בסוף שנות השבעים ותחילת שנות ה -80, מדענים קיבלו את המבט המפורט הראשון שלהם על הירח הגדול ביותר של שבתאי. הודות ל חלוץ 11 בדיקה, שאחריה באחריה וויאג'ר 1 ו2 משימות, אנשי כדור הארץ טופלו בתמונות ובקריאות של הירח המסתורי הזה. מה שחשפו זה לוויין קר שהיה בכל זאת אווירה צפופה ועשירה בחנקן.
הודות ל קאסיני-הויגנס המשימה שהגיעה לטיטאן ביולי 2004 ותסתיים במשימתה ב- 15 בספטמבר, תעלומות ירח זה רק העמיקו. מכאן מדוע נאס"א מקווה לשלוח למשימות נוספות בעתיד הקרוב, כמו למשל שפירית מושג. מלאכה זו היא עבודתו של המעבדה לפיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ון הופקינס (JHUAPL), שהם בדיוק הגישו הצעה רשמית לה.
בעיקרון, שפירית תהיה משימה חדשה בכיתת הגבולות שתשתמש במערך כפול-quadcopter כדי לעקוף. זה יאפשר המראה ונחיתה אנכית (VTOL), להבטיח שהרכב יוכל לחקור את האווירה של טיטאן ולנהל מדע על פני השטח. וכמובן, זה יחקור גם את אגמי המתאן של טיטאן כדי לראות איזו כימיה מתרחשת בתוכם.
המטרה של כל זה תהיה לשפוך אור על הסביבה המסתורית של טיטאן, שלא רק שיש לה מחזור מתאן הדומה למחזור המים של כדור הארץ עצמו, אלא עשיר בכימיה פרביוטית ואורגנית. בקיצור, טיטאן הוא "עולם האוקיאנוס" של מערכת השמש שלנו - יחד עם ירחי יופיטר אירופה וגנימד, וירח אנסלדוס של שבתאי - שיכול להכיל את כל המרכיבים הדרושים לחיים.
יתרה מזאת, מחקרים קודמים הראו כי הירח מכוסה במרבצים עשירים של חומר אורגני העוברים תהליכים כימיים, כאלה שעשויים להיות דומים לאלה שהתרחשו על פני כדור הארץ לפני מיליארדי שנים. בגלל זה, מדענים הגיעו לראות בטיטאן מעין מעבדה פלנטרית, שם ניתן היה לחקור את התגובות הכימיות שעלולות להוביל לחיים על כדור הארץ.
בתור אליזבת טורטל, מדענית כוכבי לכת ב- JHUAPL והחוקרת הראשית במחקר שפירית המשימה, אמר למגזין Space באמצעות המייל:
"טיטאן מציע אורגנים מורכבים בשפע על פני עולם האוקיאנוס השולט במים-קרח, מה שהופך אותו ליעד אידיאלי לחקר כימיה פרביוטית ולתעד את יכולת ההרגשה של סביבה חוצנית. מכיוון שהאטמוספירה של טיטאן מעלימה את פני השטח באורכי גל רבים, יש לנו מידע מוגבל על החומרים המרכיבים את פני השטח ואופן מעובדם. על ידי עריכת מדידות מפורטות של שטח הפנים במספר מיקומים, שפירית הייתה חושפת ממה עשוי המשטח ועד כמה התקדמה הכימיה הפרביוטית בסביבות שמספקות מרכיבי מפתח ידועים לכל החיים, מזהים את אבני הבניין הכימיות והתהליכים בעבודה לייצור רלוונטי מבחינה ביולוגית. תרכובות. "
בנוסף, שפירית ישתמש גם בתצפיות בחישה מרחוק כדי לאפיין את הגיאולוגיה של אתרי הנחיתה. בנוסף למתן הקשר לדגימות, הדבר יאפשר גם מחקרים סייסמיים כדי לקבוע את מבנה הטיטאן ואת נוכחות הפעילות מתחת לפני האדמה. אחרון חביב, שפירית ישתמשו בחיישני מטאורולוגיה ובכלי חישה מרחוק כדי לאסוף מידע על תנאי האטמוספירה והשטח לפני כדור הארץ.
בעוד שהוצעו מספר הצעות למשימת חקר רובוטי של טיטאן, רובן קיבלו צורה של פלטפורמות אוויריות או בלון משולב ונחת. הרכב האווירי לסיור טיטאן מוטס במקום (AVIATR), הצעה שהגיש בעבר ג'ייסון בארנס וצוות חוקרים מאוניברסיטת איידהו, הוא דוגמה לראשונה.
בקטגוריה האחרונה, יש לך מושגים כמו משימת מערכת הטיטאן סטורן (TSSM), מושג שפיתח במשותף על ידי סוכנות החלל האירופית (ESA) ונאס"א. תפיסת משימת הדגל של כוכבי הלכת החיצוניים, עיצוב ה- TSSM כלל שלושה אלמנטים - מסלול נאס"א, נחתת מעוצבת על ידי ESA לחקור את אגמי טיטאן, וכדור פורח מעוצב על ידי ESA כדי לחקור את האווירה שלו.
מה נפרד שפירית ממושגים אלה ואחרים היא היכולת שלה לבצע מחקרים אוויריים וקרקעיים עם פלטפורמה יחידה. כפי שהסביר ד"ר צב:
"שפירית תהיה משימה במקום לביצוע מדידות מפורטות של הרכב השטח של טיטאן ותנאיו כדי להבין את יכולת ההרגשה של עולם האוקיאנוס הייחודי העשיר באורגניים. הצענו מכבי רוטור לנצל את האווירה הצפופה והרגועה של טיטאן וכוח הכבידה הנמוך (המקלים על טיסה על טיטאן מאשר על פני כדור הארץ) בכדי להעביר חבילת מכשירים מסוגלת ממקום למקום - בין עשרה עד מאה קילומטרים זה מזה. מדידות בהגדרות גאולוגיות שונות. בניגוד למושגים אוויריים אחרים שנחשבו לצורך חקר טיטאן (מהם היו כמה), שפירית הייתה מבלה את רוב זמנה על פני השטח בביצוע מדידות, לפני שהיא טסה לאתר אחר. "
שפיריתחבילה של מכשירים תכלול ספקטרומטרים המוניים כדי לחקור את הרכב השטח והאווירה; ספקטרומטרים של קרני גאמה, אשר היו מודדים את הרכב פני השטח (כלומר מחפשים עדויות לאוקיאנוס פנים); חיישני מטאורולוגיה וגיאופיזיקה, אשר ימדדו רוח, לחץ אטמוספרי, טמפרטורה ופעילות סייסמית; וסוויטת מצלמה להצמדת תמונות לפני השטח.
בהתחשב באווירה הצפופה של טיטאן, תאים סולאריים לא יהיו אפשרות יעילה למשימה רובוטית. ככזה, שפירית היה מסתמך על גנרטור תרמו-אלקטרו רדיו-איזוטופי רב-משימתי (MMRTG) על כוח, בדומה למה שה סקרנות רובר משתמש. בעוד שמשימות רובוטיות הנשענות על מקורות כוח גרעיניים אינן זולות בדיוק, הן מאפשרות משימות שיכולות להימשך שנים בכל פעם ולבצע מחקר לא יסולא בפז (כמו סקרנות הראה).
כפיטר Bedini - מנהל התוכנית במחלקת החלל JHUAPL ו- שפירית מנהל הפרויקט - הסביר, זה יאפשר משימה ארוכת טווח עם תשואות משמעותיות:
"יכולנו לקחת נחת, להניח אותו על טיטאן, לבצע את ארבע המדידות האלה במקום אחד, ולהגדיל משמעותית את ההבנה שלנו לגבי טיטאן וירחים דומים. עם זאת, אנו יכולים להכפיל את ערך המשימה אם נוסיף ניידות אווירית, שתאפשר לנו לגשת למגוון הגדרות גאולוגיות, למקסם את החזרת המדע ולהוריד את סיכון המשימה על ידי מעבר על מכשולים או סביבם. "
בסופו של דבר, משימה כמו שפירית יוכל לחקור עד כמה התקדמה הכימיה הפרה-ביוטית על טיטאן. ניסויים מסוג זה, שבהם משולבים אבני בניין אורגניות ונחשפים לאנרגיה כדי לראות אם חיים מתעוררים, לא ניתן לבצע במעבדה (בעיקר בגלל טווחי הזמן המעורבים). מכיוון שכך, מדענים מקווים לראות עד כמה הדברים התקדמו על פני השטח של טיטאן, היכן שהיו תנאים פרה-ביוטיים עבור עידנים.
בנוסף, המדענים יחפשו חתימות כימיות המעידות על קיומם של מים ו / או חיים על בסיס פחמימנים. בעבר הועלו השערות כי חיים יכולים להתקיים בתוך פנים טיטאן, וכי צורות חיים מתנוגניות אקזוטיות יכולות להתקיים אפילו על פני השטח שלו. מציאת עדויות לחיים כאלה תאתגר את התפיסות שלנו לגבי היכן החיים יכולים להתעורר, ותגביר מאוד את החיפוש אחר החיים בתוך מערכת השמש ומחוצה לה.
כפי שציין ד"ר צב, בחירת המשימה תגיע בקרוב, והאם לא שפירית המשימה שתישלח לטיטן צריכה להיות מוחלטת בעוד מספר שנים בלבד:
"בהמשך הסתיו, נאס"א תבחר בכמה ממשימות הגבול החדשות המוצעות להמשך העבודה במחקרי מושג שלב א ', אמרה. "המחקרים הללו יתקיימו לאורך רוב שנת 2018 ולאחריה סבב סקירה נוסף. והבחירה הסופית של משימת טיסה תהיה באמצע 2019 ... משימות שהוצעו לסבב זה של תוכנית הגבולות החדשות אמורות לצאת לדרך לפני סוף 2025. "
והקפידו לבדוק את הסרטון הזה של אפשרי שפירית המשימה באדיבות JHUAPL:
