Одним из самых важных открытий за последние два десятилетия исследований планет был астробиологический потенциал ледяных спутников планет-гигантов.
Многие из них имеют под толстым слоем льда резервуары с жидкой водой, и составляют новый класс тел Солнечной системы: океанические миры.
Если биология требует углерода, воды и энергии, тогда океанические миры могут дать Солнечной системе лучшие шансы для жизни за пределами Земли.
Туманный спутник Сатурна Титан уникален среди океанических миров тем, что углерод, вода и энергия взаимодействуют прямо на его поверхности:
-
сложные, потенциально толиноподобные органические соединения покрывают большую часть поверхности;
ледяная корка может таять в результате ударов, а жидкая вода из недр океана может извергаться криовулканическими потоками;
солнечная и химическая энергия могут влиять на биохимию.
Изобилие органических богатств Титана, особенно когда он подвергается кратковременному воздействию жидкой воды, создает потенциально пригодную для жизни среду, следы которой доступны на поверхности.
На этом изображении показан Титан в ультрафиолетовой и инфракрасной длинах волн. Красный и зеленый цвета указывают, где атмосферный метан поглощает свет, а синий цвет показывает верхнюю атмосферную дымку. Изображение: NASA/JPL/Space Science Institute
«Титан представляет собой утопию для исследователя», – сказал участник программы Dragonfly доктор Алекс Хейс, научный сотрудник факультета астрономии Корнельского университета.
«Научные вопросы, которые мы задаем для Титана, очень широки, потому что мы еще мало знаем о том, что на самом деле происходит на его поверхности. На каждый вопрос, на который мы ответили во время исследования Титана с орбиты Сатурна миссией «Кассини», мы получили 10 новых».
Хотя Кассини находился на орбите Сатурна в течение 13 лет, плотная атмосфера из метана на Титане сделала невозможным надежную идентификацию материалов на его поверхности.
Хотя радар «Кассини» позволил ученым проникнуть в атмосферу и идентифицировать морфологические структуры земного типа, включая дюны, озера и горы, данные не смогли выявить их состав.
«Фактически, в то время, когда был запущен «Кассини», мы даже не знали, была ли поверхность Титана глобальным жидким океаном метана и этана или твердой поверхностью из водяного льда и твердой органики», – сказал Алекс Хейс.
На этой иллюстрации показан вертолет НАСА «Стрекоза», взлетающий на Титане. Воспользовавшись плотной атмосферой и низкой гравитацией Титана, Стрекоза исследует десятки мест по всему ледяному миру, отберет и измерит составы органических поверхностных материалов Титана, чтобы охарактеризовать обитаемость окружающей среды Титана, и исследует развитие пребиотической химии. © NASA
Зонд Гюйгенс, который приземлился на Титане в 2005 году, был разработан для плавания в метаново-этановом море или для приземления на твердую поверхность. Его научные эксперименты проводились преимущественно в атмосфере, потому что ученые не были уверены, что он выживет после приземления.
Научные цели миссии Dragonfly, которая станет первой миссией по исследованию поверхности Титана, включают:
-
исследование химического состава пребиотиков Титана;
исследование обитаемости туманной луны;
поиск химических биосигнатур как из водной «жизни, какой мы ее знаем», так и из потенциальной «жизни», но не в том виде, в каком мы ее знаем.
Поиск химических биосигнатур Dragonfly будет широким. Помимо изучения обитаемости Титана в целом, они будут исследовать потенциальные химические биосигнатуры, прошлые или настоящие, как от водных организмов, так и от тех, которые могут использовать жидкие углеводороды в качестве растворителя, например, в его озерах, морях или водоносных горизонтах.
Миссия Dragonfly (Стрекоза) проведет полный день Титана (эквивалентный 16 земным дням) в одном месте, проводя научные эксперименты и наблюдения, а затем полетит в новое место.
Поверхность Титана в представлении художника © David A. Hardy, AstroArt / NASA
«Научная группа должна будет принять решение о том, что будет делать космический аппарат дальше, основываясь на уроках, извлеченных из предыдущего местоположения – именно это марсоходы делали в течение десятилетий», – говорит Алекс Хейс.
Низкая гравитация Титана (около одной седьмой земной) и плотная атмосфера (в четыре раза более плотная, чем у Земли) делают его идеальным местом для летательного аппарата. Его относительно спокойная атмосфера с более легкими ветрами, чем на Земле, делает его еще лучше. И хотя научная группа не ожидает дождей во время полетов Dragonfly, Хейс отметил, что пока никто не знает погодных условий местного масштаба на Титане.
Научные цели миссии Dragonfly изложены в статье, опубликованной в Planetary Science Journal.
Источник: