การทำภารกิจ

ภารกิจ Dragonfly ของ NASA ซึ่งจะส่งยานอวกาศโรเตอร์ที่สามารถเคลื่อนย้ายลงจอดได้ไปยังพื้นผิวของไททันในช่วงกลางปี ​​2030 จะเป็นภารกิจแรกในการสำรวจพื้นผิวของไททัน และมีเป้าหมายที่ยิ่งใหญ่ เมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม ทีมวิทยาศาสตร์แมลงปอได้ตีพิมพ์ "เป้าหมายและวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์สำหรับแมลงปอไททันโรเตอร์คราฟต์ที่ลงจอดได้" ในวารสารวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ ผู้เขียนนำของบทความนี้คือ Jason Barnes รองผู้ตรวจสอบหลักของ Dragonfly และศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยไอดาโฮ เป้าหมายของ Dragonfly ได้แก่ การค้นหาชีวเคมี ตรวจสอบวัฏจักรมีเทนที่ใช้งานอยู่ของดวงจันทร์ และสำรวจเคมีพรีไบโอติกที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของไททันและบนพื้นผิวของมัน ภารกิจ Dragonfly ของ NASA ซึ่งจะส่งยานโรเตอร์ยานที่สามารถเคลื่อนย้ายลงจอดได้ไปยังพื้นผิวของไททันในช่วงกลางปี ​​2030 จะเป็นภารกิจแรกในการสำรวจพื้นผิวของไททัน "ไททันเป็นตัวแทนของยูโทเปียของนักสำรวจ" อเล็กซ์ เฮย์ส ผู้ร่วมเขียน รองศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์แห่งวิทยาลัยศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์ และผู้ร่วมวิจัยเรื่องแมลงปอกล่าว "คำถามทางวิทยาศาสตร์ที่เรามีเกี่ยวกับไททันนั้นกว้างมาก เพราะเรายังไม่รู้มากนักเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงบนพื้นผิว สำหรับทุกคำถามที่เราตอบระหว่างภารกิจสำรวจไททันของยานแคสสินีจากวงโคจรดาวเสาร์ เราได้รับคำถามใหม่ 10 คำถาม " แม้ว่ายานแคสสินีจะโคจรรอบดาวเสาร์มา 13 ปีแล้ว แต่ชั้นบรรยากาศมีเธนหนาบนไททันทำให้ไม่สามารถระบุวัสดุบนพื้นผิวได้อย่างน่าเชื่อถือ ในขณะที่เรดาร์ของยานแคสสินีช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเจาะชั้นบรรยากาศและระบุโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาที่คล้ายโลก รวมถึงเนินทราย ทะเลสาบ และภูเขา ข้อมูลไม่สามารถเปิดเผยองค์ประกอบได้ เฮย์ส ผู้อำนวยการของยานแคสสินีกล่าวว่า "ในความเป็นจริง ตอนที่ยานแคสสินีถูกปล่อย เราไม่รู้ด้วยซ้ำว่าพื้นผิวของไททันเป็นมหาสมุทรเหลวที่มีเทนและอีเทน หรือเป็นพื้นผิวแข็งของน้ำแข็งและสารอินทรีย์ที่เป็นของแข็ง" Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science และ Spacecraft Planetary Image Facility ใน A&S ยาน Huygens ซึ่งลงจอดบนไททันในปี 2548 ได้รับการออกแบบให้ลอยอยู่ในทะเลมีเทน/อีเทน หรือลงบนพื้นผิวแข็ง การทดลองวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เป็นบรรยากาศเนื่องจากพวกเขาไม่แน่ใจว่าจะรอดจากการลงจอด Dragonfly จะเป็น ภารกิจ แรกในการสำรวจพื้นผิวของไททันและระบุองค์ประกอบโดยละเอียดของพื้นผิวที่อุดมด้วยสารอินทรีย์ "สิ่งที่น่าตื่นเต้นสำหรับฉันคือเราได้ทำนายเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับท้องถิ่นบนพื้นผิวและวิธีที่ไททันทำงานเป็นระบบ" เฮย์สกล่าว "และภาพและการวัดของ Dragonfly จะบอกเราว่าถูกต้องหรือ ผิดที่พวกเขาเป็น " Hayes ทำงานกับ Titan มาเกือบตลอดอาชีพการงานของเขา เขากระตือรือร้นเป็นพิเศษที่จะตอบคำถามบางข้อที่ยานแคสสินีตั้งขึ้นในสาขาที่เขาเชี่ยวชาญ ได้แก่ กระบวนการพื้นผิวของดาวเคราะห์และปฏิกิริยาระหว่างพื้นผิวกับบรรยากาศ "ความสนใจด้านวิทยาศาสตร์หลักๆ ของผมคือการทำความเข้าใจไททันในฐานะโลกที่ซับซ้อนเหมือนโลก และพยายามทำความเข้าใจกระบวนการที่ขับเคลื่อนวิวัฒนาการของมัน" เขากล่าว "นั่นเกี่ยวข้องกับทุกอย่างตั้งแต่ปฏิสัมพันธ์ของวัฏจักรมีเทนกับพื้นผิวและบรรยากาศ ไปจนถึงเส้นทางของวัสดุทั่วพื้นผิวและการแลกเปลี่ยนที่อาจเกิดขึ้นกับภายใน" เฮย์สจะมอบความเชี่ยวชาญที่สำคัญในด้านอื่นเช่นกัน: ประสบการณ์การปฏิบัติการจากภารกิจยานสำรวจดาวอังคาร Hayes กล่าวว่า "ภารกิจ Dragonfly ได้รับประโยชน์จากและเป็นตัวแทนของจุดตัดของประวัติศาสตร์ที่สำคัญของ Cornell กับปฏิบัติการของยานสำรวจและวิทยาศาสตร์ของ Cassini" Hayes กล่าว "มันนำทั้งสองสิ่งเข้าด้วยกันโดยการสำรวจไททันด้วยยานเคลื่อนที่ที่ย้ายตำแหน่งได้" ปัจจุบันนักดาราศาสตร์คอร์เนลมีส่วนร่วมในภารกิจ Mars Science Laboratory และ Mars 2020 และเป็นผู้นำภารกิจ Mars Exploration Rovers Hayes กล่าวว่าบทเรียนที่ได้รับจากยานสำรวจบนดาวอังคารเหล่านี้กำลังถูกย้ายไปยังไททัน Dragonfly จะใช้เวลาหนึ่งวันเต็มของไททัน (เทียบเท่ากับ 16 วันของโลก) ในที่แห่งเดียวเพื่อทำการทดลองและสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ จากนั้นจึงบินไปยังที่ใหม่ ทีมวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องตัดสินใจว่ายานอวกาศจะทำอะไรต่อไปโดยอิงจากบทเรียนจากตำแหน่งก่อนหน้า ซึ่งเป็นสิ่งที่ยานสำรวจดาวอังคารทำมานานหลายทศวรรษแล้ว เฮย์สกล่าว แรงโน้มถ่วงต่ำของไททัน (ประมาณ 1 ใน 7 ของโลก) และชั้นบรรยากาศที่หนา (หนาแน่นกว่าโลกถึง 4 เท่า) ทำให้ไททันเป็นสถานที่ที่เหมาะสำหรับยานบิน บรรยากาศที่ค่อนข้างเงียบสงบ มีลมเบากว่าโลก ทำให้ที่นี่ดียิ่งขึ้นไปอีก และในขณะที่ทีมวิทยาศาสตร์ไม่คาดว่าจะมีฝนตกระหว่างเที่ยวบินของ Dragonfly เฮย์สตั้งข้อสังเกตว่ายังไม่มีใครรู้รูปแบบสภาพอากาศในระดับท้องถิ่นบนไททันจริงๆ คำถามวิทยาศาสตร์หลายข้อที่ระบุไว้ในเอกสารของกลุ่มกล่าวถึงเคมีพรีไบโอติก ซึ่งเป็นประเด็นที่เฮย์สสนใจอย่างมาก สารประกอบเคมีพรีไบโอติกจำนวนมากที่ก่อตัวขึ้นบนโลกในยุคแรกเริ่มก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศของไททันด้วย และเฮย์สก็กระตือรือร้นที่จะเห็นว่าเส้นทางแห่งเคมีพรีไบโอติกของไททันไปได้ไกลแค่ไหน บรรยากาศของไททันอาจเป็นอะนาล็อกที่ดีสำหรับสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลกยุคแรก การค้นหาสัญลักษณ์ทางชีวภาพทางเคมีของ Dragonfly ก็จะมีความหลากหลายเช่นกัน นอกเหนือจากการตรวจสอบความสามารถในการอยู่อาศัยโดยทั่วไปของไททันแล้ว พวกเขายังจะตรวจสอบลักษณะทางชีวภาพทางเคมีที่อาจเกิดขึ้นทั้งในอดีตและปัจจุบัน ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำไปจนถึงสิ่งที่อาจใช้ไฮโดรคาร์บอนเหลวเป็นตัวทำละลาย เช่น ภายในทะเลสาบ ทะเล หรือชั้นหินอุ้มน้ำ