Dezember 2, 2022

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Wo die Super Drone der NASA landen wird und wie sie über Titan, den größten Saturnmond, fliegen wird

Die neue Drohne der NASA, Dragonfly, kann in jedem halbstündigen Flug etwa 16 Kilometer zurücklegen.

TitanDas Saturns größter Mond Es hat eine besondere Anziehungskraft für Astronomen und Wissenschaftler, die Weltraummissionen planen. Wie es in passiert Tierra, gibt es Berge, Hügel, Täler, Täler und den gesamten Regenkreislauf, der Seen, Ozeane und Flüsse umfasst. Aber im Gegensatz zu dem, was auf unserem Planeten passiert, statt Wasser, was der Regen es flüssiges Methan. Wo wird es landen und wie wird es fliegen? Superdrohne aus NASA Im riesigen Trabanten der Ringe.

Aufgabe Cassini-HuygensEr umkreiste Saturn von 2004 bis 2017 und revolutionierte unser Verständnis von Titan. Zeigt eine erdähnliche Oberfläche. Vielen Dank für die erhaltenen wichtigen Informationen, The NASA und den nächsten Forschungsschritt für Titan vorzubereiten Libellen-Mission, Es wurde vom New Frontiers-Programm ausgewählt, um unser Verständnis der Chemie und Geologie dieses Satelliten zu vertiefen, indem es Mitte der 2030er Jahre einen Hubschrauber in seine äquatorialen Regionen schickte.

Der eigentliche Anstoß für diese neue Arbeit kam von mehreren Astronomen, die letztes Jahr veröffentlichten Schlusszeichnungen von Flüsse und Nebenflüsse aus flüssigem Methan auf dem Titan Helfen Sie dabei, den Kontext für die bevorstehende Reise bereitzustellen Die Dragonfly der NASA wird 2027 starten.

Titan ist Saturns größter Mond und neben der Erde der einzige Ort im Sonnensystem mit einem aktiven hydrologischen System.
Titan ist Saturns größter Mond und neben der Erde der einzige Ort im Sonnensystem mit einem aktiven hydrologischen System.

eben Ein neues Schmuckstück im Bau NASA. Es geht um einen Hubschrauber Es wird eintreten 2034 Y Erforsche Titan aus der Luft. Seine Reichweite ist größer als die eines Rovers auf Rädern, weil er sich verstecken kann Etwa 16 Kilometer in jedem halbstündigen Flug, Wie von der NASA geplant. Während seiner zweijährigen Mission wird es ein Hunderte Kilometer breites Gebiet erkunden.

Die Dragonfly wird eine große Lithium-Ionen-Batterie als Energiequelle verwenden, die so konzipiert ist, dass sie zwischen den Flügen von einem thermoelektrischen Multi-Mission-Radioisotopen-Generator (MMRTG) aufgeladen wird. Die Batterie selbst verwendet die gleichen Zellen, die derzeit auf der Internationalen Raumstation verwendet werden, und das MMRTG ist vom gleichen Typ wie der Curiosity-Rover auf dem Mars. Sowohl die Batterie als auch die Stromversorgung des MMRTG werden in einem isolierten Zylinder auf der Rückseite des Landers untergebracht, um ihn vor der Titan-Atmosphäre zu schützen.

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Bevor er jedoch alleine abhebt, Dragonfly muss zuerst mit dem Fallschirm zum Titan springen, Der dicke Kohlenwasserstoff-Smog, der die Atmosphäre des Mondes füllt, landet sanft auf dem eisigen Gelände, das nicht sichtbar ist. Der Landeplatz von Dragonfly wird das Shangri-La-Dünenfeld in der Nähe des Selk-Kraters sein. 80 Kilometer. Diese Region wurde von der Raumsonde Cassini während ihrer Mission zum Saturn abgebildet. Nun, ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung eines Planetenforschers Lea Bonafoe An der Cornell University wurden diese Daten erneut analysiert, um eine genauere Schätzung der geplanten Landungen für die Libelle zu erhalten.

Dragonfly-Missionskonzeptdiagramm von Eintritt, Abstieg, Landung, Oberflächenoperationen und Flug auf Titan.  Johns Hopkins/Apl
Dragonfly-Missionskonzeptdiagramm von Eintritt, Abstieg, Landung, Oberflächenoperationen und Flug auf Titan. Johns Hopkins/Apl

Diese sind Detaillierte Flusskarten wurden im August 2022 veröffentlicht Im Magazin Journal of Planetary Science. Zusätzlich zu den Karten untersuchte die Studie, was man aus degradierten Radardaten lernen könnte, indem man die Flüsse der Erde analysierte, ähnlich dem, was Cassini während seiner Orbitalbeobachtungen und der Landung der Huygens-Sonde im Januar 2005 sah. Diese Flüsse sind jedoch nicht gefüllt. Flüssiges Wasser: Eine Temperatur von minus 179 Grad Celsius ist dafür zu kalt. Stattdessen fallen flüssiges Methan und Ethan vom kalten Himmel aus Regen und Wassereis in Nebenflüsse von Flüssen, die die Großen Seen speisen.

ihr 127 Annäherung an den Mond Während seiner Amtszeit, Kassini, beobachtete Markierungen auf dem Dragonfly-Landeplatz aus verschiedenen Winkeln, die von 5 Grad Neigung bis 72 Grad reichten. Durch die Analyse, wie das Gelände je nach Betrachtungswinkel Schatten unterschiedlicher Form wirft, war Bonfoys Team in der Lage, die Topographie der Region innerhalb der Grenzen der Bildauflösung zu bestimmen, ohne größere Hindernisse zu finden, die es zu vermeiden gilt. Die Wissenschaftler berechneten auch die Höhe des Selk-Kraterrandes und stellten fest, dass sie in einigen Bereichen zwischen weniger als 200 und 600 Metern lag, höher als erwartet, was auf einen weniger erodierten Krater an seinen Rändern hinweist.

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Wie Wasser auf der Erde füllen flüssiges Methan und Ethan die Seen, Flüsse und Bäche von Titan. Aber das Verständnis dieser Kanäle, einschließlich ihrer Drehungen und Wendungen, ist der Schlüssel zum Verständnis der Funktionsweise des Sedimenttransportsystems des Mondes und seiner zugrunde liegenden Geologie. „Kanalsysteme sind das Herz von Titans Sedimenttransportwegen. Sie können Ihnen sagen, wie sich organisches Material auf der Oberfläche von Titan bewegt, und Orte identifizieren, an denen sich Material in der Nähe von tektonischen oder kryovulkanischen Merkmalen angesammelt haben könnte. Darüber hinaus könnten diese Materialien in den internen Flüssigwasserozean von Titan geliefert oder alternativ mit flüssigem Wasser gemischt werden, das an die Oberfläche transportiert wird. Alex HayesAußerordentlicher Professor für Astronomie am College of Arts and Sciences der Cornell University.

Eine künstlerische Darstellung von Kraken Mare, einem riesigen Ozean aus flüssigem Methan auf dem Saturnmond Titan.  NASA/John Glenn Forschungszentrum
Eine künstlerische Darstellung von Kraken Mare, einem riesigen Ozean aus flüssigem Methan auf dem Saturnmond Titan. NASA/John Glenn Forschungszentrum

Größer als der Planet Merkur und vollständig von einer dichten Atmosphäre aus Stickstoff und Methan umgeben, Titan ist der einzige Ort im Sonnensystem mit einem aktiven Wassersystem. Beinhaltet Regen, Kanäle, Seen und Ozeane. „Im Gegensatz zum Mars sah man vor 3,6 Milliarden Jahren Seen und Kanäle auf Titan. Die Erforschung der Hydrologie des Titans stellt ein extremes Beispiel dar, das mit der Hydrologie der Erde vergleichbar ist, und wir können ernsthaft sehen, wie sich eine Planetenlandschaft ohne Vegetation entwickeln könnte.“

Julia Müller Er leitete die Mission, um Cassinis Synthetic Aperture Radar (SAR)-Bilder von Titans Oberfläche zu analysieren, sowie Flussmerkmale zu identifizieren und diese Bilder dann mit denen auf der Erde zu vergleichen. Auf unserem Planeten wird die geologische Geographie normalerweise mit topographischen Daten und hochauflösenden visuellen Bildern untersucht, Aber es ist nicht für beringte planetarische Satelliten verfügbar.

Stattdessen verwendete Miller erdgestützte Radarbilder und stufte sie herunter, damit sie mit Cassinis Radarbildern von Titan übereinstimmten. Auf diese Weise kann der Experte die Einschränkungen des Cassini-Datensatzes verstehen und weiß, was die robusten Ergebnisse für die Analyse unter Verwendung der Daten mit niedriger Auflösung in einer Entfernung von etwa 1 Kilometer sind. „Obwohl die Qualität und Größe der Cassini-Bilder ihren Nutzen bei der Erkundung von Flussnetzwerken erheblich einschränken, können sie dennoch zum Verständnis der Topographie von Titan verwendet werden“, sagte Miller.

Titan, der größte Saturnmond, ist eine große Wette für die NASA
Titan, der größte Saturnmond, ist eine große Wette für die NASA

Die Formen von Flüssen sagen viel aus. Sie können die Art des Flusses verwenden, um zu versuchen, etwas über die Art des Materials zu sagen, durch das er fließt, oder wie steil die Oberflächen sind oder was in diesem Gebiet passiert ist. Es geht darum, die Flüsse als Ausgangspunkt zu nutzen und dann mehr über den Planeten zu erfahren.“, sagte der Experte.Die Libelle landet auf der trockenen Äquatorregion von Titan. „Manchmal regnet es flüssiges Methan, aber es ist wie eine Wüste auf der Erde, wo es Dünen, einige kleine Berge und einen Einschlagskrater gibt“, sagte Bonfoy.

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Auswählen Es ist ein interessanter Ort. Es ist geologisch jung, vielleicht ein paar hundert Millionen Jahre alt., schmilzt der Aufprall, der es gegraben hat, das lokale Eis und erzeugt Wechselwirkungen zwischen frischem flüssigem Wasser und organischen Molekülen in der Kohlenwasserstoffsuppe auf der Oberfläche von Titan. Astrobiologen interessieren sich besonders für die präbiotische Chemie (Chemie mit kohlenstoffreichen Molekülen, die nicht durch Organismen vermittelt wird).

Die Radarbilder von Cassini sind jedoch mit einer maximalen Auflösung von 300 Metern pro Pixel begrenzt. „Wahrscheinlich gibt es viele kleine Flüsse und Landformen, die wir nicht sehen können“, gab Bonfoy zu.

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