Миссия Dragonfly: NASA выбрало место посадки на Титане

В 2005 году зонд Европейского космического агентства «Гюйгенс» совершил посадку на Титане, спутнике Сатурна, предоставив нам первый в истории вид с поверхности космического тела из внешней Солнечной системы.

Миссия Dragonfly: NASA выбрало место посадки на Титане
© 3dmdb.com

Несмотря на то, что «Гюйгенс» был рассчитан всего на несколько часов работы, это знаменательное достижение позволило получить бесценный набор данных, частично объясняющих свойства атмосферы и поверхности Титана.

NASA, которое являлось частью миссии «Гюйгенс», решило вернуться на Титан, но уже на принципиально новом уровне: новейшие инструменты и «живучий» аппарат, который будет летать в атмосфере сатурнианского спутника!

Миссия Dragonfly

Dragonfly — это спускаемый аппарат, который сможет использовать относительно низкую гравитацию Титана и высокое атмосферное давление, чтобы летать как дрон, разведывая неизвестные науке места и собирая различные данные. Эта уникальная способность Dragonfly позволит изучить сотни квадратных километров поверхности Титана, пути пребиотической химии, климат, геологические процессы и, возможно, даже найти биосигнатуры.

Но перед тем как Dragonfly приступит к эпохальному исследованию, аппарату нужно определиться с местом посадки.

Спуск на Титан

Как и при любой миссии, подразумевающей спуск аппарата на поверхность космического тела, безопасность является ключевым параметром, который приводит к резкому сокращению посадочных площадок. В ходе миссии Dragonfly, которая должна прибыть к Сатурну в середине 2030-х годов, северное полушарие Титана будет переживать зиму и поэтому будет направлено в сторону от Земли и Солнца. Поскольку Dragonfly использует «прямую видимость» для связи, а NASA требуется непрерывное отслеживание во время входа в атмосферу, спуска и посадки космического аппарата, эту миссию нельзя отправить к интригующим метановым морям на Северном полюсе Титана. Не менее захватывающим местом являются дюнные поля возле экватора, где много органического песка, происхождение и состав которого недостаточно изучены.

Избегая необходимости в дополнительном топливе, космический аппарат будет «подкрадываться» к Титану (вместо того, чтобы нанести «удар в лоб» и влететь в его атмосферу), а после использовать аэрооболочку для торможения в плотной атмосфере спутника. Вход под тем же углом в 65 градусов, что и у зонда «Гюйгенс», вносит дополнительные ограничения в выборе мест посадки, оставляя ученым относительно небольшую «жизнеспособную целевую область» в форме пончика (см. изображение ниже). В этом регионе команда Dragonfly приметила ударный кратер, в котором могут быть множество неоднородных и интересных ландшафтов для исследования.

Миссия Dragonfly: NASA выбрало место посадки на Титане
© astrobites.org

Подготовка к посадке

90-километровый ударный кратер Селк является крайне любопытным регионом для изучения, отчасти из-за возможного протекания там сложных химических реакций. Хотя Титан очень холодный и ледяной, он окутан «дымкой» органических молекул (длинных цепочек углерода, водорода, азота), которые, вероятно, являются частью основных строительных кирпичиков жизни. Во время падения метеорита, ответственного за появление кратера, было сгенерировано огромное количество тепла, которое растопило льды и временно высвободило воду. Эта вода, выступая в роли естественного растворителя, могла стать основой потрясающего «органического супа», который мог запустить процесс зарождения жизни.

Помимо астробиологического потенциала, кратер и близлежащие дюны представляют очевидный геологический интерес. Например, продолжающаяся эрозия, вероятно, разрушила край кратера из-за ветров и метановых дождей.

Несмотря на то, что общие данные о Титане довольно скудны, кратер Селк имеет важное преимущество перед другими регионами из-за относительно хорошего покрытия для планирования миссии благодаря нескольким пролетам космического аппарата NASA «Кассини», который, кстати, и доставил «Гюйгенс» к спутнику.

Изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах показывают химический состав поверхности на основе интенсивности отражений на разных длинах волн, но часто данные с самым высоким разрешением для изучения морфологии местности получают в результате радиолокационных наблюдений (см. изображение ниже). Некоторые ограниченные топографические данные также предполагают, что в кратере Селк доминируют относительно небольшие уклоны, а не крутые горы, которые могут представлять опасность для миссии.

Миссия Dragonfly: NASA выбрало место посадки на Титане
© astrobites.org

Чтобы изучить регион вокруг кратера Селк, команда ученых разделила его на сетку с ячейками размером в четверть градуса (около 10 километров в ширину). Каждой ячейке давалась классификация, указывающая, например, содержит ли этот участок дюны, богатые льдом ударные выбросы или же данных недостаточно, чтобы сделать какие-либо выводы. В будущем эти ячейки с классификациями можно использовать для планирования миссии, включая конкретное место посадки. Опираясь на имеющиеся данные и на модели атмосферы с ее ветрами, команда определила «посадочный эллипс» размером 149 на 72 километра к югу от кратера, внутри которого с вероятностью в 99% миссия Dragonfly совершит успешную посадку.

Ожидания

Помимо имеющихся данных, ученые могут также делать выводы об условиях на поверхности, проводя аналогии со схожими геологическими объектами на Земле (см. изображение ниже). Можно ожидать, что посадка между дюнами в зоне «междурядья» будет ровной и безопасной, чтобы Dragonfly не опрокинулся. Предполагается, что дюны Титана будут иметь одинаковую морфологию, а значит на каждой дюне должны быть широкие участки с незначительны уклоном, где Dragonfly сможет брать пробы песка. В конечном итоге, если дела среди дюн будут идти хорошо, аппарат будет постепенно продвигаться на север, к кратеру Селк.

Миссия Dragonfly: NASA выбрало место посадки на Титане
© astrobites.org

Конечно, в план миссии могут быть внесены еще многочисленные изменения, но команда Dragonfly ожидает, что эти изменения не выйдут за границы эллипса. В настоящее время запуск миссии намечен на 2027 год, а прибытие на Титан состоится в 2034 году.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Закрепите на Pinterest