지난 주 – 2 월 27 일 월요일부터 3 월 1 일 수요일 – NASA는 워싱턴 DC에있는 본사에서“Planetary Science Vision 2050 Workshop”을 개최했습니다. NASA는 많은 프레젠테이션, 연설 및 패널 토론 과정에서 미래의 우주 탐험 계획을 국제 사회와 공유했습니다.
이것 중 더 야심 찬 것은 공중 탐험가와 착륙선을 사용하여 타이탄을 탐험하라는 제안이었습니다. ESA의 Cassini-Huygen 임무의 성공을 바탕으로이 계획에는 낮은 고도에서 타이탄의 지표면을 탐사하는 풍선과 함께 화성 패스 파인더표면을 탐험하는 스타일 미션.
궁극적으로, 타이탄의 임무는 달이 가지고있는 풍부한 유기 화학 환경을 탐험하는 것인데, 이는 행성 연구자들에게 독특한 기회를 제공합니다. 한동안 과학자들은 Titan의 표면과 대기에는 생명체가 기능하는 데 필요한 유기 화합물과 모든 프리 바이오 틱 화학이 풍부하다는 것을 이해했습니다.
“공중 이동성 : 타이탄의 풍부한 화학 다양성을 탐구하는 열쇠”라는 제목의 프레젠테이션은 Johns Hopkins Applied Physics Laboratory의 Ralph Lorenz가 주최하고 Elizabeth Turtle (John Hopkins APL의)과 Jason Barnes의 공동 의장입니다. 아이다 호 대학교 물리학과 Turtle이 이메일을 통해 Space Magazine에 설명했듯이 Titan은 차세대 임무를위한 흥미로운 기회를 제시합니다.
“타이탄은 풍부하고 복잡한 유기 화학이 우리에게 지구와 다른 곳에서 일어날 수있는 화학 상호 작용에 대해 가르쳐 줄 수 있기 때문에 특히 중요합니다. 더욱이 Titan은 내부 액체 물 바다를 가지고있을뿐만 아니라 유기 물질이 Titan 표면에서 액체 물과 혼합 될 수있는 기회도있을 것입니다 (예 : 충돌 분화구 및 극저온 화산 폭발). 물론 유기 물질과 액체 물의 조합은 천문학적 잠재력을 증가시킵니다.”
이러한 이유로 타이탄의 탐험은 수십 년 동안 과학적인 목표였습니다. 유일한 질문은 타이탄의 독특한 환경을 탐험하는 가장 좋은 방법입니다. Lorenz가 기고자였던 Outer Solar System의 Prebiotic Chemistry에 대한 캠페인 전략 실무 그룹 (CSWG)과 같은 이전 10 년 동안의 조사에서 모바일 항공기 (예 : 비행선 또는 풍선)는 작업에 적합합니다.
그러나 이러한 차량은 프리 바이오 틱 화학에 대한 연구가 진행되는 한 달의 가장 흥미로운 추첨 중 하나 인 타이탄의 메탄 호수를 연구 할 수 없습니다. 또한, 항공 차량은 화성 탐사 로버와 비슷한 방식으로 표면에 대한 현장 화학 분석을 수행 할 수 없습니다 (정신, 기회 과 호기심) 화성에서 일하고 있습니다 – 그리고 엄청난 결과!
동시에 Lorenz와 그의 동료들은 제안 된 TiME (Titan Mare Explorer) 캡슐과 같이 Titan의 탄화수소 해 탐사 개념을 조사했습니다. NASA 2010 Discovery 경쟁의 여러 결선 진출 자 중 한 사람으로,이 개념은 향후 수십 년 동안 메탄 호수를 연구하여 메탄주기에 대해 자세히 알아보고 유기적 삶의 징후를 찾기 위해 해상 로봇을 Titan에 배치 할 것을 요구했습니다.
이러한 제안은 비용 효과적이며 연구를위한 매우 흥미로운 기회를 제공하지만 일부 제한이 있습니다. 예를 들어, 2020 ~ 2030 년대에 타이탄의 북반구는 겨울철을 경험할 것입니다. 이 시점에서 대기의 두께는 지구와의 직접적인 의사 소통과 지구의 전망을 불가능하게합니다. 게다가 해상 차량은 타이탄의 지표면 탐사를 방해 할 것입니다.
이것들은 타이탄의 사구를 포함하여 타이탄의 고급 화학 진화를 연구 할 가능성이 가장 높습니다. 바람에 씻긴 지역으로서이 지역은 타이탄 전역에서 퇴적 된 물질을 가지고 있으며 수성 변형 물질을 포함 할 수도 있습니다. 만큼 화성 패스 파인더 착륙 장소는 착륙장에게 이상적인 장소와 같이 넓은 지역에서 시료를 수집 할 수 있도록 선정되었습니다.
로렌츠와 그의 동료들은 2007 년 플래그십 연구에서 설명 된 미션 유형을 옹호했으며, 지역 탐사를위한 몽골 피어 풍선과 패스 파인더 같은 착륙선이 필요했다. 이것은 궤도에서 (두껍고 대기로 인해) 불가능한 해상도에서 표면 이미징을 수행하고 달의 표면 화학 및 내부 구조를 조사 할 수있는 기회를 제공합니다.
따라서 풍선은 달의 고해상도 지리적 데이터를 수집하지만 착륙선은 타이탄의 내부 물 바다 위의 얼음 두께를 특징으로하는 지진 학적 조사를 수행 할 수 있습니다. 그러나 착륙선 임무는 범위 측면에서 제한되며 Titan의 표면은 이동성에 문제가 있습니다. 이것은 여러 개의 착륙선 또는 재배치 가능한 착륙선을 가장 원하는 옵션으로 만듭니다.
터틀은“잠재적 목표에는 고체 표면 물질을 측정 할 수있는 영역이 포함되는데, 그 구성은 아직 잘 알려져 있지 않다. “구성을 결정하려면 자세한 현장 분석이 필요합니다. 호수와 바다도 흥미 롭습니다. 그러나 가까운 시일 내에 (2030 년대에 도착한 임무) 대부분은 겨울이 어두울 것이다. 따라서 탐험을하려면 2040 년대까지 기다려야 할 것입니다.”
이 미션 컨셉은 또한 최근 몇 년간 이루어진 몇 가지 기술적 진보를 활용할 것입니다. Lorenz가 프레젠테이션 과정에서 설명했듯이 :
“Titan의 무선 이동성은 CSWG가 그러한 탐사를 현실적인 전망으로 삼은 이후 20 년 동안 자율 항공기의 개선 된 사실은 매우 효율적입니다. 비행기와 같은 공중 차량 또는 여러 장소에 접근 할 수있는 공중 이동성이있는 착륙선으로 제공되는 여러 현장 착륙선은 원산지, 작업 및 생활 테마와 관련이있는 가장 바람직한 과학적 능력을 제공 할 것입니다.”
Lorenz, Turtle 및 Barnes는 3 월 20 일부터 24 일까지 텍사스 주 우드 랜즈에서 개최 될 48 번째 음력 및 행성 과학 컨퍼런스에서 이러한 결과를 발표 할 예정입니다. 거기서 그들은 존스 홉킨스 APL과 아이다 호 대학교의 추가 회원들과 NASA의 고다드 우주 비행 센터, 펜실베이니아 주립 대학교 및 허니비 로봇 공학의 패널리스트와 합류 할 것입니다.
그러나 2050 비전 워크샵에서 제기되지 않은 몇 가지 추가 과제를 해결하면서 아이디어에 약간의 왜곡이 생길 것입니다. 풍선과 다수의 착륙선 대신에 "Dragonfly"Qaudcopter와 관련된 임무 개념을 제시 할 것입니다. 이 4 대의 로터 차량은 Titan의 두꺼운 대기와 저 중력을 이용하여 샘플을 얻고 여러 지질 학적 설정에서 표면 구성을 결정할 수 있습니다.
이 개념은 또한 최신 제어 전자 기술과 상용 무인 항공기 (UAV) 설계의 발전을 포함하여 최근의 많은 기술 발전을 통합합니다. 또한 쿼드 콥터는 화학적으로 구동되는 레트로 로켓을 제거하고 비행 사이에 전원을 공급하여 수명이 훨씬 길어질 수 있습니다.
토성의 위성 타이탄을 탐험하기위한 이러한 개념과 다른 개념은 앞으로 몇 년 동안 주목을받을 것입니다. 풍부한 수빙, 프리 바이오 틱 화학, 메탄주기, 프리 바이오 틱 환경이 될 수있는 지하 표면을 포함하여이 세상에 갇혀있는 많은 미스터리를 감안할 때, 과학 연구의 대상은 확실히 인기있는 대상입니다.
