Elképesztően ambiciózus küldetés: drónt küld a Titánra a NASA

Csütörtök késő este az amerikai űrhivatal, a NASA bejelentette történetének egyik legáttörőbb űrszondás küldetését, a Szaturnusz Titán holdját felderíteni kívánó Dragonfly (szitakötő) kettős-quadrocopter drónt. A Dragonfly, amelyről röviden itt írtunk korábban, a Titán vastag légkörét kihasználva egy mobil, röpképes kutatólaboratóriumként működik majd, így jóval nagyobb területet vizsgálhat, mint a NASA kerekeken guruló Curiosity marsjárója, vagy bármilyen korábbi leszállóegység.

Az űrügynökség New Frontiers nevű, közepes költségvetésű programja keretében kiválasztott küldetés a tervek szerint 2026-ban indul a Földről, és 8 évnyi utazás után, 2034-ben ér majd a szerves anyagokban gazdag, ősi Földre emlékeztető Titánra. A nukleáris áramforrással és összesen 8 rotorral felszerelt drón legalább két éven át  vizsgálja majd a Titán felszínét, bonyolult szerves kémiai folyamatait és légkörét. Az űrszonda nagy rádióantennáján keresztül közvetlenül kommunikál majd a Földdel a felszínről, és teljesen autonóm repülésre lesz képes, ami a Szaturnusz Földtől való távolsága miatt elengedhetetlen. A küldetést Elizabeth Turtle, a Johns Hopkins Egyetem, Alkalmazott Fizikai Kutatóintézetének (APL) kutatója vezeti.

Így repül majd a Titánon a NASA Dragonfly drónja.Illusztráció: NASA/JHUAPL

A NASA reményei szerint a Dragonfly több tucat terület közeli vizsgálatán és felszíni mintavételen keresztül választ ad majd a Titánt övező számtalan tudományos kérdésre, köztük arra, hogy milyen kémiai folyamatok játszódnak le a felszínen és a légkörben, illetve hogy jelen vannak-e élethez szükséges komplexebb szerves molekulák a hold felszínén. Megvizsgálja majd, mennyire messzire jutottak ezek a „prebiotikus” kémiai folyamatok, de tanulmányozza a hold légkörét, felszíni tulajdonságait, geológiáját és felszín alatti óceánját is. Bár nem várható, hogy a közel -180 fokos Titánon életformákra bukkan, műszerei képesek lesznek múltbeli és akár jelenlegi élet kimutatására is.

„A Dragonfly küldetéssel a NASA ismét olyat csinál, amire senki más nem képes. Ennek a titokzatos óceánvilágnak [a Titán jeges felszíne alatt valószínűleg egy globális óceán található] a meglátogatása forradalmasíthatja az életről alkotott ismereteinket. Ez az élvonalban lévő küldetés néhány éve elképzelhetetlen lett volna, de most készen állunk a Dragonfly fantasztikus repülésére.”

- mondta Jim Bridenstine, a NASA vezetője.

Ide-oda repked majd a Titánon

A Titán a földinél négyszer sűrűbb légkörét és kisebb gravitációját kihasználó drón lesz az első űrszonda, amely a teljes tudományos műszerezettségével együtt egyik felszíni helyről a másikra repül majd, és legalább 175 kilométeres utat tesz meg és térképez majd fel. A kezdeti, több mint kétéves küldetés során a Dragonfly először a Titán egyenlítői régiójához közeli, szerves anyagokban gazdag Shangri-La dűnemezőt fogja vizsgálni. Ez a Namib-sivatagban található dűnékre emlékeztet, és változatos mintavevő helyszíneket biztosít majd a Dragonfly-nak. Aztán a szonda a Selk becsapódási kráter felé veszi az irányt, amelyben egykor folyékony víz és komplex szerves anyagok keveredhettek, kémiai reakciókhoz szükséges energiával együtt, akár néhány ezer éven keresztül. Kérdés, hogy ezeknek a kémiai reakcióknak köszönhetően kialakult-e esetleges élet, vagy ahhoz szükséges komplex molekulák.

Az 5149 kilométer átmérőjű Titán nagyjából másfélszer akkora, mint a Holdunk, és nagyobb, mint a Merkúr. A Szaturnusz körül keringő hold a Földnél közel tízszer távolabb kering a Naptól, átlagosan 1,4 milliárd kilométerre. A Naptól való távolsága miatt a felszíni hőmérséklete is alacsony, átlagosan -179 Celsius-fok, vastag légköre miatt pedig a felszíni légnyomás a földinél 50 százalékkal magasabb. 

A Titán a Földhöz hasonlóan egy többnyire nitrogénből álló légkörrel rendelkezik, azonban a Szaturnusz holdján az esőzések során nem víz hullik a felszínre, hanem metán. Más szerves anyagok a légkörben keletkeznek és hó formájában hullanak alá. A felszínre hulló metán tavakat és tengereket képez a bolygó északi és déli pólusainál. A Cassini űrszonda eredményei alapján ráadásul egy globális óceán is meghúzódhat a jeges felszín alatt, ahogy a Jupiter Europa holdján.

A Huygens-űrszonda 2005-ös felvétele a Titán felszínéről.Fotó: NASA/JPL/ESA/University of Arizona

A Dragonfly küldetés kizárólag a NASA Cassini űrszondája és az általa szállított európai Huygens leszállóegység felderítő munkája miatt jöhetett létre. A Cassini 13 évig vizsgálta a Szaturnuszt és holdjait, különös figyelmet szentelve a Titánnak, az európai Huygens szonda pedig 2005. január 14-én sikeresen landolt a vastag felhőzettel takart holdon, először feltárva annak felszínét. A Cassini mérései lehetővé tették, hogy a kutatók megfelelő leszállóhelyet és érdekes tudományos célpontokat válasszanak a drón számára. A Dragonfly a néhány óráig működő, statikus Huygenshez képest hihetetlen ambiciózus és ezzel együtt kockázatos küldetés, amit jól érzékeltet a szonda tervezett leszállási manővere:

A NASA tavalyi döntése arról, hogy egy kis, napelemes helikoptert is bevet a rendkívül szűk határidővel dolgozó Mars 2020 küldetésen, már jelezte, hogy az amerikai űrügynökség kész kockázatokat vállalni új technológiákkal. Amikor a jelenlegi New Frontiers küldetésről dönteni kellett,  a Dragonfly versenytársa a CAESAR üstökösminta-visszahozó küldetés volt, amely nagyon erősen épített volna a NASA OSIRIS-Rex, valamint az európai űrhivatal, az ESA Rosetta űrszondájára. 

A New Frontiers program célja közepes kategóriájú, nagyjából 1 milliárd dolláros költségvetésű küldetések indítása, amelyeket a nagyon drága „flagship” küldetések (pl. a Curiosity marsjáró) és a relatíve olcsó Discovery kategóriás (pl. InSight) küldetések közé pozícionáltak. Az első New Frontiers űrszonda a Pluto-rendszert és a 2014MU69 Kuiper-övbeli objektumot felderítő New Horizons volt. Ezt követte a Jupiter szerkezetét vizsgáló és fantasztikus képeket visszajuttató Juno, valamint a Bennu-hoz indított OSIRIS-REx küldetés, amely mintákoat hozott vissza a Földre a kisbolygóról.

Magyar kutatók titkos élete: nappal tudós, este bűvész

Kevesen gondolnák, hogy a magyar tudományos élet prominens képviselői szabadidejüket bűvésztrükkök gyakorlásával és előadásával töltik. Összeegyeztethető a megtévesztésen alapuló varázslás a tényeket szentként tisztelő tudománnyal? Gáspár Merse Előd fizikus és bűvész négy elismert magyar kutatóval beszélgetett a nagy trükkről.