Подводницата може да изследва морета на огромна сатурнова луна Титан

Изследователите предлагат изпращане на подводница, която да изследва огромната Сатурнова луна Титан

Изследователите предлагат изпращане на подводница, която да изследва ледените морета от метан и етан на огромната Сатурнова луна Титан. (Изображение кредит: НАСА Глен/NIAC)



Подводница може да изследва извънземни морета само след няколко десетилетия.

Изследователите създават концептуална мисия, която ще изпрати подводница до огромната луна на Сатурн Титан, която изпълнява езера и морета от течни въглеводороди на хладната си повърхност.





Подобна мисия, ако бъде одобрена и финансирана от НАСА, може да бъде готова за стартиране през 2030 -те години, което потенциално ще проправи пътя за още по -амбициозни проучвания на подводници по пътя, заявиха разработчиците на концепцията.

Свързани: Невероятни снимки: Титан, най -голямата луна на Сатурн



„Смятаме, че подводницата„ Титан “е нещо като първа стъпка, преди да отидете да направите Европа или Енцелад 'подмисията, каза Стивън Олесън от изследователския център на НАСА' Глен 'в Охайо, миналия месец по време на презентация пред работната група на агенцията' Бъдещи космически операции '.

Европа и Енцелад - луните на Юпитер и Сатурн съответно - и двата приютяват огромни океани с течна вода. Но тези две водни тела са погребани под ледени черупки и следователно би било по -трудно да се пусне подводница в сравнение с повърхностните морета на Титан.



Странен и потенциално обитаем свят

С ширина 3150 мили (5150 километра), Титан е втората по големина луна в Слънчевата система. Единственият по -голям е Ганимед на Юпитер, чийто Титан е победен само на 120 километра.

Но размерът не е всичко, което прави Титан специален. Например, гигантската луна е единственият свят извън Земята, за който е известно, че разполага със стабилни течни тела на повърхността си - тези морета и езера с течен метан и етан, някои от които са по -големи от големите езера в Северна Америка.

В допълнение, гъстата атмосфера на Титан вероятно е домакин на сложна химия, включваща органични молекули, съдържащите въглерод градивни елементи на живота, както го познаваме. В резултат на това много астробиолози гледат на Титан като обещаващо потенциално жилище за живот, което предполага, че местните организми могат да се въртят във въздуха на Луната или да плуват в езерата и моретата.

Тези плувци биха били много различни от всичко, което съществува тук на Земята, като се има предвид, че те биха изкарвали прехраната си в течен метан или етан, а не във вода. Повърхността на Титан е твърде студена, за да може водата да остане течна, но учените смятат, че Луната е домакин на солено море от веществата дълбоко под земята, като Енцелад, Европа и редица други тела на Слънчевата система .

Следователно е възможно Титан да е домакин на две напълно различни и отделни екосистеми-повърхностен свят на „странен живот“, който надвишава царство от по-познати (така или иначе за нас) водозависими организми.

Свързани: 6 -те най -вероятни места за извънземен живот в Слънчевата система

Проучване на въглеводородните морета?

Повечето от това, което знаем за Титан, научихме от 3,2 милиарда долара Мисия Касини-Хюйгенс , който е изследвал Сатурн и многото му луни отблизо от 2004 до 2017 г. По-голямата част от тази работа е извършена от орбитата на НАСА Cassini Saturn, но значителен принос идва и от кацащия апарат Huygens, сонда на Европейската космическа агенция-Италианската космическа агенция, която докосна на Титан през януари 2005 г.

НАСА работи върху собствен космически кораб „Титан“-осем роторен дрон, наречен Dragonfly, чието изстрелване е планирано през 2026 г. Ако всичко върви по план, Dragonfly ще кацне на Титан през 2034 г., след което ще проучи сложната химия и потенциала на Луната. обитаемост на редица различни места.

Подводница може да бъде следващата стъпка в изследването на Титан. Агенцията не е избрала подтипата „Титан“ като официална мисия, но Олесън и екипът му са получили два кръга финансиране от програмата на НАСА Innovative Advanced Concepts (NIAC), която има за цел да стимулира развитието на потенциално променящи се идеи за изследване и технологии. Тези две субсидии на NIAC, на стойност 100 000 и 500 000 долара, бяха отпуснати съответно през 2014 и 2015 г.

Основната цел на работата на NIAC беше да се изготви основен инженерен план на потенциална подводница на Титан, каза Олесън.

'Възможно ли е?' каза той по време на презентацията на FISO. „Какви видове технологии са необходими? Какво е уникалното в тази среда? '

Уникалността е многопластова. Например, въпреки че Титан е огромен за Луна, той е много по -малък от Земята, като има само 14% от гравитационното привличане на нашата планета. Това означава, че подводница „Титан“ няма да изпита почти толкова голям натиск върху корпуса си, колкото подводница на същата дълбочина на Земята.

А подводницата „Титан“ ще се движи през различна среда от тази на Земята. Но това също не е непременно отрицателно. Подводница може лесно да прокарва течни въглеводороди, каза Олесън, а материалът е прозрачен за радиосигналите, което позволява комуникация с плавателния съд, дори когато е потопен.

Тези комуникации могат да достигнат до подводницата директно от Земята или да бъдат предадени чрез орбитален кораб на Титан, в зависимост от архитектурата на мисията.

Свързани: Невероятни снимки на Сатурн от космическия кораб НАСА Касини

Самостоятелната подводница 'Титан' трябва да бъде голяма - дълга около 20 фута (6 метра), с тегло (на Земята) от 3300 паунда. (1500 килограма) - за настаняване на необходимото комуникационно оборудване, каза Олесън. Подводница с придружител на орбита, за разлика от това, може да побере същите научни инструменти в тяло с дължина само 6,5 фута (2 м), с тегло около 1100 паунда. (500 кг).

Това научно оборудване трябва да включва най -малко химически пакет, който анализира течни проби, повърхностен фотоапарат, ехолот, метеорологична станция и инструмент, който измерва физическите свойства на околното море, определиха Олесън и неговият екип. Допълнителни инструменти могат да анализират проби от морското дъно и да изобразят океанското дъно, наред с други задачи.

Изследователите също така проучиха възможността да останат на повърхността с лодка, която да изследва с прекъсвания дълбочините на Титаник с малки, натоварени с инструменти устройства, наречени dropsondes. Това би било по -малко рискован вариант, но възнаграждението също би било по -ниско, каза Олесън.

'Ние губим от науката, просто от факта, че не можем да се потопим и да направим много от тези тестове', каза той за идеята за лодката.

Самостоятелна подводница или дуо на орбитален кораб вероятно ще бъдат водещи мисии, каза Олесън. Водещите кораби са най -скъпите и амбициозни мисии на НАСА, като цените обикновено надхвърлят 2 милиарда долара в наши дни. Примерите включват Cassini-Huygens, марсоходът Curiosity и марсоходът Mars 2020 Perseverance, който стартира към Червената планета в края на юли.

НАСА може да успее да изпълни мисия с кораб Титан чрез програмата си New Frontiers, каза Олесън. Нови мисии на Frontiers, като Dragonfly и Сонда Плутон New Horizons , струват значително по -малко от водещите. Предложенията за последния кръг от финансиране на New Frontiers, който доведе до избора на Dragonfly през юни 2019 г., трябваше да спазват ограничението на разходите от 850 милиона долара (без разходите за стартиране или експлоатация на мисии).

Всички версии на морски изследовател на Титан ще бъдат с ядрено захранване, точно като Касини и Водно конче. Сатурн лежи 10 пъти по -далеч от Слънцето, отколкото Земята, така че слънчевата светлина се разпространява доста тънко върху Титан. (И подводница със слънчева енергия вероятно би била лоша идея дори тук на Земята, като се има предвид, че такива превозни средства изкарват прехраната си на тъмни дълбочини.)

Стартиране през 2030 -те?

Високите северни географски ширини на Титан приемат почти всички езера и морета на Луната, включително двете най-интригуващи цели за изследване на подводници, Kraken Mare и Ligeia Mare.

И двете тела са огромни. Kraken Mare обхваща около 154 000 квадратни мили (400 000 квадратни километра) и е дълбока най -малко 115 фута (35 м). Ligeia Mare има площ от 50 000 квадратни мили (130 000 квадратни километра) и максимална дълбочина от 560 фута (170 м).

Подобно на Сатурн, Титан има сезони, които продължават около седем земни години на брой. Най -добре би било да изследваме Кракен или Лигея по време на северното лято на Титан, когато космически кораб може да изобразява брегови линии във видима светлина и да комуникира директно с контролерите на мисии на Земята, каза Олесън.

Следователно пристигането в Титан през 2045 г. би било добър избор, каза той. Ако мисията включваше орбитален апарат за комуникации, пристигането през северната пролет, около 2040 г., също е вариант, добави Олесън.

Пътуването до Сатурн отнема около седем години, така че подмисия „Титан“ от всякакъв тип ще трябва да бъде стартирана през 2030 -те (освен ако не искаме да изчакаме още три десетилетия, за да се изместят сезоните отново).

Този график „би бил добре с нас - да можем да подготвим това през следващото десетилетие, за да прокараме там“, каза Олесън.

Майк Уол е автор на „Out There“ (Grand Central Publishing, 2018; илюстриран от Карл Тейт), книга за търсенето на извънземен живот. Следвайте го в Twitter @michaeldwall. Следвайте ни в Twitter @Spacedotcom или Facebook.