In „Dragonfly“, der aufregendsten NASA-Mission seit Jahrzehnten

In „Dragonfly“, der aufregendsten NASA-Mission seit Jahrzehnten
In „Dragonfly“, der aufregendsten NASA-Mission seit Jahrzehnten
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Künstlerisches Konzept einer Libelle, die über den Dünen des Saturnmondes Titan schwebt.

NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Was wäre, wenn es ein Raumschiff gäbe, das auf einer erdähnlichen Welt in unserem Sonnensystem landen und dann umherfliegen könnte, wobei es sich jeden Tag einen neuen Ort aussucht? Es würde Bilder von Seen, Ozeanen, Küstenlinien, Tälern, Bergen und Tafelbergen zurücksenden.

Genau das plant die NASA für Titan, den größten Saturnmond und den einzigen Planeten im Sonnensystem außer der Erde mit Flüssigkeiten auf seiner Oberfläche. Die gerade von der NASA bestätigte Dragonfly-Mission dürfte eine Generation mit Planetenansichten inspirieren, wie sie noch nie jemand von uns gesehen hat.

Titan ist größer als Merkur und verfügt über die komplexeste Atmosphäre im Sonnensystem. Er steht kurz davor, von einer Drohne entdeckt zu werden. „Dragonfly ist ein so gewagtes Unterfangen wie nichts, was jemals zuvor gemacht wurde“, sagte Zibi Turtle, der leitende Forscher von Dragonfly.

So wird es gemacht.

Treffen Sie die „Libelle“

Willkommen bei Dragonfly, einem autonom betriebenen Drehflügler oder Oktokopter mit acht Rotorblättern, der ab 2034 mindestens zwei Erdenjahre damit verbringen wird, die erdähnliche Welt in einer Reihe von Flügen zu erkunden, bei denen er jeden Titantag (16 Erdentage) seinen Standort wechselt ). Es legt in weniger als einer Stunde Dutzende Meilen oder Kilometer zurück.

Das Fahrzeug selbst ähnelt stark einem Hubschrauber. Es ist etwa so groß wie ein Marsrover – also etwa so groß wie ein kleiner SUV – und wurde über kalifornischen Wüsten getestet, die den Dünen des Titanen ähneln, in Windkanälen im Langley Research Center der NASA und in der Titan Chamber des NASA Applied Physics Laboratory. Es ist nicht mit Solarpaneelen ausgestattet. Es ist nicht praktikabel, unter einem diesigen Himmel so weit von der Sonne entfernt zu sein, daher wird Dragonfly atomgetrieben sein.

An Bord der Dragonfly wird eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente zur Erforschung der präbiotischen organischen Chemie von Titan sein:

  • Neutronenspektrometer.
  • Ein Bohrsystem.
  • Massenspektrometer.

Zusammen werden diese es Dragonfly ermöglichen, die Oberfläche von Titan zu untersuchen und sie buchstäblich auf der Suche nach organischen Molekülen und potenziellen Biosignaturen zu kratzen.

Dragonfly wird dort weitermachen, wo Huygens aufgehört hat. Vieles von dem, was Wissenschaftler über Titan wissen, stammt von Huygens, der im Januar Am 14. Dezember 2005 stieg er innerhalb von 2 Stunden und 27 Minuten zur Titanoberfläche hinab und drehte dieses ikonische Zeitraffervideo. Es ist das am weitesten von der Erde entfernte Raumschiff auf der Oberfläche einer anderen Welt.

Die Anziehungskraft von Titan

Titan ähnelt der frühen Erde, es gibt jedoch viele interessante Unterschiede zwischen ihm und der heutigen Erde. Seine Atmosphäre besteht zu 98 % aus Stickstoff und zu 2 % aus Methan. Seine Oberflächentemperatur beträgt etwa -290 °F/-179 °C. Die Schwerkraft des Titanen beträgt 14 % der Schwerkraft der Erde – eine Tatsache, die es einem Raumschiff wie Dragonfly ermöglicht, nahezu mühelos herumzufliegen.

Titan ist der größte der 82 bekannten Saturnmonde – und der einzige, den man mit einem kleinen Teleskop sehen kann – und gilt als Ozeanwelt. Wie bei Ganymed und Europa bei Jupiter und Enceladus bei Saturn wird angenommen, dass der Ozean des Titanen unter der Oberfläche existiert. Es gibt auch ein Meer, „Kraken Mare“, fast so groß wie alle fünf Großen Seen zusammen, das theoretisch von einem Roboter-U-Boot erkundet werden könnte. Doch seine Meere und Seen enthalten kein Wasser, sondern flüssiges Ethan und Methan.

Obwohl bekannt ist, dass es viele erdähnliche Strukturen wie Seen, Flüsse, Berge und Schluchten gibt, hat es sich aufgrund seiner dichten, dunstigen Atmosphäre als komplexe Welt erwiesen, die aus der Ferne untersucht werden kann. Während ihrer Mission von 2004 bis 2017 flog die NASA-Flaggschiffsonde Cassini 600 Meilen über Titan und sendete Daten über seine Mississippi-ähnlichen flüssigen Flüsse und Seen, Täler, Bergkämme, Tafelberge und Dünen zurück.

Bilder der Cassini-Mission der NASA zeigen Flussnetze, die in Seen im Nordpolargebiet von Titan münden … [+] Region.

NASA/JPL/USGS

Erforschung von Titan

„Aufgrund der dichten, dunstigen Atmosphäre von Titan war seine Oberfläche kaum zu sehen, bevor Cassini und Huygens eintrafen“, sagte Turtle. „Die ersten Infrarot- und Radarbilder enthüllten die Oberfläche, aber in vielen Fällen waren die Merkmale immer noch ziemlich schwer zu interpretieren, weil Titan sich so sehr von anderen Orten unterscheidet, die wir erkundet haben … Titan war noch ein sehr unbekannter Ort, als die Huygens-Sonde abstieg durch die Atmosphäre, um Messungen der Atmosphäre durchzuführen und Bilder von der Oberfläche zu machen.“

Als Planetenforscher zum ersten Mal Huygens‘ Bilder von Flusskanälen und erdähnlichen Landschaften sahen, waren sie erstaunt. „Ich kann es kaum erwarten, mit Dragonfly zurückzukehren“, sagte Turtle.

Die atmosphärische Chemie von Titan ist komplexer als die jeder anderen bekannten Atmosphäre im Sonnensystem. Wissenschaftler wissen, dass es viele organische Moleküle enthält, darunter Kohlenwasserstoffe und Mineralien, die es auf der Erde nicht gibt. Es wird angenommen, dass sich die Chemie von Titan mit den Jahreszeiten ändert. Da Saturn jedoch alle 29 Erdenjahre einmal die Sonne umkreist, dauert jede Jahreszeit etwa sieben Erdenjahre.

Steigende Kosten

Die Dragonfly-Mission wird im Juli 2028 an der Spitze einer superschweren Rakete – möglicherweise einer Falcon Heavy von SpaceX – starten, um ihr genug Schub zu verleihen, um pünktlich im Jahr 2034 zu landen. Und das trotz einer COVID-Verzögerung, die den geplanten Start im Jahr 2026 verzögert hat.

Der Einsatz einer viel größeren Rakete und ein Anstieg anderer mit der Verzögerung verbundener Kosten bedeuten, dass sich die NASA verpflichtet hat, 3,35 Milliarden US-Dollar für Dragonfly auszugeben. Als es 2019 für das New Frontiers-Programm der NASA ausgewählt wurde, sollte es 1 Milliarde US-Dollar kosten – die Kostenobergrenze dieser Missionskategorie.

Zu den weiteren New Frontiers-Missionen gehören die New Horizons-Mission zu Pluto und dem Kuipergürtel, die Juno-Mission um Jupiter und OSIRIS-REx, die im September Proben vom Asteroiden Bennu zurückgab.

Mit 3,35 Milliarden US-Dollar nähert sich Dragonfly dem Budget einer umfassenden NASA-Flaggschiffmission – und das verzögert die folgende New Horizons-Mission, die Folgendes umfassen könnte:

  • Eine Ceres-Probenrückgabemission.
  • Vorbeiflugmission am Saturnmond Enceladus.
  • Ein Orbiter von Titan.
  • Die Rückkehr einer Kometenoberflächenprobe.
  • Zur Saturnsonde.
  • Eine Orbiter- und Landemission zu einem Centaur.
  • Eine In-situ-Erkundung der Venus.

Ich wünsche Ihnen einen klaren Himmel und große Augen.

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