Где приземлится супердрон НАСА и как он будет летать на Титане, крупнейшем спутнике Сатурна

Титан, самый большой спутник Сатурна он имеет особое значение для астрономов и ученых, планирующих космические миссии. Так же, как это происходит в Тьерра, есть горы, дюны, долины, кратеры и полный цикл дождей с участием озер, морей и рек. Но в отличие от того, что происходит на нашей планете, вместо воды Дожди эс жидкий метан. Где он приземлится и как полетит? супердрон из НАСА в спутнике гиганта колец.

Миссия Кассини-Гюйгенскоторый вращался вокруг Сатурна с 2004 по 2017 год, произвел революцию в нашем понимании Титана. открывая поверхность, удивительно похожую на поверхность Земли. И теперь, благодаря полученной жизненно важной информации, НАСА готовит следующий исследовательский шаг к Титану с стрекоза миссия, выбранный в рамках программы «Новые рубежи», чтобы углубить наше понимание химии и геологии этого спутника, отправив вертолет к его экваториальным полям дюн в середине 2030-х годов.

Настоящий импульс для этой новой миссии придали несколько астрономов, опубликовавших в прошлом году окончательные карты из Реки и притоки жидкого метана Титана чтобы помочь обеспечить контекст для предстоящей экспедиции NASA Dragonfly в десятилетие, запуск которого состоится в 2027 году.

Стрекоза является новой жемчужиной в строительстве НАСА. Это о вертолет что прибудет в 2034 у будет исследовать титан из воздуха. Его дальность будет намного больше, чем у колесного вездехода, так как он сможет покрыть около 16 километров каждые полчаса полета, по плану НАСА. В ходе своей двухлетней миссии он исследует территорию шириной в сотни километров.

Dragonfly будет использовать большую литий-ионную батарею в качестве источника питания, которая предназначена для перезарядки многоцелевым радиоизотопным термоэлектрическим генератором (MMRTG) между полетами. В самой батарее используются те же элементы, которые в настоящее время используются на Международной космической станции, а MMRTG того же типа, что и в марсоходе Curiosity на Марсе. И батарея, и источник питания MMRTG будут заключены в изолированный цилиндр в задней части посадочного модуля, чтобы защитить их от атмосферы Титана.

Однако прежде чем взлететь в небо самостоятельно, Стрекоза должна сначала добраться до Титана на парашюте, мягко приземлился на ледяную поверхность, скрытую от глаз густым углеводородным смогом, наполняющим атмосферу Луны. Местом посадки Dragonfly станет поле Шангри-Ла Дюн, недалеко от кратера Селк. из 80 километров. Этот регион был сфотографирован космическим аппаратом Кассини во время его полета к Сатурну. И вот, группа ученых во главе с планетологом Леа Бонфуа в Корнельском университете повторно проанализировали эти данные, чтобы дать наиболее точную оценку предполагаемой посадки Dragonfly.

Эти подробные карты рек опубликованы в августе 2022 г. в журнале Журнал планетарной науки. В дополнение к картам в работе изучалось, что можно узнать, анализируя реки Земли с использованием ухудшенных данных радара, подобно тому, что Кассини видел в своих орбитальных наблюдениях, и зонду Гюйгенс, когда он приземлился в январе 2005 года. Эти реки, однако, не заполнены. жидкая вода: температура минус 179 градусов по Цельсию слишком холодна для этого. Вместо этого жидкий метан и этан льются дождем с холодного неба и падают с коренной породы водяного льда в притоки рек, питающих большие озера.

В их 127 близких подходов к Луне во время его миссии, Кассини, видел ориентиры в районе места приземления Dragonfly под разными углами, от наклона от 5 до 72 градусов. Анализируя, как местность отбрасывает тени разной формы в зависимости от угла обзора, команда Бонфуа смогла определить топографию региона в пределах разрешения изображения, не обнаружив каких-либо серьезных препятствий, которых следует избегать. Ученые также рассчитали высоту края кратера Селк и обнаружили, что она колеблется от менее 200 метров в некоторых частях до 600 метров, что выше, чем ожидалось, что указывает на менее эродированный кратер вдоль его краев.

Подобно воде на Земле, жидкий метан и этан заполняют озера, реки и ручьи Титана. Но понимание этих каналов, включая их изгибы и повороты, является ключом к пониманию того, как работает система транспортировки наносов на Луне, и лежащей в ее основе геологии. “Системы каналов являются сердцем путей транспортировки отложений на Титане.. Они сообщают вам, как органический материал перемещается по поверхности Титана, и определяют места, где материал может быть сконцентрирован вблизи тектонических или даже криовулканических особенностей. Кроме того, эти материалы могут быть доставлены во внутренний океан жидкой воды Титана или, альтернативно, смешаны с жидкой водой, которая транспортируется на поверхность». Алекс Хейсадъюнкт-профессор астрономии Колледжа искусств и наук Корнельского университета.

Крупнее планеты Меркурий и полностью окутан плотной атмосферой из азота и метана. Титан — единственное место в Солнечной системе с активной гидрологической системой. который включает в себя дождь, каналы, озера и моря. «В отличие от Марса, 3,6 миллиарда лет назад на Титане не было озер и каналов. Изучение гидрологической системы Титана представляет собой экстремальный пример, сравнимый с гидрологической системой Земли, и это единственный случай, когда мы можем активно наблюдать, как развивается планетарный ландшафт в отсутствие растительности».

Джулия Миллер Он руководил работой, целью которой было изучить изображения поверхности Титана, полученные с помощью радара с синтетической апертурой (SAR) Кассини, а также обнаружить речные особенности, а затем сравнить эти изображения с изображениями, доступными на Земле. На нашей планете речная геоморфология обычно изучается с помощью топографических данных и видимых изображений с высоким разрешением. но это было недоступно для кольцеобразного спутника планеты.

Вместо этого Миллер использовал радиолокационные изображения Земли и понизил их качество, чтобы они соответствовали радиолокационным изображениям Титана, сделанным Кассини. Таким образом, эксперт мог понять ограничения набора данных Cassini и узнать, какие результаты являются надежными для анализа с использованием данных с низким разрешением около 1 километра. «Хотя качество и количество изображений «Кассини» существенно ограничивают их полезность для исследования речных сетей, их все же можно использовать для понимания ландшафта Титана», — сказал Миллер.

“Формы рек говорят о многом. Вы можете использовать то, как выглядит река, чтобы попытаться сказать несколько вещей о типе материала, через который она протекает, или о том, насколько круты поверхности, или просто о том, что произошло в этом регионе. Это использование рек в качестве отправной точки, чтобы позже, в идеале, узнать больше о планете.“, – добавил эксперт.Стрекоза приземлится в сухом экваториальном районе Титана. Иногда идет дождь из жидкого метана, но это больше похоже на пустыню на Земле, где есть дюны, несколько небольших гор и ударный кратер», — сказал Бонфуа.

Селк это интересное место. По оценкам, он геологически молод, возможно, ему несколько сотен миллионов лет., удар, который раскопал его, растопил бы местный лед, вызвав взаимодействие между пресной жидкой водой и органическими молекулами, присутствующими в углеводородном супе на поверхности Титана. Астробиологов особенно интересует пребиотическая химия (химия, включающая богатые углеродом молекулы, но не опосредованная живыми существами), которая могла бы возникнуть.

Однако радарные изображения местности Кассини ограничены, с максимальным разрешением 300 метров на пиксель. «Вероятно, есть много небольших рек и пейзажей, которые мы не видели», — признал Бонфуа.

ПРОДОЛЖАЙ ЧИТАТЬ: