, estudos anteriores mostraram que a lua está coberta de ricos depósitos de material orgânico que estão passando por processos químicos, que podem ser semelhantes aos que ocorreram na Terra bilhões de anos atrás. Por causa disso, os cientistas passaram a ver Titã como uma espécie de laboratório planetário, onde poderiam ser estudadas as reações químicas que podem ter levado à vida na Terra.
Como Elizabeth Turtle, cientista planetária do JHUAPL e pesquisadora principal da Libélula missão, disse à Space Magazine por e-mail:
“Titan oferece abundantes compostos orgânicos na superfície de um mundo oceânico dominado por água e gelo, tornando-o um destino ideal para estudar química prebiótica e documentar a habitabilidade de um ambiente extraterrestre. Como a atmosfera de Titã obscurece a superfície em muitos comprimentos de onda, temos informações limitadas sobre os materiais que compõem a superfície e como eles são processados. Ao fazer medições detalhadas da composição da superfície em vários locais, o Dragonfly revelaria do que é feita a superfície e até que ponto a química prebiótica progrediu em ambientes que fornecem ingredientes-chave conhecidos por toda a vida, identificando os blocos de construção químicos disponíveis e os processos em andamento para produzir biologicamente relevantes compostos ".
Além do que, além do mais, Libélula também usaria observações de sensoriamento remoto para caracterizar a geologia dos locais de pouso. Além de fornecer contexto para as amostras, também permitiria estudos sísmicos para determinar a estrutura do Titã e a presença de atividade do subsolo. Por último mas não menos importante, Libélula usaria sensores de meteorologia e instrumentos de sensoriamento remoto para coletar informações sobre as condições atmosféricas e de superfície do planeta.
Embora várias propostas tenham sido feitas para uma missão exploradora robótica de Titan, a maioria delas assumiu a forma de plataformas aéreas ou um balão combinado e um lander. O veículo aéreo para reconhecimento de titânio in situ e aéreo (AVIATR), uma proposta feita no passado por Jason Barnes e uma equipe de pesquisadores da Universidade de Idaho, é um exemplo do primeiro.
Na última categoria, você tem conceitos como o Titan Saturn System Mission (TSSM), um conceito que estava sendo desenvolvido em conjunto pela Agência Espacial Européia (ESA) e pela NASA. Um conceito da Missão emblemática dos Planetas Externos, o design do TSSM consistia em três elementos - um orbitador da NASA, um módulo de aterrissagem projetado pela ESA para explorar os lagos de Titã e um balão de Montgolfiere projetado pela ESA para explorar sua atmosfera.
O que separa Libélula a partir desses e de outros conceitos é sua capacidade de realizar estudos aéreos e terrestres com uma única plataforma. Como o Dr. Turtle explicou:
“A libélula seria uma missão in situ para realizar medições detalhadas da composição e condições da superfície de Titã para entender a habitabilidade desse mundo oceânico rico em orgânicos. Propusemos uma aeronave de rotor para aproveitar a atmosfera densa e calma de Titã e a baixa gravidade (o que facilita o vôo em Titã do que na Terra) para transportar um conjunto de instrumentos capazes de um lugar para outro - de 10 a 100 quilômetros de distância - para fazer medições em diferentes configurações geológicas. Ao contrário de outros conceitos aéreos que foram considerados para a exploração de Titãs (dos quais existem vários), o Dragonfly passava a maior parte do tempo na superfície realizando medições, antes de voar para outro local. ”
LibélulaO conjunto de instrumentos incluiria espectrômetros de massa para estudar a composição da superfície e da atmosfera; espectrômetros de raios gama, que medem a composição da subsuperfície (ou seja, procuram evidências de um oceano interior); sensores de meteorologia e geofísica, que medem vento, pressão atmosférica, temperatura e atividade sísmica; e um conjunto de câmeras para tirar fotos da superfície.
Dada a atmosfera densa de Titã, as células solares não seriam uma opção eficaz para uma missão robótica. Como tal, o Dragonfly contaria com um Gerador Termoelétrico de Radioisótopos Multi-Missão (MMRTG) para obter energia, semelhante ao que o Curiosidade rover usa. Embora as missões robóticas que dependem de fontes de energia nuclear não sejam exatamente baratas, elas permitem missões que podem durar anos e realizar pesquisas valiosas (como Curiosidade mostrou).
Como Peter Bedini - gerente de programas do Departamento Espacial JHUAPL e Libélula gerente de projeto - explicado, isso permitiria uma missão de longo prazo com retornos significativos:
“Poderíamos pegar um módulo de aterrissagem, colocá-lo em Titã, fazer essas quatro medições em um só lugar e aumentar significativamente nossa compreensão de Titã e luas semelhantes. No entanto, podemos multiplicar o valor da missão se adicionarmos a mobilidade aérea, o que nos permitirá acessar uma variedade de configurações geológicas, maximizando o retorno da ciência e diminuindo o risco da missão, ultrapassando ou contornando obstáculos ”.
No final, uma missão como Libélula seria capaz de investigar até que ponto a química prebiótica progrediu em Titã. Esses tipos de experimentos, nos quais blocos de construção orgânicos são combinados e expostos à energia para ver se a vida surge, não podem ser realizados em laboratório (principalmente por causa das escalas de tempo envolvidas). Como tal, os cientistas esperam ver até que ponto as coisas progrediram na superfície de Titã, onde as condições prebióticas existem há eras.
Além disso, os cientistas também estarão procurando assinaturas químicas que indiquem a presença de água e / ou vida baseada em hidrocarbonetos. No passado, especulou-se que a vida pudesse existir no interior de Titã e que formas de vida metanogênicas exóticas poderiam até existir em sua superfície. Encontrar evidências de tal vida desafiaria nossas noções de onde a vida pode emergir e aumentaria muito a busca por vida dentro e fora do Sistema Solar.
Como o Dr. Turtle indicou, a seleção de missões estará disponível em breve, e se o Libélula missão será enviada a Titan deve ser decidida em apenas alguns anos:
"No final deste outono, a NASA selecionará algumas das missões New Frontiers propostas para trabalhos futuros nos Estudos Conceituais da Fase A", disse ela. “Esses estudos durariam a maior parte de 2018, seguidos por outra rodada de revisão. E a seleção final de uma missão de vôo seria em meados de 2019 ... As missões propostas para esta rodada do Programa Novas Fronteiras deverão ser lançadas antes do final de 2025. ”
E não deixe de conferir este vídeo de uma possível Libélula missão, cortesia do JHUAPL:
