สัปดาห์ที่แล้ว - ตั้งแต่วันจันทร์ที่ 27 กุมภาพันธ์ถึงวันพุธที่ 1 มีนาคม - องค์การนาซ่าเป็นเจ้าภาพจัดงาน“ Planetary Science Vision 2050 Workshop” ที่สำนักงานใหญ่ในกรุงวอชิงตันดีซี ในระหว่างการนำเสนอคำปราศรัยและการอภิปรายมากมายนาซ่าแบ่งปันแผนการมากมายสำหรับอนาคตของการสำรวจอวกาศกับชุมชนระหว่างประเทศ
ท่ามกลางความทะเยอทะยานของสิ่งเหล่านี้คือข้อเสนอให้สำรวจไททันโดยใช้เครื่องมือสำรวจทางอากาศและแลนเดอร์ จากความสำเร็จของภารกิจ Cassini-Huygen ของ ESA แผนนี้จะเกี่ยวข้องกับบอลลูนที่จะสำรวจพื้นผิวของ Titan จากระดับความสูงต่ำพร้อมกับ Mars Pathfinderภารกิจสไตล์ที่จะสำรวจพื้นผิว
ในท้ายที่สุดเป้าหมายในการปฏิบัติภารกิจของไททันก็คือการสำรวจสภาพแวดล้อมของสารเคมีอินทรีย์ที่ดวงจันทร์มีซึ่งเป็นโอกาสพิเศษสำหรับนักวิจัยดาวเคราะห์ บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจว่าพื้นผิวและชั้นบรรยากาศของไททันมีสารประกอบอินทรีย์มากมายและเคมีพรีไบโอติกทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับชีวิตในการทำงาน
งานนำเสนอซึ่งมีชื่อว่า“ การเคลื่อนไหวทางอากาศ: กุญแจสำคัญในการสำรวจความหลากหลายทางเคมีที่เข้มข้นของไททัน” ได้รับการจัดทำโดยราล์ฟลอเรนซ์จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของ Johns Hopkins และร่วมกับ Elizabeth Turtle ภาควิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยไอดาโฮ ดังที่ Turtle อธิบายให้นิตยสารอวกาศผ่านอีเมลไททันขอเสนอโอกาสที่น่าตื่นเต้นสำหรับภารกิจรุ่นต่อไป:
“ ไททันสนใจเป็นพิเศษเพราะเคมีอินทรีย์ที่ซับซ้อนและซับซ้อนสามารถสอนเราเกี่ยวกับปฏิกิริยาทางเคมีที่อาจเกิดขึ้นที่นี่บนโลก (และที่อื่น ๆ ?) นำไปสู่การพัฒนาชีวิต ยิ่งไปกว่านั้นไททันยังมีมหาสมุทรน้ำของเหลวภายใน แต่ยังมีโอกาสที่สารอินทรีย์จะผสมกับน้ำของเหลวที่พื้นผิวของไททันตัวอย่างเช่นหลุมอุกกาบาตและการระเบิดของ cryovolcanic แน่นอนว่าการรวมกันของสารอินทรีย์กับน้ำของเหลวเป็นการเพิ่มศักยภาพทางโหราศาสตร์”
ด้วยเหตุนี้การสำรวจ Titan จึงเป็นเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์มานานหลายทศวรรษ คำถามเดียวคือวิธีที่ดีที่สุดในการสำรวจสภาพแวดล้อมที่เป็นเอกลักษณ์ของไททัน ในการสำรวจ Decadal ครั้งก่อน - เช่นคณะทำงานยุทธศาสตร์การรณรงค์ (CSWG) เกี่ยวกับเคมีพรีไบโอติกในระบบสุริยะรอบนอกซึ่ง Lorenz เป็นผู้มีส่วนร่วม - แนะนำว่ายานพาหนะทางอากาศเคลื่อนที่ (เช่นเรือเหาะหรือบอลลูน) เหมาะกับงาน
อย่างไรก็ตามยานพาหนะดังกล่าวจะไม่สามารถศึกษาทะเลสาบมีเธนของไททันซึ่งเป็นหนึ่งในการดึงดูดของดวงจันทร์ที่น่าตื่นเต้นที่สุดเท่าที่การวิจัยเกี่ยวกับเคมีพรีไบโอติกเกิดขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นยานพาหนะทางอากาศจะไม่สามารถทำการวิเคราะห์ทางเคมีในพื้นผิวได้เช่นเดียวกับที่ Mars Exploration Rovers (วิญญาณโอกาส และ อยากรู้อยากเห็น) ได้ทำบนดาวอังคาร - และด้วยผลลัพธ์อันยิ่งใหญ่!
ในเวลาเดียวกัน Lorenz และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ตรวจสอบแนวความคิดสำหรับการสำรวจทะเลไฮโดรคาร์บอนของไททัน - เช่นแคปซูล Titan Mare Explorer (TiME) ที่เสนอ ในฐานะหนึ่งในผู้เข้ารอบสุดท้ายหลายคนในการแข่งขัน 2010 Discovery ของ NASA แนวคิดนี้เรียกร้องให้มีการนำหุ่นยนต์ทะเลไปใช้กับ Titan ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าซึ่งจะศึกษาทะเลสาบมีเธนเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวัฏจักรมีเทนและค้นหาสัญญาณของชีวิตอินทรีย์
ในขณะที่ข้อเสนอดังกล่าวจะมีประสิทธิภาพและนำเสนอโอกาสที่น่าตื่นเต้นสำหรับการวิจัย แต่ก็มีข้อ จำกัด บางอย่าง ตัวอย่างเช่นในช่วงปี 2020 - 2030s ซีกโลกเหนือของไททันจะประสบกับฤดูหนาว ณ จุดนี้ความหนาของชั้นบรรยากาศจะทำให้การสื่อสารแบบตรงไปยังโลกและมุมมองโลกเป็นไปไม่ได้ ยิ่งไปกว่านั้นยานอวกาศทะเลจะกีดกันการสำรวจพื้นผิวของไททัน
สิ่งเหล่านี้เสนอโอกาสที่เป็นไปได้มากที่สุดในการศึกษาวิวัฒนาการทางเคมีขั้นสูงของไททันรวมถึงเนินทรายของไททัน ในฐานะที่เป็นภูมิภาคที่มีลมพัดแรงบริเวณนี้น่าจะมีวัสดุสะสมมาจากทั่วไททันและอาจมีวัสดุที่ถูกเปลี่ยนน้ำด้วย เท่าที่ Mars Pathfinder ไซต์ที่เชื่อมโยงไปถึงถูกเลือกเพื่อให้สามารถรวบรวมตัวอย่างจากพื้นที่กว้างเช่นตำแหน่งที่ตั้งจะเป็นไซต์ที่เหมาะสำหรับคนงาน
เช่นนี้ Lorenz และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงสนับสนุนประเภทของภารกิจที่ได้กล่าวไว้ในการศึกษา Flagship Study 2007 ซึ่งเรียกบอลลูนMontgolfièreสำหรับการสำรวจในระดับภูมิภาค สิ่งนี้จะให้โอกาสในการถ่ายภาพพื้นผิวที่ความละเอียดที่เป็นไปไม่ได้จากวงโคจร (เนื่องจากบรรยากาศหนา) เช่นเดียวกับการตรวจสอบเคมีพื้นผิวและโครงสร้างภายในของดวงจันทร์
ดังนั้นในขณะที่บอลลูนจะรวบรวมข้อมูลทางภูมิศาสตร์ที่มีความละเอียดสูงของดวงจันทร์คนงานสามารถทำการสำรวจคลื่นไหวสะเทือนซึ่งจะแสดงลักษณะความหนาของน้ำแข็งเหนือมหาสมุทรน้ำภายในของไททัน อย่างไรก็ตามภารกิจแลนเดอร์จะถูก จำกัด ในแง่ของระยะและพื้นผิวของไททันนำเสนอปัญหาสำหรับการเคลื่อนไหว สิ่งนี้จะทำให้หลายแลนเดอร์หรือแลนเดอร์ relocatable เป็นตัวเลือกที่ต้องการมากที่สุด
“ เป้าหมายที่เป็นไปได้รวมถึงพื้นที่ที่เราสามารถวัดวัสดุพื้นผิวที่เป็นของแข็งได้ซึ่งองค์ประกอบที่ยังไม่เป็นที่รู้จักเช่นทรายในไททัน” ไทเทอร์กล่าว “ การวิเคราะห์แหล่งกำเนิดอย่างละเอียดจำเป็นต้องกำหนดองค์ประกอบของพวกเขา ทะเลสาบและทะเลก็น่าสนใจเช่นกัน อย่างไรก็ตามในระยะใกล้ (ภารกิจมาถึงในปี 2030) ส่วนใหญ่จะอยู่ในความมืดในฤดูหนาว ดังนั้นการสำรวจพวกเขาน่าจะต้องรอจนถึงปี 2040”
แนวคิดภารกิจนี้จะใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีหลายอย่างที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตามที่ Lorenz อธิบายไว้ในการนำเสนอ:
“ การเคลื่อนย้ายที่หนักกว่าอากาศที่ไททันในความเป็นจริงนั้นมีประสิทธิภาพสูงยิ่งกว่านั้นคือการปรับปรุงอากาศยานอัตโนมัติในสองทศวรรษนับตั้งแต่ CSWG ทำการสำรวจดังกล่าวให้เป็นไปตามความเป็นจริง ยานพาหนะทางอากาศเช่นเครื่องบินหรือแลนเดอร์ที่มีความคล่องตัวทางอากาศสามารถเข้าถึงสถานที่ต่าง ๆ ได้หลายแห่งซึ่งจะให้ความสามารถทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดซึ่งเกี่ยวข้องกับธีมของต้นกำเนิดผลงานและชีวิต”
Lorenz, Turtle and Barnes จะนำเสนอการค้นพบนี้ในการประชุมวิทยาศาสตร์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ที่จะเกิดขึ้นครั้งที่ 48 ซึ่งจะจัดขึ้นระหว่างวันที่ 20 ถึง 24 มีนาคมใน The Woodlands, Texas ที่นั่นพวกเขาจะเข้าร่วมโดยสมาชิกเพิ่มเติมของ Johns Hopkins APL และมหาวิทยาลัยไอดาโฮเช่นเดียวกับผู้ร่วมอภิปรายจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่ามหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตทและหุ่นยนต์ฮันนี่บี
อย่างไรก็ตามการจัดการกับความท้าทายเพิ่มเติมที่ไม่ได้เกิดขึ้นในการประชุมเชิงปฏิบัติการวิสัยทัศน์ในปี 2050 พวกเขาจะนำเสนอความคิดของพวกเขาเล็กน้อย แทนที่จะเป็นบอลลูนและแลนเดอร์หลายคนพวกเขาจะนำเสนอแนวคิดภารกิจที่เกี่ยวข้องกับ qaudcopter“ Dragonfly” ยานพาหนะสี่ใบพัดนี้จะสามารถใช้ประโยชน์จากบรรยากาศหนาของไททันและแรงโน้มถ่วงต่ำเพื่อให้ได้ตัวอย่างและกำหนดองค์ประกอบพื้นผิวในการตั้งค่าทางธรณีวิทยาหลายแบบ
แนวคิดนี้ยังรวมเอาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจำนวนมากเข้าด้วยกันซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและความก้าวหน้าในการออกแบบเครื่องบินไร้คนขับ (UAV) เชิงพาณิชย์ ยิ่งไปกว่านั้น quadcopter จะทำไปกับ retrorockets ที่ขับเคลื่อนด้วยเคมีและสามารถเพิ่มพลังระหว่างเที่ยวบินทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น
แนวคิดเหล่านี้และแนวคิดอื่น ๆ สำหรับการสำรวจดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ทำให้แน่ใจได้ว่าจะมีแรงฉุดในไม่กี่ปีข้างหน้า ด้วยความลึกลับมากมายที่ถูกล็อคไว้บนโลกใบนี้ - รวมถึงน้ำแข็งที่อุดมสมบูรณ์, เคมีพรีไบโอติก, วงจรมีเธนและมหาสมุทรใต้ผิวดินที่น่าจะเป็นสภาพแวดล้อมพรีไบโอติก - มันเป็นเป้าหมายที่นิยมสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
