Minggu lalu - dari Isnin, 27 Februari hingga Rabu, 1 Mac - NASA mengadakan "Bengkel Sains Visi Planet 2050" di ibu pejabat mereka di Washington, DC. Dalam banyak pembentangan, pidato dan perbincangan panel, NASA telah berkongsi banyak rancangannya untuk masa depan penerokaan angkasa lepas dengan masyarakat antarabangsa.
Di antara yang lebih bercita-cita tinggi adalah cadangan untuk meneroka Titan menggunakan penjelajah udara dan pendarat. Berdasarkan kejayaan misi Cassini-Huygen ESA, rancangan ini akan melibatkan belon yang akan menjelajahi permukaan Titan dari ketinggian rendah, bersama dengan Mars Pathfinder-misi gaya yang akan meneroka permukaan.
Pada akhirnya, tujuan misi ke Titan adalah untuk meneroka persekitaran kimia organik yang kaya dengan bulan, yang memberikan peluang unik bagi para penyelidik planet. Untuk beberapa waktu, para saintis telah memahami bahawa permukaan dan atmosfer Titan mempunyai banyak sebatian organik dan semua kimia prebiotik yang diperlukan agar kehidupan berfungsi.
Pembentangan, yang bertajuk "Mobiliti Udara: Kunci untuk Meneroka Kepelbagaian Kimia Kaya Titan" dipengerusikan oleh Ralph Lorenz dari Makmal Fizik Gunaan Johns Hopkins, dan dipengerusikan bersama oleh Elizabeth Turtle (juga dari John Hopkins APL) dan Jason Barnes dari Jabatan Fizik di University of Idaho. Seperti yang dijelaskan oleh Turtle kepada Space Magazine melalui e-mel, Titan memberikan beberapa peluang menarik untuk misi generasi akan datang:
"Titan menarik perhatian kerana kimia organik yang banyak dan kompleks dapat mengajar kita mengenai interaksi kimia yang mungkin berlaku di Bumi (dan di tempat lain?) Yang membawa kepada perkembangan kehidupan. Selain itu, Titan bukan sahaja mempunyai laut air cair dalaman, tetapi juga terdapat peluang untuk bahan organik bercampur dengan air cair di permukaan Titan, misalnya kawah hentaman dan kemungkinan letusan cryovolcanic. Kombinasi bahan organik dengan air cair tentu saja meningkatkan potensi astrobiologi. "
Atas sebab ini, penerokaan Titan telah menjadi tujuan saintifik selama beberapa dekad. Satu-satunya persoalan adalah cara terbaik untuk menerokai persekitaran unik Titan. Semasa Kajian Decadal sebelumnya - seperti Kumpulan Kerja Strategi Kempen (CSWG) mengenai Kimia Prebiotik di Sistem Suria Luar, yang mana Lorenz adalah penyumbang - telah mencadangkan bahawa kenderaan udara bergerak (seperti kapal terbang atau belon) akan baik- sesuai dengan tugas.
Walau bagaimanapun, kenderaan seperti itu tidak dapat mempelajari tasik metana Titan, yang merupakan salah satu tarikan bulan yang paling menarik sejauh penyelidikan kimia kimia prebiotik. Lebih-lebih lagi, kenderaan udara tidak akan dapat melakukan analisis kimia in-situ permukaan, seperti yang dilakukan oleh Mars Explorasi Rovers (Semangat, Peluang dan Rasa ingin tahu) telah dilakukan di Marikh - dan dengan hasil yang luar biasa!
Pada masa yang sama, Lorenz dan rakannya meneliti konsep untuk menerokai laut hidrokarbon Titan - seperti kapsul Titan Mare Explorer (TiME) yang dicadangkan. Sebagai salah satu daripada beberapa finalis pertandingan Penemuan 2010 NASA, konsep ini meminta penyebaran robot nautika ke Titan dalam beberapa dekad yang akan datang, di mana ia akan mengkaji tasik metana untuk mengetahui lebih lanjut mengenai kitaran metana dan mencari tanda-tanda kehidupan organik.
Walaupun cadangan seperti itu akan menjimatkan kos dan memberikan beberapa peluang yang sangat menarik untuk penyelidikan, ia juga mempunyai beberapa batasan. Contohnya, pada tahun 2020-2030-an, hemisfera utara Titan akan mengalami musim sejuknya; pada tahap mana ketebalan atmosferanya akan menjadikan komunikasi langsung ke Bumi dan pemandangan Bumi menjadi mustahil. Selain itu, kenderaan nautika akan menghalang penerokaan permukaan tanah Titan.
Ini menawarkan beberapa prospek yang paling mungkin untuk mengkaji evolusi kimia maju Titan, termasuk pasir gundukan Titan. Sebagai kawasan yang berangin, kawasan ini mungkin mempunyai bahan yang disimpan dari seluruh Titan dan juga mungkin mengandungi bahan yang diubah secara berair. Sama seperti yang Mars Pathfinder lokasi pendaratan dipilih sehingga dapat mengumpulkan sampel dari daerah yang luas, seperti lokasi akan menjadi lokasi yang ideal untuk pendarat.
Oleh itu, Lorenz dan rakan-rakannya menganjurkan jenis misi yang diartikulasikan dalam Kajian Bendera 2007, yang meminta balon Montgolfière untuk penjelajahan wilayah dan pendarat seperti Pathfinder. Ini akan memberi peluang untuk melakukan pencitraan permukaan pada resolusi yang tidak mungkin dari orbit (kerana atmosfer yang tebal) serta menyelidiki kimia permukaan dan struktur dalaman bulan.
Oleh itu, semasa belon mengumpulkan data geografi resolusi tinggi bulan, pendarat dapat melakukan tinjauan seismologi yang akan mencirikan ketebalan ais di atas lautan perairan dalaman Titan. Namun, misi pendaratan akan terbatas dari segi jangkauan, dan permukaan Titan menghadirkan masalah untuk mobiliti. Ini akan menjadikan beberapa pendarat, atau pendaratan yang boleh ditempatkan semula, pilihan yang paling diingini.
"Sasaran berpotensi meliputi kawasan di mana kita dapat mengukur bahan permukaan padat, komposisi yang masih belum diketahui, pasir pasir Titan, misalnya," kata Turtle. "Analisis in situ terperinci diperlukan untuk menentukan komposisi mereka. Tasik dan laut juga menarik; namun, dalam jangka masa terdekat (misi yang tiba pada 2030-an) kebanyakannya akan berada dalam kegelapan musim sejuk. Oleh itu, menjelajah mereka mungkin perlu menunggu hingga tahun 2040-an. "
Konsep misi ini juga akan memanfaatkan beberapa kemajuan teknologi yang telah dicapai dalam beberapa tahun terakhir. Seperti yang dijelaskan oleh Lorenz semasa pembentangan:
"Mobiliti yang lebih berat dari udara sebenarnya sangat efisien, lebih-lebih lagi, peningkatan dalam pesawat autonomi dalam dua dekad sejak CSWG menjadikan eksplorasi semacam itu sebagai prospek yang realistik. Pelbagai pendaratan in-situ yang dihantar oleh kenderaan udara seperti kapal terbang atau pendaratan dengan mobiliti udara untuk mengakses beberapa laman web, akan memberikan kemampuan saintifik yang paling diingini, sangat relevan dengan tema asal-usul, cara kerja, dan kehidupan. "
Lorenz, Turtle dan Barnes juga akan membentangkan penemuan ini pada Persidangan Sains Lunar dan Planet ke-48 yang akan datang - yang akan berlangsung dari 20 hingga 24 Mac di The Woodlands, Texas. Di sana mereka akan disertai oleh anggota tambahan Johns Hopkins APL dan University of Idaho, serta panelis dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, Universiti Negeri Pennsylvania, dan Robotik Honeybee.
Namun, menghadapi beberapa tantangan tambahan yang tidak ditimbulkan di Bengkel Visi 2050, mereka akan memberikan sedikit perubahan pada idea mereka. Daripada belon dan pendaratan berganda, mereka akan menampilkan konsep misi yang melibatkan qaudcopter "Dragonfly". Kenderaan empat rotor ini dapat memanfaatkan atmosfera tebal Titan dan graviti rendah untuk mendapatkan sampel dan menentukan komposisi permukaan dalam pelbagai tetapan geologi.
Konsep ini juga menggabungkan banyak kemajuan terkini dalam teknologi, termasuk elektronik kawalan moden dan kemajuan dalam reka bentuk kenderaan udara tanpa pemandu (UAV) komersial. Selain itu, quadcopter akan menghilangkan retrorocket bertenaga kimia dan dapat mengaktifkan antara penerbangan, memberikan jangka hayat yang berpotensi lebih lama.
Ini dan konsep lain untuk meneroka bulan Saturnus Titan pasti mendapat daya tarikan pada tahun-tahun mendatang. Memandangkan banyak misteri yang terkunci di dunia ini - dengan merangkumi ais air yang banyak, kimia prebiotik, kitaran metana, dan lautan bawah permukaan yang mungkin merupakan persekitaran prebiotik - pastinya ini merupakan sasaran popular untuk penyelidikan saintifik.
