ด้วยบรรยากาศที่หนาแน่นและอุดมไปด้วยไฮโดรคาร์บอนทำให้ไททันกลายเป็นที่สนใจมานานหลายทศวรรษ และด้วยความสำเร็จของ Cassini-Huygens ภารกิจซึ่งเริ่มสำรวจดาวเสาร์และระบบดวงจันทร์ในปี 2547 มีข้อเสนอมากมายบนโต๊ะสำหรับภารกิจติดตามที่จะสำรวจพื้นผิวของไททันและทะเลมีเธนในเชิงลึก
ความท้าทายที่นำเสนอนี้ได้นำไปสู่ความคิดที่แปลกใหม่ตั้งแต่ลูกโป่งและแลนเดอร์ไปจนถึงโดรนลอยน้ำและเรือดำน้ำ แต่มันเป็นข้อเสนอสำหรับเสียงหึ่งๆ“ แมลงปอ” โดยนักวิจัยที่ JHUAPL ของนาซ่าซึ่งดูเหมือนว่าจะชอบผจญภัยเป็นพิเศษ เสียงพึมพำแปดลำนี้จะสามารถบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง (VTOL) ทำให้สามารถสำรวจทั้งบรรยากาศและพื้นผิวของไททันในทศวรรษหน้า
แนวคิดเรื่องภารกิจถูกเสนอโดยทีมวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Elizabeth Turtle นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกิ้นส์ (JHUAPL) ของนาซ่า ย้อนกลับไปในเดือนกุมภาพันธ์แนวคิดนี้ได้ถูกนำเสนอใน "Planetary Science Vision 2050 Workshop" ซึ่งจัดขึ้นที่สำนักงานใหญ่ขององค์การนาซ่าในวอชิงตันดีซี - และอีกครั้งในปลายเดือนมีนาคมที่การประชุมวิทยาศาสตร์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ดวงที่ 48 ใน The Woodlands, Texas
ภารกิจดังกล่าวตามที่ Turtle อธิบายให้นิตยสารอวกาศผ่านทางอีเมลนั้นมีความจำเป็นและทันเวลา ไม่เพียง แต่จะพัฒนาต่อไปในการพัฒนาล่าสุดในนักสำรวจหุ่นยนต์ (เช่น รถแลนด์โรเวอร์อยากรู้อยากเห็น และ ยานอวกาศ Cassini); แต่สำหรับไททันนั้นก็ไม่ได้มีโอกาสขาดแคลนสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ขณะที่เธอวางไว้:
“ ไททันของโลกมหาสมุทรที่มีความแปลกใหม่ซึ่งเป็นเคมีอินทรีย์ที่ซับซ้อนและซับซ้อนที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศและบนพื้นผิวของมัน การรวมกันนี้ทำให้ไททันเป็นเป้าหมายที่ดีเป็นพิเศษสำหรับการศึกษาความเป็นอยู่ของดาวเคราะห์ หนึ่งในคำถามสำคัญเกี่ยวกับการพัฒนาชีวิตคือการปฏิสัมพันธ์ทางเคมีที่นำไปสู่กระบวนการทางชีวภาพ ของไททันทำการทดลองทางเคมีพรีไบโอติกเป็นเวลาหลายล้านปีซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ไม่สามารถทำซ้ำได้ในห้องแล็บและผลของการทดลองเหล่านี้จะถูกรวบรวมไว้ที่นั่น
ข้อเสนอของพวกเขานั้นมีพื้นฐานมาจากการสำรวจ Decadal ครั้งก่อนเช่นคณะทำงานยุทธศาสตร์การรณรงค์ (CSWG) เกี่ยวกับเคมีพรีไบโอติกในระบบสุริยะรอบนอก การสำรวจนี้เน้นว่ายานพาหนะทางอากาศเคลื่อนที่ (เช่นเรือเหาะหรือบอลลูน) เหมาะสำหรับการสำรวจไททัน ไททันไม่เพียง แต่เป็นร่างกายที่รู้จักเท่านั้นที่นอกเหนือจากโลกที่มีบรรยากาศหนาแน่นและอุดมไปด้วยไนโตรเจน - หนาแน่นกว่าโลกถึงสี่เท่า แต่แรงดึงดูดของโลกอยู่ที่ประมาณ 1 ใน 7 ของโลก
อย่างไรก็ตามบอลลูนและเรือบินจะไม่สามารถศึกษาทะเลสาบมีเธนของไททันซึ่งเป็นหนึ่งในการดึงดูดที่น่าตื่นเต้นที่สุดเท่าที่การวิจัยเกี่ยวกับเคมีพรีไบโอติกเกิดขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นยานพาหนะทางอากาศจะไม่สามารถทำการวิเคราะห์ทางเคมีในพื้นผิวได้เช่นเดียวกับที่ Mars Exploration Rovers (วิญญาณโอกาส และ อยากรู้อยากเห็น) ได้ทำบนดาวอังคาร
ด้วยเหตุนี้ Turtle และเพื่อนร่วมงานของเธอจึงเริ่มมองหาข้อเสนอที่แสดงถึงสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกนั่นคือแพลตฟอร์มทางอากาศและแลนเดอร์ นี่คือต้นกำเนิดของแนวคิดแมลงปอ
“ วิธีการที่แตกต่างกันหลายอย่างได้รับการพิจารณาสำหรับการสำรวจทางอากาศในแหล่งกำเนิดของไททัน (เฮลิคอปเตอร์, บอลลูนชนิดต่าง ๆ , เครื่องบิน)” เต่ากล่าว “ Dragonfly ใช้ประโยชน์จากการพัฒนาล่าสุดในเครื่องบินแบบหลายใบพัดเพื่อให้การเคลื่อนที่ทางอากาศสำหรับผู้ขับขี่ด้วยน้ำหนักบรรทุกที่ซับซ้อน เพราะแมลงปอจะสามารถเดินทางในระยะไกลได้ในระยะเวลาไม่กี่สิบกิโลเมตรและมากถึงสองสามร้อยกิโลเมตรในการปฏิบัติภารกิจ - มันเป็นไปได้ที่จะทำการตรวจวัดในหลายพื้นที่ที่มีประวัติทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกันมาก "
ภารกิจยังสอดคล้องกับแนวคิดที่ Turtle และเพื่อนร่วมงานของเธอ - ซึ่งรวมถึง Ralph Lorenz (จาก JHUAPL), Melissa Trainer จาก Goddard Space Flight Center และ Jason Barnes แห่ง University of Idaho ได้สำรวจมาหลายปีแล้ว ในอดีตพวกเขาเสนอแนวคิดภารกิจที่จะรวมบอลลูนสไตล์Montgolfièreเข้ากับแลนเดอร์ที่มีลักษณะคล้าย Pathfinder ในขณะที่บอลลูนจะสำรวจไททันจากระดับความสูงต่ำคนงานจะสำรวจพื้นผิวอย่างใกล้ชิด
จากการประชุมวิทยาศาสตร์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ครั้งที่ 48 พวกเขาได้เปิดเผยแนวคิด "Dragonfly" อย่างเป็นทางการซึ่งเรียกร้องให้ qaudcopter ทำการทดลองทางอากาศและทางพื้นผิว ยานยนต์สี่ใบพัดตัวนี้แย้งว่าจะสามารถใช้ประโยชน์จากบรรยากาศที่หนาและแรงโน้มถ่วงต่ำของไททันเพื่อรับตัวอย่างและตรวจสอบองค์ประกอบพื้นผิวในการตั้งค่าทางธรณีวิทยาหลายแห่ง
ในการทำซ้ำครั้งล่าสุดแมลงปอประกอบด้วยแปดใบพัด (สองตำแหน่งที่มุมทั้งสี่ของมัน) เพื่อให้บรรลุและรักษาเที่ยวบิน ชอบมาก ความอยากรู้ และที่กำลังจะมา ดาวอังคาร 2020 โรเวอร์แมลงปอจะถูกขับเคลื่อนโดย Multimission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) ระบบนี้ใช้ความร้อนที่เกิดจากการสลายพลูโทเนียม -238 เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและสามารถทำภารกิจของหุ่นยนต์ต่อไปอีกหลายปี
การออกแบบนี้กล่าวว่า Turtle จะให้นักวิทยาศาสตร์เป็นแพลตฟอร์มในอุดมคติสำหรับการศึกษาสภาพแวดล้อมของไททัน:
“ แมลงปอจะสามารถวัดรายละเอียดองค์ประกอบของวัสดุพื้นผิวที่แตกต่างกันซึ่งจะแสดงให้เห็นว่าเคมีอินทรีย์มีความก้าวหน้าในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน การวัดเหล่านี้ยังสามารถเปิดเผยลายเซ็นทางเคมีของสิ่งมีชีวิตบนน้ำ (เช่นเดียวกับบนโลก) หรือแม้กระทั่งสิ่งมีชีวิตบนพื้นฐานของไฮโดรคาร์บอน แมลงปอจะศึกษาบรรยากาศพื้นผิวและพื้นผิวย่อยของไททันเพื่อทำความเข้าใจกับกิจกรรมทางธรณีวิทยาในปัจจุบันวิธีการเคลื่อนย้ายวัสดุและความเป็นไปได้ในการแลกเปลี่ยนวัสดุอินทรีย์ระหว่างพื้นผิวและมหาสมุทรน้ำภายใน
แนวคิดนี้รวมเอาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจำนวนมากเข้าด้วยกันซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและความก้าวหน้าในการออกแบบยานพาหนะทางอากาศ (UAV) แบบไร้คนขับ ยิ่งไปกว่านั้นแมลงปอจะทำไปด้วยกระเป๋าใส่สารเคมีและสามารถเพิ่มพลังระหว่างเที่ยวบินทำให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น
“ และตอนนี้เป็นเวลาที่สมบูรณ์แบบ” เทอร์เทิลกล่าว“ เพราะเราสามารถสร้างสิ่งที่เราเรียนรู้จากภารกิจของแคสสินี - ฮุยเจนส์เพื่อก้าวต่อไปในการสำรวจไททัน”
ปัจจุบันห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA กำลังพัฒนาแนวคิดที่คล้ายกัน รู้จักกันในชื่อ“ เฮลิคอปเตอร์ลาดตระเวนดาวอังคาร” สำหรับใช้งานบนดาวอังคารคาดว่าจะทำโดรนทางอากาศขึ้นบนเรือ ดาวอังคาร 2020 หน้าที่ ในกรณีนี้การออกแบบเรียกร้องให้ใบพัดหมุนแบบโคแอกเซียลสองตัวซึ่งจะให้อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักที่ดีที่สุดในบรรยากาศที่บางของดาวอังคาร
แพลตฟอร์ม VTOL ประเภทนี้อาจกลายเป็นแกนนำในทศวรรษหน้าไม่ว่าจะเป็นภารกิจระยะยาวที่เกี่ยวข้องกับร่างกายที่มีบรรยากาศถูกเรียกร้อง ระหว่างดาวอังคารและไททันเครื่องบินโดรนดังกล่าวสามารถกระโดดจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งได้รับตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ในแหล่งกำเนิดและรวมการศึกษาพื้นผิวกับการอ่านบรรยากาศในระดับความสูงต่าง ๆ เพื่อให้ได้ภาพที่สมบูรณ์มากขึ้นของดาวเคราะห์
