Saturnův měsíc Titan je „zralý“ na výsadek dronů

Se svojí hustou a na uhlovodíky bohatou atmosférou je Titan předmětem zájmu již několik desetiletí. A s úspěchem mise Cassini-Huygens, která začala zkoumat planetu Saturn a její soustavu měsíců v roce 2004, existuje „na stole“ mnoho návrhů na realizaci pokračujících misí, které by se měly zaměřit na výzkum povrchu Titanu a jeho metanových jezer mnohem podrobněji.

Výzvy, které současně vedou k některým poměrně neobvyklým myšlenkám, pokrývají široký okruh od balónů a přistávacích modulů až k létajícím dronům a ponorkám. Novinkou je návrh létajícího dronu, navrženého výzkumníky NASA’s JHUAPL, který vypadá velmi odvážně. Tento osmivrtulový létající prostředek bude schopen vertikálního startu a přistání (vertical-takeoff and landing, VTOL), umožňující v příštích desetiletích výzkum atmosféry i povrchu měsíce Titan.

Koncept této mise byl navržen vědeckým týmem, jehož vedoucí byla Elizabeth Turtle, astronomka z NASA’s Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL). V únoru letošního roku byl koncept mise představen v rámci pracovního semináře „Planetary Science Vision 2050 Workshop“ a znovu v březnu na 48. konferenci Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands, Texas.

Takováto mise, jak objasnila Elizabeth Turtle, přichází v pravý čas a je nezbytná. Nejen proto, aby byla zkonstruována na základě mnoha nedávno vyvinutých robotických sond (jako je například rover Curiosity nebo kosmická sonda Cassini). Na Titanu není nedostatek příležitostí pro vědecký výzkum. Elizabeth Turtle pokračuje: „Oceán na Titanu je prostředí s unikátním vývojem, který je bohatý na složité organické chemické látky vyskytující se rovněž v jeho atmosféře i na povrchu. Tato kombinace dělá z Titanu obzvlášť dobrý cíl pro výzkum obyvatelnosti těles. Jednou z největších otázek týkajících se vývoje života je, jak chemické interakce vedly k biologickým procesům. Experimenty v prebiotické chemii probíhají na Titanu po mnoho miliónů roků – na časové škále, kterou není možné napodobit v laboratoři – a výsledky těchto experimentů mohou být na místě studovány.“

Návrh je založen z části na předchozích úvahách o výzkumu, jako je Campaign Strategy Working Group (CSWG) on Prebiotic Chemistry in the Outer Solar System (strategická kampaň pracovní skupiny pro prebiotickou chemii ve vnějších oblastech Sluneční soustavy). Tento průzkum zdůrazňuje, že pohybující se vzdušné prostředky (vzducholoď či balón) by byly docela vhodné k výzkumu Titanu. Titan je dalším známým tělesem kromě Země, které má hustou dusíkatou atmosféru – čtyřikrát hustější než pozemská – avšak jeho gravitace dosahuje přibližně 1/7 zemské přitažlivosti.

Avšak balóny a vzducholodě nejsou schopné studovat metanová jezera na Titanu, která jsou jedním z nejnapínavějších lákadel, pokud se týká výzkumu prebiotické chemie. A co více, atmosférické létající prostředky nejsou schopny uskutečnit chemickou analýzu přímo na povrchu (in-situ), jak to uskutečňovaly pojízdné laboratoře na Marsu (Spirit, Opportunity a Curiosity).

„Pro nadzemní výzkum Titanu bylo zvažováno několik odlišných metod (vrtulníky, různé typy balónů, vzducholodi),“ říká Elizabeth Turtle. „Létající vážka má výhodu v současné době vyvíjeného letounu s větším počtem rotorů umožňující přemísťování z místa na místo a přistání na povrchu s důmyslným vědeckým vybavením. Protože létající vážka (Dragonfly) bude schopná se přemísťovat na velké vzdálenosti – několik desítek kilometrů najednou a až několik stovek kilometrů za celou misi – bude schopna uskutečnit měření na četných místech s velmi odlišným geologickým vývojem.“

Na 48. konferenci Lunar and Planetary Science Conference byl oficiálně představen koncept „Dragonfly“ (létající vážka), který je tak nazýván pro podobu s vrtulníkem k provádění jak atmosférických výzkumů, tak i ke studiu povrchu. Tento dopravní prostředek se čtyřmi rotory, jak bylo argumentováno, by byl schopen využít hustou atmosféru Titanu a nízkou gravitaci k získání vzorků a určit složení povrchu na několika různých geologických lokalitách.

V posledním návrhu obsahuje Dragonfly osm rotorů (po dvou umístěných v každém z jeho čtyř rohů) k dosažení a udržení letu. Velmi podobně jako Curiosity a připravovaný rover Mars 2020 bude Dragonfly poháněn radioizotopovým termoelektrickým generátorem MMRTG (Multimission Radioisotope Thermoelectric Generator). Tento systém využívá teplo generované při rozpadu plutonia-238 k výrobě elektrické energie, což může udržovat automatickou misi v provozu po dobu několika let.

„A nyní je ta správná doba,“ říká Elizabeth Turtle. „Můžeme stavět na tom, co jsme se dozvěděli na základě výzkumu realizovaném dvojicí sond Cassini-Huygens a uskutečnit další krok při výzkumu Saturnova měsíce Titan.“

V současné době NASA’s Jet Propulsion Laboratory vyvíjí podobný koncept známý jako Mars Helicopter pro použití k výzkumu planety Mars. Předpokládá se, že tento atmosférický dron bude vypuštěn společně s pojízdnou laboratoří Mars 2020. V tomto případě navrhovaná koncepce počítá s dvojicí souosých rotujících vrtulí, které budou poskytovat nejlepší poměr tahu k hmotnosti v řídké atmosféře Marsu.

Pokud NASA vybere projekt Dragonfly k výzkumu Titanu, sonda by mohla být připravena ke startu v polovině příštího desetiletí a v dalším desetiletí může dosáhnout svého cíle. Data získaná kosmickou sondou Cassini poskytnou informace o vhodných místech k přistání. Jakmile Dragonfly přistane, bude schopen oblast detailně prozkoumat. Následně se může vznést do vzduchu a zkoumanou oblast z výšky zmapovat. Poté může přistát na stejném místě a pokračovat v průzkumu, nebo naopak přistát v další zajímavé lokalitě. Předpokládá se vyslání několika exemplářů létajících dronů k zajištění komplexního průzkumu.

Zdroj: https://www.universetoday.com/135308/titan-ripe-drone-invasion/ a http://www.nbcnews.com/mach/space/dragonfly-could-answer-some-big-questions-about-saturn-s-largest-n751841

autor: František Martinek