Dragonfly (rumfartøj)

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. maj 2022; checks kræver 3 redigeringer .
Guldsmed
Guldsmed
Kunde NASA
Fabrikant Anvendt Fysik Laboratorium
Operatør NASA og Applied Physics Laboratory
Opgaver Titan udforskning
lancering juni 2027  ( 2027-06 )
NSSDCA ID GULDSMED
specifikationer
Vægt 450 kg
Strøm 70 W
dragonfly.jhuapl.edu
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Dragonfly (oversat fra  engelsk  -  "dragonfly") - et projekt af et rumfartøj og en mission af samme navn, der involverer landing af et roterende fly Titan , Saturns største satellit. Målet med forskningen er at søge efter præbiotisk kemi og levedygtighed i forskellige områder af Titan, for hvilke landeren skal være i stand til vertikal start og landing (VTOL) [1] [2] [3] .

Titanium er unikt ved, at dets overflade indeholder kulbrinter i flydende form, hvorfor det er af interesse for forskning inden for astrobiologi og abiogenese [1] . Missionen blev foreslået af Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i april 2017 som en del af NASA 's New Frontier Program . I december 2017 blev missionen finalist i konkurrencen, idet den blev udvalgt (sammen med CAESAR-missionen) blandt tolv forslag til den fjerde fase af New Frontier [4] [5] [6] . Den 27. juni 2019 valgte NASA projektet som vinder [7] [8] . Opsendelsen af ​​rumfartøjet fra Jorden er planlagt til juni 2027, ankomst til Saturn og nedstigning til Titans overflade forventes i 2036, hvorefter rumfartøjet vil kunne arbejde på Titan i mere end to et halvt år [9] [10] [11] .

Oversigt

Dragonfly-rumfartøjet vil lande på Titan, hvor det vil søge efter mikrobielt liv og studere satellittens levedygtighed , præbiotisk kemi forskellige steder på Titan. Enheden vil være i stand til at udføre kontrollerede flyvninger samt lodrette starter og landinger. Apparatets generator vil køre på radioaktive isotoper . Missionen involverer flyvninger af apparatet til forskellige områder på Titans overflade, efterfulgt af indsamling og analyse af prøver [12] [13] .

På grund af tilstedeværelsen af ​​flydende overfladekulbrinter og muligvis underjordisk vand på Titan kunne den såkaldte ursuppe være dannet dér , i forbindelse med hvilken denne Saturns satellit er af stor interesse for astrobiologer [14] .

Historie

Den første idé til Dragonfly-missionen opstod i slutningen af ​​2015 under en middagssamtale mellem forskerne Jason W. Barnes fra University of Idaho og Ralph D. Lorenz fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory [15] . Elizabeth Turtle , en planetarisk videnskabsmand ved Applied Physics Laboratory ved Johns Hopkins University [13] blev den videnskabelige leder af projektet . Missionskonceptet er baseret på tidligere udviklinger, der overvejede muligheden for luftnavigation på Titan, herunder 2007 Titan Explorer [16] undersøgelsen , som foreslog opsendelsen af ​​en luftballon ( TSSM ) [17] eller et fly ( AVIATR ) [ 12] på Titan . Dragonfly-missionens koncept involverer brugen af ​​et multi-rotor køretøj [18] til at flytte forskningsinstrumenter til forskellige dele af Titan og studere detaljerne i overfladen, atmosfæren og geologien på Saturns måne.

Missionen blev foreslået af Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i april 2017 som en del af NASA 's New Frontier Program . I december 2017 blev missionen en finalist i konkurrencen, idet den blev udvalgt (sammen med CAESAR- missionen ) blandt tolv forslag til den fjerde fase af New Frontier. Den 27. juni 2019 valgte NASA Dragonfly-missionen, hvorefter udviklingen, det detaljerede design og konstruktionen af ​​køretøjet vil begynde med en forventet opsendelse i 2027 som en del af den fjerde mission af New Frontier -programmet [19] [20] [ 7] [21] .

Finansiering og udvikling

Indtil slutningen af ​​2018 modtog CAESAR- og Dragonfly-missionsprojekterne $4 millioner hver til yderligere mere detaljeret undersøgelse [20] . Efter at have valgt Dragonfly-missionen begyndte design, udvikling og konstruktion af enheden, og lanceringen vil blive udført i 2027 [19] [20] [7] [10] . Denne mission vil være den fjerde under New Frontiers -programmet.

Videnskabelige opgaver

I 2005 indhentede Den Europæiske Rumorganisations Huygens - lander nogle data om sammensætningen af ​​Titans atmosfære og overflade. Således påviste sonden tholiner [22] , som er en blanding af kulbrinter ( organiske stoffer ) i atmosfæren og på overfladen af ​​Titan [23] [24] . På grund af Titans tætte atmosfære forbliver den nøjagtige kemiske sammensætning, inklusive indholdet af visse kulbrinter på den, ukendt, hvilket kræver undersøgelse af nedstigningsfartøjet i forskellige zoner på overfladen [25] .

Af størst interesse for forskning er steder på Titan, hvor der på grund af smeltning eller kryovulkanisme opstår vand i flydende form, som reagerer med organiske forbindelser. Dragonfly ville være i stand til, hvis inkarneret, at udforske forskellige zoner på overfladen af ​​Titan på jagt efter præbiotisk kemi og biosignaturer baseret på vand eller kulbrinter [1] .

Robert Zubrin mener, at Titan har de nødvendige betingelser for at understøtte mikrobielt liv : "Definitivt er Titan den mest gæstfri udenjordiske verden i hele vores solsystem for menneskelig kolonisering" [26] . Titans atmosfære indeholder nitrogen og metan , og flydende metan findes også på overfladen af ​​Saturns måne. Det er muligt, at der også er flydende vand og ammoniak under Titans overflade, som kan bringes til overfladen ved kryovulkanisk aktivitet [27] .

Den 19. juli 2021 blev Science Goals and Objectives for Dragonfly Titan Rotorcraft Relocatable Lander [28] offentliggjort i The Planetary Science Journal , hvori forfatterne, ledet af Dragonfly viceprojektleder Jason Barnes fra University of Idaho, fremlagde en godkendt liste over videnskabelige mål for orthocopter [29] :

Design og konstruktion

Ifølge projektet er Dragonfly et fly med roterende vinger . Efter at være kommet ned til overfladen skulle den fungere som en stor quadcopter med tvillingepropeller, altså en oktokopter [12] . Denne propelkonfiguration vil tillade køretøjet at bevæge sig, selvom en propel eller motor går tabt [12] . Hver skrue vil være omkring 1 meter i diameter [12] . Enheden vil være i stand til at bevæge sig med en hastighed på omkring 36 km/t og stige til en højde på op til 4 km [12] .

Den energi, der kræves for at svæve i luften med en lignende masse på Titan, er 38 gange mindre end på Jorden [30] på grund af den tættere atmosfære og lave tyngdekraft [1] . Titans atmosfære er fire gange tættere end Jordens, og tyngdekraften er omkring 15 % af Jordens, hvilket gør Titan lettere at flyve. På den anden side er der en række faktorer, der komplicerer missionen, man skal tage højde for lave driftstemperaturer, som er omkring -180°C ved overfladen, samt svagt lys [17] . Dragonfly vil være i stand til at tilbagelægge betydelige afstande, drevet af et batteri genopladet af en radioisotop termoelektrisk generator ( MMRTG ) om natten [31] . Radioisotop termoelektrisk generator MMRTG omdanner termisk energi fra radioisotopers naturlige henfald til elektrisk energi [12] . På en enkelt batteriopladning vil enheden være i stand til at flyve i adskillige timer og overvinde adskillige snese af kilometer, hvorefter den genoplades [1] . Under flyvningen vil enhedens sensorer optage nye mulige steder til forskning.

Ifølge foreløbige skøn og simuleringer kunne Dragonfly-apparatets masse være 450 kg (990 pund). Enheden vil være udstyret med et varmeskjold med en diameter på 3,7 m [12] , samt to øvelser til indsamling af prøver (en for hver landingsski) og efterfølgende analyse i et massespektrometer [12] .

Om natten, som varer omkring 8 jorddage på Titan, vil enheden være på overfladen [12] . På dette tidspunkt vil han være i stand til at indsamle og analysere jordprøver, udføre seismologiske undersøgelser, meteorologisk overvågning og mikroskopisk fotografering af området ved hjælp af LED-belysning, som på Phoenix- og Curiosity -enhederne [12] .

Påstået videnskabeligt udstyr

Landingssted

Det er planlagt, at landingsstedet for Dragonfly-rotorfartøjet vil være Shangri-La- regionen [32] , der ligger nær ækvator og 700 km nord for Huygens landingsplads. Dragonfly bliver nødt til at udforske dette område gennem en række flyvninger (op til 8 km hver) og analyse af overfladeprøver. Derefter er der planlagt en flyvning mod krateret Selk , hvor der tidligere kan have været flydende vand. Den samlede længde af enhedens flyvninger kan overstige 175 km [32] .

Se også

Noter

  1. 1 2 3 4 5 Dragonfly: Udforskning af Titans præbiotiske organiske kemi og beboelighed  (eng.)  (link utilgængeligt) . USRA Houston. Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 5. april 2018.
  2. Dragonfly: Titan Rotorcraft  Lander . Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (2017). Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 20. september 2017.
  3. Redd, Nola Taylor 'Dragonfly ' Drone kunne udforske Saturn Moon Titan  . Space.com (25. april 2017). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 25. april 2017.
  4. NASA investerer i konceptudvikling for missioner til komet, Saturn Moon Titan  (engelsk)  (utilgængeligt link - historie ) . NASA udforskning af solsystemet.
  5. Dragonfly And CAESAR: NASA Greenlights Concepts For Missions To Titan And Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko  (engelsk)  (link ikke tilgængeligt) . Science 2.0 (20. december 2017). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 24. januar 2018.
  6. NASA vil sende en "atomhelikopter" til Titan og vende tilbage til den "sovjetiske" komet . RIA.ru (20. december 2017). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 1. januar 2018.
  7. 1 2 3 Edward Helmore og agenturer. Nasa sender Dragonfly-drone for at udforske Titan, Saturns største  måne . The Guardian (27. juni 2019). Hentet 28. juni 2019. Arkiveret fra originalen 28. juni 2019.
  8. NASA sender Dragonfly for at søge efter liv på Saturns måne Titan . Tass.ru (28. juni 2019). Hentet 27. juni 2019. Arkiveret fra originalen 27. juni 2019.
  9. Luftfartsingeniører udvikler drone til NASAs konceptmission til  Titan . Pennsylvania State University (9. januar 2018). Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 7. november 2019.
  10. 1 2 Dragonfly-lancering flyttet til 2027  . NASA (25. september 2020). Hentet 29. september 2020. Arkiveret fra originalen 27. september 2020.
  11. NASA New Frontiers 5: Third Community Announcement - SpaceRef
  12. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Dragonfly: A Rotorcraft Lander Concept for Scientific Exploration at Titan (PDF)  (  utilgængeligt link) . Johns Hopkins APL Technical Digest (2017). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 22. december 2017.
  13. 1 2 NASA udvælger Johns Hopkins APL-ledede mission til Titan for yderligere udvikling  . Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (21. december 2017). Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 26. april 2018.
  14. ↑ Dragonfly : Udforskning af Titans overflade med en ny , flyttelig lander  American Astronomical Society, DPS møde #49, id.219.02. (2017). 
  15. Dragonfly APL TechDigest (PDF)  (eng.)  (link ikke tilgængeligt) . JHUAPL.edu. Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 22. december 2017.
  16. Titan Explorer - Flagship Study (PDF)  (eng.)  (link ikke tilgængeligt) . NASA og APL (2008). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 1. februar 2017.
  17. 1 2 Montgolfiere Aerobots for Titan (PDF)  (eng.)  (link ikke tilgængelig) . NASA's Jet Propulsion Laboratory. Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 22. december 2016.
  18. Langelaan JW et al. (2017) Proc. Aerospace Conf. IEEE.
  19. 1 2 Spacewatch: Drone uden for denne verden med en Titanic-opgave  forude . The Guardian (21. december 2017). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 13. juli 2019.
  20. 1 2 3 Chang, Kenneth Finalister i NASA's Spacecraft Sweepstakes: A Drone on Titan, and a Comet-  Chaser . The New York Times (19. november 2017). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 13. juli 2019.
  21. ↑ NASAs guldsmede vil flyve omkring Titan på udkig efter oprindelse , livstegn  . NASA.gov (27. juni 2019). Hentet 27. juni 2019. Arkiveret fra originalen 28. juni 2019.
  22. Hvad i alverden(e) er tholiner?  (engelsk) . Planetary.org (23. juli 2015). Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 13. januar 2020.
  23. Kæmpe tropisk sø fundet på Saturn Moon Titan  (engelsk)  (utilgængeligt link - historie ) . Space.com (13. juni 2012).
  24. Nye billeder fra Huygens-sonden: kystlinjer og kanaler, men en tilsyneladende tør  overflade . Planetary.org (15. januar 2005). Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 30. marts 2018.
  25. Williams, Matt Dragonfly foreslået til NASA som dristig New Frontiers-mission til  Titan . Universet i dag (25. august 2017). Hentet 25. januar 2018. Arkiveret fra originalen 13. juli 2019.
  26. Robert Zubrin, Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization , afsnit: Titan, s. 163-166, Tarcher/Putnam, 1999, ISBN 978-1-58542-036-0
  27. Robert Zubrin, The Case for Mars: The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must , s. 146, Simon & Schuster/Touchstone, 1996, ISBN 978-0-684-83550-1
  28. Videnskabsmål og -mål for Dragonfly Titan Rotorcraft Relocatable Lander . The Planetary Science Journal (19/07/2021). Hentet 29. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 17. august 2021.
  29. Planetforskere identificerer dronemål på Titan . N+1 (13/08/2021). Hentet 29. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 29. oktober 2021.
  30. R. Lorenz, "Titan Here We Come!", New Scientist, 15. juli 2000.
  31. Post-Cassini Exploration of Titan: Science Rationale and Mission Concepts (PDF  ) . Journal of the British Interplanetary Society (2000). Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 25. januar 2020.
  32. 1 2 NASAs guldsmede vil flyve omkring Titan på udkig efter oprindelse,  livstegn . NASA.gov (27. juni 2019). Hentet 27. juni 2019. Arkiveret fra originalen 2. maj 2021.

Links