Pagrindinis Astronomija„Titan Ripe“ už dronų invaziją

„Titan Ripe“ už dronų invaziją

Astronomija : „Titan Ripe“ už dronų invaziją

Titanas, turintis savo tankią ir angliavandenilių turtingą atmosferą, daugelį dešimtmečių domino jį. Sėkmingai vykdant „ Cassini-Huygens“ misiją, kuri dar 2004 m. Pradėjo tyrinėti Saturną ir jo mėnulių sistemą, yra daug pasiūlymų dėl tolesnių misijų, kurios padėtų giliau ištirti Titano ir jo metano jūrų paviršių. .

Iššūkiai, kuriuos tai kelia, sukėlė gana naujų idėjų, pradedant balionais ir tūpimais, baigiant plūduriuojančiais dronais ir povandeniniais laivais. Ypač drąsus atrodo NASA JHUAPL tyrėjų pasiūlytas „Dragonfly“ dronas. Šis aštuonių ašmenų dronas sugebės pakilti ir nusileisti (VTOL), leisdamas per artimiausius dešimtmečius ištirti ir Titano atmosferą, ir jo paviršių.

Misijos koncepciją pasiūlė mokslo komanda, kuriai vadovavo NASA Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorijos (JHUAPL) planetų mokslininkė Elizabeth Turtle. Vasario mėn. Ši koncepcija buvo pristatyta „Planetary Science Vision 2050 Workshop“, kuris vyko NASA būstinėje Vašingtone, o kovo pabaigoje vėl 48-ojoje mėnulio ir planetų mokslo konferencijoje Woodlands, Teksasas.

ASA „Cassini“ erdvėlaivis žvelgia į didžiausio Saturno mėnulio naktinę pusę ir mato saulės spindulius, išsibarstančius per Titano atmosferos pakraščius ir sudarančius spalvų žiedą.
Kreditas: NASA / JPL-Caltech / Kosmoso mokslo institutas

Kaip „Turtle“ el. Paštu „Universe Today“ paaiškino vėžlys, tokia misija yra savalaikė ir būtina. Tai ne tik remtųsi naujausiais robotų tyrinėtojų pokyčiais (tokiais kaip „ Curiosity rover“ ir „ Cassini“ orbita ); tačiau „Titane“ mokslinių tyrimų galimybių tiesiog netrūksta. Kaip ji pasakė:

„Titano vandenyno pasaulis, turintis unikalų posūkį, yra turtinga ir sudėtinga organinė chemija, vykstanti jo atmosferoje ir jo paviršiuje. Šis derinys daro „Titan“ ypač geru taikiniu tiriant planetų pritaikomumą. Vienas iš didžiausių klausimų apie gyvenimo vystymąsi yra tai, kaip cheminės sąveikos paskatino biologinius procesus. Titanas milijonus metų vykdė prebiotinės chemijos eksperimentus - laiko intervalus, kurių neįmanoma pakartoti laboratorijoje, - ir ten reikia surinkti šių eksperimentų rezultatus. “

Jų pasiūlymas iš dalies grindžiamas ankstesniais dešimtmečių tyrimais, tokiais kaip kampanijos strategijos darbo grupė (CSWG) dėl prebiotikų chemijos išorinėje saulės sistemoje. Ši apklausa pabrėžė, kad mobilioji oro transporto priemonė (ty dirižablis ar oro balionas) gerai tiktų tyrinėti Titaną. Titanas yra ne tik vienintelis žinomas kūnas, išskyrus Žemę, kuriame yra tanki, azotu turtinga atmosfera - keturis kartus tankesnė nei Žemės -, bet ir gravitacija yra maždaug 1/7 žemės paviršiaus.

Tačiau oro balionai ir dirižabliai negalėtų ištirti Titano metano ežerų, kurie yra vienas įdomiausių piešinių, susijusių su prebiotinės chemijos tyrimais. Be to, orlaivis negalėtų atlikti cheminės paviršiaus in situ analizės, panašiai kaip Marso tyrinėjimo maršrutai ( dvasia, galimybė ir smalsumas) padarė Marsą.

Dailininko keturkojo „Titan Aerial Dawn“ ir jo baliono „Mothership“ koncepcija. Kreditas: NASA / STMD

Vėžlys ir jos kolegos ėmė ieškoti pasiūlymo, kuris atspindėtų geriausius iš abiejų pasaulių, ty ant platformos ir žemės. Tai buvo „Dragonfly“ koncepcijos genezė.

„Init situ tyrinėjant Titaną buvo svarstomi keli skirtingi metodai (sraigtasparniai, įvairių tipų oro balionai, lėktuvai)“, - sakė Vėžlys. „„ Dragonfly “pasinaudoja naujausiais kelių rotorių orlaivių pokyčiais, kad suteiktų sudėtingą naudingoji apkrovą orlaivio mobilumui iš oro. Kadangi „Dragonfly“ galėtų nuvažiuoti didelius atstumus - keliasdešimt kilometrų vienu metu ir iki kelių šimtų kilometrų per misiją - būtų galima atlikti matavimus keliose vietose su labai skirtinga geologine istorija. “

Misija taip pat laikosi sumanymų, kuriuos vėžlys ir jos kolegos, įskaitant Ralphą Lorenzą (taip pat iš JHUAPL), „Goddard“ kosminių skrydžių centro trenerį Melisą ir Jasoną Barnesą iš Aidaho universiteto, tyrinėjo daugelį metų. Anksčiau jie siūlė misijos koncepciją, kuri sujungtų Montgolfière stiliaus balioną su „Pathfinder“ tipo landeru. Oro balionas tyrinėtų Titaną iš mažo aukščio, o tūplys - iš arti.

Iki 48-osios mėnulio ir planetų mokslo konferencijos jie buvo oficialiai paskelbę savo „laumžirgio“ koncepciją, kuri kvietė qaudcopter atlikti tiek oro, tiek paviršiaus tyrimus. Tvirtinta, kad ši keturių rotorių transporto priemonė galės pasinaudoti tiršta Titano atmosfera ir mažu sunkio jėga, kad būtų galima paimti mėginius ir nustatyti paviršiaus kompozicijas įvairiose geologinėse sąlygose.

Menininko koncepcija, kaip laumžirgis yra dislokuotas Titanui ir pradeda savo tyrinėjimo misiją. Kreditas: APL / Michaelas Carrollas

Naujausioje iteracijoje „Dragonfly“ turi aštuonis rotorius (du kiekviename iš keturių jo kampų), kad būtų galima pasiekti ir išlaikyti skrydį. Panašiai kaip „ Curiosity“ ir būsimi „ Mars 2020“ maršrutizatoriai, „Dragonfly“ bus varomi termoelektriniu daugialypės terpės generatoriumi (MMRTG). Ši sistema naudoja šilumą, kurią išskiria pūdantis plutonis-238, kad būtų galima gaminti elektrą, ir ji gali vykdyti robotų misiją daugelį metų.

Šis dizainas, sako Vėžlys, mokslininkams pasiūlytų idealią in situ platformą Titano aplinkai tirti:

„Dragonfly“ galėtų išmatuoti skirtingų paviršiaus medžiagų kompozicines detales, kurios parodytų, kaip toli pažengė organinė chemija skirtingose ​​aplinkose. Šie matavimai taip pat galėtų atskleisti vandens (pvz., Žemės) ar net angliavandenilių gyvybės cheminius požymius, jei tokių būtų Titane. „Dragonfly“ taip pat ištirtų Titano atmosferą, paviršių ir požeminį paviršių, kad suprastų dabartinę geologinę veiklą, medžiagų transportavimo būdus ir organinių medžiagų mainų galimybę tarp paviršiaus ir vidinio vandens vandenyno. “

Ši koncepcija apima daugelį naujausių technologijų pasiekimų, įskaitant modernią valdymo elektroniką ir komercinių nepilotuojamų orlaivių (UAV) dizaino pažangą. Be to, „Dragonfly“ atsikratytų chemiškai varomų retrokortų ir galėtų įsijungti tarp skrydžių, suteikdamas jam daug ilgesnę gyvenimo trukmę.

Menininkas sukuria vaizdą iš Titano paviršiaus, žvelgdamas į vieną iš jo metano jūrų. Kreditas: NASA

„Dabar yra pats geriausias laikas“, - sako „Vėžlys“, nes mes galime remtis tuo, ko išmokome iš „Cassini-Huygens“ misijos, kad galėtume žengti kitus veiksmus Titano tyrinėjimuose.

Šiuo metu panašią koncepciją kuria NASA reaktyvinio varymo laboratorija. Tikimasi, kad šis Marso sraigtasparnis, žinomas kaip Marso sraigtasparnis, skirtas naudoti ant Marso, šį oro droną planuojama paleisti į „ Mars 2020“ misiją. Tokiu atveju dizainas reikalauja dviejų bendraašių, besisukančių rotorių, kurie užtikrintų geriausią traukos ir svorio santykį Marso plonoje atmosferoje.

Tokia „VTOL“ platforma gali tapti pagrindine priemone ateinančiais dešimtmečiais ten, kur reikalinga ilgalaikė misija, kurioje dalyvautų atmosferą palaikantys kūnai. Tarp Marso ir Titano tokie oro dronai galėjo šokinėti iš vienos srities į kitą, imdami mėginius in situ analizei ir derindami paviršiaus tyrimus su atmosferos rodmenimis įvairiuose aukščiuose, kad gautumėte išsamesnį planetos vaizdą.

Tolesni skaitymai: USRA, LPI, Space

Kategorija:
Pateikite savo klausimus Scott Parazynski ir Keith Cowing
„Delta IV“ į orbitą pristato bauginantį ekraną, kuriuo įjungiama tarptautinė karinė „WGS-9 SatCom“