À la fin des années 1970 et au début des années 80, les scientifiques ont eu leur premier aperçu détaillé du plus grand Titan lunaire de Saturne. Grace à Pioneer 11 sonde, qui a ensuite été suivie par le Voyager 1 et2 missions, les habitants de la Terre ont eu droit à des images et des lectures de cette mystérieuse lune. Ils ont révélé un satellite froid qui avait néanmoins une atmosphère dense et riche en azote.
Grace à Cassini-Huygens mission, qui a atteint Titan en juillet 2004 et mettra fin à sa mission le 15 septembre, les mystères de cette lune n'ont fait que s'approfondir. C'est pourquoi la NASA espère y envoyer plus de missions dans un proche avenir, comme le Libellule concept. Ce métier est l'œuvre du laboratoire de physique appliquée de l'Université John Hopkins (JHUAPL), pour lequel il vient de soumettre une proposition officielle.
Essentiellement, Libellule serait une mission de classe New Frontiers qui utiliserait une configuration à double quadricoptère pour se déplacer. Cela permettrait un décollage et un atterrissage verticaux (VTOL), garantissant que le véhicule serait capable d'explorer l'atmosphère de Titan et de mener des recherches scientifiques à la surface. Et bien sûr, il enquêterait également sur les lacs de méthane de Titan pour voir quel type de chimie se déroule à l'intérieur.
Le but de tout cela serait de faire la lumière sur l'environnement mystérieux de Titan, qui a non seulement un cycle de méthane similaire au propre cycle de l'eau de la Terre, mais est riche en chimie prébiotique et organique. En bref, Titan est un «monde océanique» de notre système solaire - avec les lunes de Jupiter Europa et Ganymède, et la lune d'Encelade de Saturne - qui pourrait contenir tous les ingrédients nécessaires à la vie.
De plus, des études antérieures ont montré que la lune est couverte de riches dépôts de matières organiques qui subissent des processus chimiques, qui pourraient être similaires à ceux qui se sont produits sur Terre il y a des milliards d'années. Pour cette raison, les scientifiques en sont venus à considérer Titan comme une sorte de laboratoire planétaire, où les réactions chimiques qui pourraient avoir conduit à la vie sur Terre pourraient être étudiées.
Comme Elizabeth Turtle, un scientifique planétaire à JHUAPL et le chercheur principal pour le Libellule mission, a déclaré à Space Magazine par e-mail:
«Titan offre d'abondantes matières organiques complexes à la surface d'un monde océanique dominé par l'eau et la glace, ce qui en fait une destination idéale pour étudier la chimie prébiotique et pour documenter l'habitabilité d'un environnement extraterrestre. Parce que l'atmosphère de Titan obscurcit la surface à de nombreuses longueurs d'onde, nous avons peu d'informations sur les matériaux qui composent la surface et comment ils sont traités. En effectuant des mesures détaillées de la composition de la surface à plusieurs endroits, Dragonfly révélerait de quoi est faite la surface et dans quelle mesure la chimie prébiotique a progressé dans des environnements qui fournissent des ingrédients clés connus pour la vie, en identifiant les éléments de base chimiques disponibles et les processus à l'œuvre pour produire une pertinence biologique. composés. "
En outre, Libellule utiliserait également des observations de télédétection pour caractériser la géologie des sites de débarquement. En plus de fournir un contexte aux échantillons, cela permettrait également des études sismiques pour déterminer la structure du Titan et la présence d'une activité souterraine. Enfin et surtout, Libellule utiliserait des capteurs de météorologie et des instruments de télédétection pour recueillir des informations sur les conditions atmosphériques et de surface de la planète.
Alors que plusieurs propositions ont été faites pour une mission d'exploration robotique de Titan, la plupart d'entre elles ont pris la forme soit de plates-formes aériennes, soit d'un ballon combiné et d'un atterrisseur. Le véhicule aérien pour la reconnaissance in situ et aéroportée des titans (AVIATR), une proposition faite par le passé par Jason Barnes et une équipe de chercheurs de l'Université de l'Idaho, en est un exemple.
Dans cette dernière catégorie, vous avez des concepts comme la mission Titan Saturn System (TSSM), un concept qui était développé conjointement par l'Agence spatiale européenne (ESA) et la NASA. Concept de mission phare des planètes extérieures, la conception du TSSM se composait de trois éléments: un orbiteur de la NASA, un atterrisseur conçu par l'ESA pour explorer les lacs de Titan et un ballon Montgolfière conçu par l'ESA pour explorer son atmosphère.
Ce qui sépare Libellule de ces concepts et d'autres est sa capacité à mener des études aériennes et au sol avec une seule plate-forme. Comme l'a expliqué le Dr Turtle:
«Dragonfly serait une mission in situ pour effectuer des mesures détaillées de la composition de la surface et des conditions de Titan afin de comprendre l’habitabilité de ce monde océanique riche en matières organiques. Nous avons proposé un giravion pour profiter de l'atmosphère dense et calme de Titan et de sa faible gravité (ce qui rend le vol plus facile sur Titan qu'il ne l'est sur Terre) pour transporter une suite d'instruments capables d'un endroit à l'autre - à 10s à 100s de kilomètres de distance - pour faire mesures dans différents paramètres géologiques. Contrairement à d'autres concepts aériens qui ont été envisagés pour l'exploration de Titan (dont il y en a eu plusieurs), Dragonfly passerait la majeure partie de son temps à la surface à effectuer des mesures, avant de s'envoler vers un autre site. »
LibelluleLa suite d'instruments comprendrait des spectromètres de masse pour étudier la composition de la surface et de l'atmosphère; spectromètres à rayons gamma, qui mesureraient la composition de la subsurface (c'est-à-dire la recherche de preuves d'un océan intérieur); capteurs de météorologie et de géophysique, qui mesureraient le vent, la pression atmosphérique, la température et l'activité sismique; et une suite de caméras pour prendre des photos de la surface.
Étant donné l'atmosphère dense de Titan, les cellules solaires ne seraient pas une option efficace pour une mission robotique. En tant que tel, le Dragonfly s'appuierait sur un générateur thermoélectrique à radio-isotopes multi-missions (MMRTG) pour l'alimentation, similaire à ce que le Curiosité rover utilise. Alors que les missions robotiques qui reposent sur des sources d'énergie nucléaire ne sont pas exactement bon marché, elles permettent des missions qui peuvent durer des années à la fois et effectuer des recherches inestimables (comme Curiosité a montré).
En tant que Peter Bedini - Directeur de programme au Département spatial JHUAPL et Dragonfly's gestionnaire de projet - a expliqué, cela permettrait une mission à long terme avec des rendements importants:
«Nous pourrions prendre un atterrisseur, le mettre sur Titan, prendre ces quatre mesures à un seul endroit et augmenter considérablement notre compréhension de Titan et des lunes similaires. Cependant, nous pouvons multiplier la valeur de la mission si nous ajoutons la mobilité aérienne, ce qui nous permettrait d'accéder à une variété de paramètres géologiques, maximisant le retour scientifique et réduisant le risque de mission en passant par-dessus ou autour des obstacles. »
Au final, une mission comme Libellule serait en mesure d'étudier dans quelle mesure la chimie prébiotique a progressé sur Titan. Ces types d'expériences, où les blocs de construction organiques sont combinés et exposés à l'énergie pour voir si la vie émerge, ne peuvent pas être effectués en laboratoire (principalement en raison des échelles de temps impliquées). En tant que tel, les scientifiques espèrent voir jusqu'où les choses ont progressé à la surface de Titan, où les conditions prébiotiques existent depuis des éons.
En outre, les scientifiques rechercheront également des signatures chimiques qui indiquent la présence d'eau et / ou d'hydrocarbures. Dans le passé, il a été émis l'hypothèse que la vie pouvait exister à l'intérieur de Titan et que des formes de vie méthanogènes exotiques pouvaient même exister à sa surface. Trouver des preuves d'une telle vie remettrait en question nos notions de l'endroit où la vie peut émerger et améliorerait considérablement la recherche de vie dans le système solaire et au-delà.
Comme l'a indiqué le Dr Turtle, la sélection des missions sera bientôt disponible, et si oui ou non le Libellule mission sera envoyée à Titan devrait être décidée dans quelques années:
"Plus tard cet automne, la NASA sélectionnera quelques-unes des missions New Frontiers proposées pour poursuivre les travaux dans les études de concept de la phase A", a-t-elle déclaré. «Ces études se poursuivraient pendant la majeure partie de 2018, suivies d'une autre série d'examens. Et la sélection finale d'une mission de vol aura lieu à la mi-2019… Les missions proposées pour ce cycle du programme New Frontiers devraient être lancées avant la fin de 2025. »
Et assurez-vous de regarder cette vidéo d'un possible Libellule mission, gracieuseté de la JHUAPL:
