בשבוע שעבר - מיום שני, ה -27 בפברואר ועד ליום רביעי, ה- 1 במרץ, אירחה נאס"א את "סדנת פלנטריה למדע 2050" במטה שלהם בוושינגטון הבירה. במהלך המצגות הרבות, הנאומים ודיוני הפאנל, שיתפה נאס"א את התוכניות הרבות שלה לעתיד חקר החלל עם הקהילה הבינלאומית.
בין השאפתנים שבהם היו הצעה לחקור את טיטאן באמצעות חוקר אווירי ונחת. על בסיס ההצלחה של משימת קאסיני-הויג'ן של ESA, תוכנית זו תערוך בלון שיחקור את פני השטח של טיטאן מגובה נמוך, יחד עם מאדים Pathfinderמשימת סגנון שתחקור את פני השטח.
בסופו של דבר, המטרה שמשימתה של טיטאן תהיה לחקור את הסביבה הכימית האורגנית העשירה שיש לירח, אשר מהווה הזדמנות ייחודית לחוקרי כדור הארץ. במשך זמן מה, מדענים הבינו כי על פני השטח של האטאן והאווירה שלו יש שפע של תרכובות אורגניות וכל הכימיה הפרביוטית הנחוצה כדי שתפקודם של החיים.
את המצגת, שכותרתה "ניידות אווירית: המפתח לבדיקת המגוון הכימי העשיר של טיטאן", עמד בראשות ראלף לורנץ ממעבדת הפיזיקה היישומית של ג'ונס הופקינס, ובראשה עמדה יחד עם אליזבת טורטל (גם מג'ון הופקינס APL) וג'ייסון בארנס מ- החוג לפיזיקה באוניברסיטת איידהו. כפי שהסביר טורטל למגזין החלל באמצעות הדוא"ל, טיטאן מציג כמה הזדמנויות מרגשות למשימה של הדור הבא:
"טיטאן מעניין במיוחד מכיוון שהכימיה האורגנית השופעת והמורכבת יכולה ללמד אותנו על אינטראקציות כימיות שיכולות היו להתרחש כאן על פני כדור הארץ (ובמקומות אחרים?) המובילות להתפתחות החיים. יתר על כן, לא רק שלטיטן יש אוקיינוס פנימי של מים נוזליים, אלא שהיו גם הזדמנויות לחומרים אורגניים להתערבב עם מים נוזליים על פני השטח של טיטאן, למשל מכתשי השפעה ואולי התפרצויות קריובולקניות. השילוב של חומר אורגני עם מים נוזליים, כמובן, מגביר את הפוטנציאל האסטרוביולוגי. "
מסיבה זו, חקר טיטאן הוא יעד מדעי מזה עשרות שנים. השאלה היחידה היא כיצד כדאי לחקור את הסביבה הייחודית של טיטאן. במהלך סקרי Decadal קודמים - כמו קבוצת העבודה של אסטרטגיית קמפיין (CSWG) בנושא כימיה פרוביוטית במערכת השמש החיצונית, שלורנץ היה תורם בהם - הציע כי כלי רכב אווירי נייד (כמו ספינת אוויר או בלון) יבצע טוב- מתאים למשימה.
עם זאת, כלי רכב כאלה לא יוכלו ללמוד את אגמי המתאן של טיטאן, שהם אחת התוויות המרתקות ביותר של הירח בכל הנוגע למחקר בכימיה פרביוטית. יתר על כן, רכב אווירי לא יוכל לבצע ניתוח כימי במקום פני השטח, ממש כמו מה ש- Mars Exploration Rovers (רוח, הזדמנות ו סקרנות) עשיתי במאדים - ועם תוצאות אדירות!
במקביל, לורנץ ועמיתיו בדקו מושגים לחקר הים הפחמימני של טיטאן - כמו קפסולת טיטאן מארה סייר (TiME) המוצעת. כאחד מבין מספר המועמדים הסופיים בתחרות הגילוי של נאס"א משנת 2010, מושג זה קרא לפרוס את הרובוט הימי לטיטאן בעשורים הקרובים, שם הוא יחקר את אגמי המתאן שלו כדי ללמוד יותר על מחזור המתאן ולחפש סימני חיים אורגניים.
למרות שהצעה כזו תהיה חסכונית ומציגה כמה הזדמנויות מרגשות מאוד למחקר, יש לה גם מגבלות מסוימות. למשל, במהלך שנות העשרים וה -2030, חצי הכדור הצפוני של טיטאן יחווה את עונת החורף שלו; בשלב זה עובי האטמוספירה שלו יהפוך את התקשורת הישירה לכדור הארץ ותצוגות כדור הארץ בלתי אפשריות. נוסף על כך, רכב ימי ימנע את בדיקת משטחי השטח של טיטאן.
אלה מציעים כמה מהסיכויים הסבירים ביותר לחקר ההתפתחות הכימית המתקדמת של טיטאן, כולל חולות הדיונה של טיטאן. כאזור סוער רוח, באזור זה ככל הנראה יש חומר שהופקד מרחבי טיטאן ועשוי להכיל גם חומרים ששונו במים. בדיוק כמו מאדים Pathfinder אתר הנחיתה נבחר כך שיוכל לאסוף דגימות מאזור רחב, כמו למשל מיקום היה אתר אידיאלי לנחת.
ככאלה, לורנץ ועמיתיו דגלו בסוג המשימה שנוסחה במחקר הדגלים בשנת 2007, שקרא לכדור פורח של מונטגולפיאר לחקירה אזורית ולנחתת דמוי נתיב. זה ייתן את ההזדמנות לבצע דימות פני השטח ברזולוציות בלתי אפשריות ממסלול (בגלל האטמוספירה הסמיכה) וכן לחקור את הכימיה לפני השטח ואת המבנה הפנימי של הירח.
אז בזמן שהבלון יאסוף נתונים גיאוגרפיים ברזולוציה גבוהה של הירח, הנחת יכול היה לערוך סקרים סיסמולוגיים המאפיינים את עובי הקרח שמעל לאוקיינוס המים הפנימי של טיטאן. עם זאת, משימת נחתת תהיה מוגבלת מבחינת טווח, ומשטח טיטאן מציג בעיות לניידות. זה יהפוך את הנחתים הנפוצים, או הנחתת הניתנת להעתקה, לאפשרות הרצויה ביותר.
"יעדים פוטנציאליים כוללים אזורים שבהם אנו יכולים למדוד חומרי שטח מוצקים, שהרכבם עדיין לא ידוע, למשל, חולות הדיונה של טיטאן," אמר טורטל. "ניתוח מקומי מפורט נדרש כדי לקבוע את הרכבם. גם האגמים והימים מסקרנים; עם זאת, בטווח הקרוב יותר (משימות המגיעות בשנות העשרים של המאה העשרים) רובן יהיו בחושך חורפי. אז כנראה שחקירתם תצטרך לחכות עד שנות העשרים של המאה העשרים. "
תפיסת משימה זו תנצל גם כמה התקדמויות טכנולוגיות שנעשו בשנים האחרונות. כפי שהסביר לורנץ במהלך המצגת:
"ניידות כבדה-מהאוויר בטיטאן היא למעשה שיפור יעיל ביותר, יתר על כן, שיפורים בכלי טיס אוטונומיים בשני העשורים שחלפו מאז ה- CSWG הופכים חיפוש כזה לפוטנציאל ריאלי. נחתים מרובים באתרם המועברים על ידי רכב אווירי כמו מטוס או נחת עם ניידות אווירית לגישה לאתרים מרובים, יספקו את היכולת המדעית הנחשקת ביותר, הרלוונטית ביותר לנושאים של מקורות, עבודות וחיים. "
לורנץ, צב וברנס יציגו גם את הממצאים הללו בוועידת המדע הארצית והפלנטרית ה -48 הקרובה - שתתקיים בין 20 ל -24 במרץ בוודלנדס, טקסס. לשם יצטרפו אליהם חברים נוספים מטעם ה- AP של ג'ונס הופקינס ואוניברסיטת איידהו, כמו גם חברי פאנל ממרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א, אוניברסיטת פנסילבניה ורובוטיקה Honeybee.
עם זאת, בהתמודדות עם כמה אתגרים נוספים שלא הועלו בסדנת החזון בשנת 2050, הם יציגו טוויסט קל ברעיון שלהם. במקום בלון ומספר נחתים מרובים, הם יציגו מושג משימה הכולל qaudcopter "שפירית". רכב ארבעה רוטור זה יוכל לנצל את האטמוספירה העבה של טיטאן וכוח הכבידה הנמוך כדי להשיג דגימות ולקבוע את הרכב השטח במסגרות גאולוגיות מרובות.
תפיסה זו משלבת גם התקדמות רבה לאחרונה בתחום הטכנולוגיה, הכוללת אלקטרוניקה לבקרה מודרנית והתקדמות בעיצובים מסחריים בלתי מאוישים של כלי רכב אוויריים (מל"טים). נוסף על כך, quadcopter יפטר מכבלי רטרו המונעים כימית ויכול להפעיל כוח בין טיסות, מה שמקנה לו תוחלת חיים פוטנציאלית ארוכה בהרבה.
מושגים אלה ואחרים לבחינת טיטאן הירח של שבתאי בטוחים להשיג מתיחה בשנים הבאות. בהתחשב בתעלומות הרבות שנכללות בעולם הזה - הכולל בתוכו קרח מים שופע, כימיה פרביוטית, מחזור מתאן, ואוקיאנוס מתחת לפני האדמה העשוי להיות סביבה פרביוטית - הוא בהחלט יעד פופולרי למחקר מדעי.
