Dragonfly (navă spațială)

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 7 mai 2022; verificările necesită 3 modificări .
libelulă
libelulă
Client NASA
Producător Laboratorul de Fizică Aplicată
Operator NASA și Laboratorul de Fizică Aplicată
Sarcini Explorarea Titanului
lansa iunie 2027  ( 2027-06 )
ID NSSDCA LIBELULĂ
Specificații
Greutate 450 kg
Putere 70 W
dragonfly.jhuapl.edu
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Dragonfly (tradus din  engleză  -  "dragonfly") - un proiect al unei nave spațiale și o misiune cu același nume, care implică aterizarea unei aeronave cu aripi rotative pe Titan , cel mai mare satelit al lui Saturn . Scopul cercetării este căutarea chimiei prebiotice și a viabilității în diferite zone ale Titanului, pentru care dispozitivul de aterizare trebuie să fie capabil de decolare și aterizare verticală (VTOL) [1] [2] [3] .

Titanul este unic prin faptul că suprafața sa conține hidrocarburi sub formă lichidă, motiv pentru care este de interes pentru cercetările din domeniul astrobiologiei și abiogenezei [1] . Misiunea a fost propusă de Laboratorul de Fizică Aplicată de la Universitatea Johns Hopkins în aprilie 2017, ca parte a programului New Frontier al NASA . În decembrie 2017, misiunea a devenit finalistă în competiție, fiind selectată (împreună cu misiunea CAESAR) dintre douăsprezece propuneri pentru etapa a patra a Noii Frontiere [4] [5] [6] . Pe 27 iunie 2019, NASA a selectat proiectul drept câștigător [7] [8] . Lansarea navei spațiale de pe Pământ este programată pentru iunie 2027, sosirea pe Saturn și coborârea la suprafața Titanului sunt așteptate în 2036, după care nava spațială va putea lucra pe Titan mai bine de doi ani și jumătate [9] [10] [11] .

Prezentare generală

Sonda spațială Dragonfly va ateriza pe Titan, unde va căuta vieți microbiene și va studia viabilitatea satelitului , chimia prebiotică în diferite locații de pe Titan. Dispozitivul va putea efectua zboruri controlate, precum și decolări și aterizări verticale. Generatorul aparatului va funcționa pe izotopi radioactivi . Misiunea implică zboruri ale aparatului către diferite zone de pe suprafața Titanului, urmate de colectarea și analiza probelor [12] [13] .

Datorită prezenței hidrocarburilor lichide de suprafață și, eventual, a apei subterane pe Titan, acolo s-ar fi putut forma așa-numita supă primordială , în legătură cu care acest satelit al lui Saturn prezintă un mare interes pentru astrobiologi [14] .

Istorie

Ideea inițială pentru misiunea Dragonfly a apărut la sfârșitul anului 2015, în timpul unei conversații la cină între oamenii de știință Jason W. Barnes de la Universitatea din Idaho și Ralph D. Lorenz de la Johns Hopkins Applied Physics Laboratory [15] . Elizabeth Turtle , un om de știință planetar la Laboratorul de Fizică Aplicată de la Universitatea Johns Hopkins [13] a devenit liderul științific al proiectului . Conceptul misiunii se bazează pe dezvoltări anterioare care au luat în considerare posibilitatea navigației aeriene pe Titan, inclusiv studiul Titan Explorer [16] din 2007 , care a propus lansarea unui balon cu aer cald ( TSSM ) [17] sau a unui avion ( AVIATR ) [ 17] 12] pe Titan . Conceptul misiunii Dragonfly implică utilizarea unui vehicul cu mai multe rotoare [18] pentru a muta instrumentele de cercetare în diferite părți ale Titanului și pentru a studia detaliile suprafeței, atmosferei și geologiei Lunii lui Saturn.

Misiunea a fost propusă de Laboratorul de Fizică Aplicată de la Universitatea Johns Hopkins în aprilie 2017, ca parte a programului New Frontier al NASA . În decembrie 2017, misiunea a devenit finalistă în competiție, fiind selectată (împreună cu misiunea CAESAR ) dintre douăsprezece propuneri pentru etapa a patra a Noii Frontiere. Pe 27 iunie 2019, NASA a selectat misiunea Dragonfly, după care dezvoltarea, proiectarea detaliată și construcția vehiculului vor începe cu o lansare așteptată în 2027, ca parte a celei de-a patra misiuni a programului New Frontier [19] [20] [ 7] [21] .

Finanțare și dezvoltare

Până la sfârșitul anului 2018, proiectele misiunii CAESAR și Dragonfly au primit 4 milioane USD fiecare pentru un studiu mai detaliat [20] . După selectarea misiunii Dragonfly, a început proiectarea, dezvoltarea și construcția dispozitivului, iar lansarea va fi efectuată în 2027 [19] [20] [7] [10] . Această misiune va fi a patra în cadrul programului New Frontiers .

Sarcini științifice

În 2005, aterizatorul Huygens al Agenției Spațiale Europene a obținut câteva date despre compoziția atmosferei și a suprafeței Titanului. Astfel, sonda a detectat toline [22] , care sunt un amestec de hidrocarburi ( substanțe organice ) în atmosferă și pe suprafața Titanului [23] [24] . Datorită atmosferei dense a Titanului, compoziția chimică exactă, inclusiv conținutul anumitor hidrocarburi de pe acesta, rămâne necunoscută, ceea ce necesită studiul de către vehiculul de coborâre în diferite zone de pe suprafața sa [25] .

De cel mai mare interes pentru cercetare sunt locurile de pe Titan, unde, din cauza topirii sau criovulcanismului, apa apare sub forma lichida, reactionand cu compusii organici. Dragonfly ar putea, dacă s-ar încarna, să exploreze diverse zone de pe suprafața Titanului în căutarea chimiei prebiotice și a biosemnăturilor pe bază de apă sau hidrocarburi [1] .

Robert Zubrin crede că Titan are condițiile necesare pentru a susține viața microbiană : „Cu siguranță, Titan este cea mai ospitalieră lume extraterestră din întregul nostru sistem solar pentru colonizarea umană” [26] . Atmosfera lui Titan conține azot și metan , iar metanul lichid se găsește și pe suprafața lunii lui Saturn. Este posibil ca sub suprafața Titanului să existe și apă lichidă și amoniac, care pot fi aduse la suprafață prin activitatea criovulcanică [27] .

La 19 iulie 2021, Obiectivele și obiectivele științifice pentru aterizatorul relocabil Dragonfly Titan Rotorcraft [28] au fost publicate în The Planetary Science Journal , în care autorii, conduși de managerul adjunct de proiect Dragonfly, Jason Barnes de la Universitatea din Idaho, au furnizat un document aprobat. lista de obiective științifice pentru ortocopter [29] :

Proiectare și construcție

Potrivit proiectului, Dragonfly este o aeronavă cu aripă rotativă . După ce coboară la suprafață, ar trebui să funcționeze ca un quadcopter mare cu elice duble, adică un octocopter [12] . Această configurație a elicei va permite vehiculului să se miște chiar dacă o elice sau un motor este pierdut [12] . Fiecare șurub va avea aproximativ 1 metru în diametru [12] . Aparatul se va putea deplasa cu o viteză de aproximativ 36 km/h și se va ridica la o înălțime de până la 4 km [12] .

Energia necesară pentru a pluti în aer cu o masă similară pe Titan este de 38 de ori mai mică decât pe Pământ [30] datorită atmosferei mai dense și gravitației scăzute [1] . Atmosfera lui Titan este de patru ori mai densă decât cea a Pământului, iar gravitația este de aproximativ 15% din cea a Pământului, ceea ce face Titan mai ușor de zburat. Pe de altă parte, există o serie de factori care complică misiunea, trebuie să se țină cont de temperaturile scăzute de funcționare, care sunt de aproximativ -180°C la suprafață, precum și de lumina scăzută [17] . Dragonfly va putea parcurge distanțe considerabile, alimentat de o baterie reîncărcată de un generator termoelectric cu radioizotopi ( MMRTG ) noaptea [31] . Generatorul termoelectric radioizotop MMRTG transformă energia termică din degradarea naturală a radioizotopilor în energie electrică [12] . La o singură încărcare a bateriei, aparatul va putea zbura câteva ore, depășind câteva zeci de kilometri, după care va fi reîncărcat [1] . În timpul zborului, senzorii dispozitivului vor înregistra noi locuri posibile pentru cercetare.

Conform estimărilor și simulărilor preliminare, masa aparatului Dragonfly ar putea fi de 450 kg (990 de lire sterline). Aparatul va fi echipat cu un scut termic cu diametrul de 3,7 m [12] , precum și cu două burghie pentru recoltarea probelor (câte una pentru fiecare schi de aterizare) și analiza ulterioară într-un spectrometru de masă [12] .

Noaptea, care durează aproximativ 8 zile pământești pe Titan, dispozitivul va fi la suprafață [12] . În acest moment, el va putea să colecteze și să analizeze probe de sol, să efectueze studii seismologice, monitorizare meteorologică și fotografiere microscopică a zonei folosind iluminarea LED, ca la dispozitivele Phoenix și Curiosity [12] .

Presupus echipament științific

Punct de aterizare

Este planificat ca locul de aterizare al aeronavei Dragonfly să fie regiunea Shangri-La [32] , situată în apropierea ecuatorului și la 700 km nord de locul de aterizare Huygens. Dragonfly va trebui să exploreze această zonă printr-o serie de zboruri (până la 8 km fiecare) și analize de probe de suprafață. Apoi este planificat un zbor spre craterul Selk , unde în trecut ar fi putut fi apă lichidă. Lungimea totală a zborurilor dispozitivului poate depăși 175 km [32] .

Vezi și

Note

  1. 1 2 3 4 5 Dragonfly: Exploring Titan's Prebiotic Organic Chemistry and Habitability  (ing.)  (link indisponibil) . USRA Houston. Preluat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 5 aprilie 2018.
  2. Dragonfly: Titan Rotorcraft  Lander . Laboratorul de fizică aplicată de la Universitatea Johns Hopkins (2017). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 20 septembrie 2017.
  3. Redd, Nola Taylor , drona „Dragonfly ” ar putea explora Titanul Luna Saturn  . Space.com (25 aprilie 2017). Consultat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 25 aprilie 2017.
  4. NASA investește în dezvoltarea conceptului pentru misiunile către cometă, Saturn Moon Titan  (engleză)  (link inaccesibil - istorie ) . Explorarea Sistemului Solar NASA.
  5. Dragonfly And CAESAR: NASA Greenlights Concepts For Missions To Titan And Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko  (engleză)  (link nu este disponibil) . Science 2.0 (20 decembrie 2017). Preluat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 24 ianuarie 2018.
  6. NASA va trimite un „elicopter nuclear” la Titan și se va întoarce la cometa „sovietică” . RIA.ru (20 decembrie 2017). Preluat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 1 ianuarie 2018.
  7. 1 2 3 Edward Helmore și agenții. NASA va trimite o dronă Dragonfly pentru a explora Titan, cea mai mare  lună a lui Saturn . The Guardian (27 iunie 2019). Preluat la 28 iunie 2019. Arhivat din original la 28 iunie 2019.
  8. NASA va trimite Dragonfly să caute viață pe Titan, luna lui Saturn . Tass.ru (28 iunie 2019). Consultat la 27 iunie 2019. Arhivat din original pe 27 iunie 2019.
  9. Ingineri aerospațiali care dezvoltă drone pentru misiunea conceptului NASA pe  Titan . Universitatea de Stat din Pennsylvania (9 ianuarie 2018). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original pe 7 noiembrie 2019.
  10. 1 2 Lansarea Dragonfly mutată în 2027  . NASA (25 septembrie 2020). Preluat la 29 septembrie 2020. Arhivat din original la 27 septembrie 2020.
  11. NASA New Frontiers 5: Third Community Anouncement - SpaceRef
  12. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Dragonfly: A Rotorcraft Lander Concept for Scientific Exploration at Titan (PDF)  (  link inaccesibil) . Johns Hopkins APL Technical Digest (2017). Consultat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 22 decembrie 2017.
  13. 1 2 NASA selectează misiunea Johns Hopkins condusă de APL pe Titan pentru dezvoltare  ulterioară . Laboratorul de fizică aplicată Johns Hopkins (21 decembrie 2017). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 26 aprilie 2018.
  14. ↑ Dragonfly : Explorarea suprafeței Titanului cu un Lander  relocabil New Frontiers Societatea Americană de Astronomie, întâlnirea DPS #49, id.219.02. (2017). 
  15. Dragonfly APL TechDigest (PDF)  (ing.)  (link nu este disponibil) . JHUAPL.edu. Consultat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 22 decembrie 2017.
  16. Titan Explorer - Flagship Study (PDF)  (eng.)  (link nu este disponibil) . NASA și APL (2008). Preluat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 1 februarie 2017.
  17. 1 2 Montgolfiere Aerobots for Titan (PDF)  (ing.)  (link indisponibil) . Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA. Preluat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 22 decembrie 2016.
  18. Langelaan JW și colab. (2017) Proc. Aerospace Conf. IEEE.
  19. 1 2 Spacewatch: dronă din afara acestei lumi cu o sarcină Titanic  înainte . The Guardian (21 decembrie 2017). Consultat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 13 iulie 2019.
  20. 1 2 3 Chang, Kenneth Finaliștii în cadrul concursului NASA pentru nave spațiale: o dronă pe Titan și un vânător de  comete . The New York Times (19 noiembrie 2017). Consultat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 13 iulie 2019.
  21. ↑ Libelula NASA va zbura în jurul Titanului în căutarea originilor, semnelor vieții  . NASA.gov (27 iunie 2019). Preluat la 27 iunie 2019. Arhivat din original la 28 iunie 2019.
  22. Ce în lume(e) sunt tholin-urile?  (engleză) . Planetary.org (23 iulie 2015). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 13 ianuarie 2020.
  23. Giant Tropical Lake Found on Saturn Moon Titan  (în engleză)  (link inaccesibil - istorie ) . Space.com (13 iunie 2012).
  24. Imagini noi de la Sonda Huygens: Linii și canale, dar o  suprafață aparent uscată . Planetary.org (15 ianuarie 2005). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 30 martie 2018.
  25. Williams, Matt Dragonfly propus NASA ca Misiune Daring New Frontiers pe  Titan . Universul de azi (25 august 2017). Consultat la 25 ianuarie 2018. Arhivat din original la 13 iulie 2019.
  26. Robert Zubrin, Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization , secțiunea: Titan, pp. 163-166, Tarcher/Putnam, 1999, ISBN 978-1-58542-036-0
  27. Robert Zubrin, The Case for Mars: The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must , p. 146, Simon & Schuster/Touchstone, 1996, ISBN 978-0-684-83550-1
  28. Obiective științifice și obiective pentru aterizatorul relocabil Dragonfly Titan Rotorcraft . The Planetary Science Journal (19.07.2021). Preluat la 29 octombrie 2021. Arhivat din original la 17 august 2021.
  29. Oamenii de știință planetari identifică ținte de drone pe Titan . N+1 (13.08.2021). Preluat la 29 octombrie 2021. Arhivat din original la 29 octombrie 2021.
  30. R. Lorenz, „Titan Here We Come!”, New Scientist, 15 iulie 2000.
  31. Explorarea post-Cassini a Titanului: Rațiune științifică și concepte de misiune (PDF  ) . Journal of the British Interplanetary Society (2000). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 25 ianuarie 2020.
  32. 1 2 Libelula NASA va zbura în jurul Titanului în căutarea originilor, semnelor  vieții . NASA.gov (27 iunie 2019). Preluat la 27 iunie 2019. Arhivat din original la 2 mai 2021.

Link -uri