Спутник Сатурна Титан — одно из самых интригующих мест в Солнечной системе, поэтому NASA планирует отправить туда винтокрылый аппарат Dragonfly («Стрекоза») в середине 2030-х годов. Теперь научная группа, стоящая за этой миссией, обрисовала свои научные цели и задачи, при этом поиск признаков жизни находится на первом месте в списке. Титан удивительно похож на Землю — у него густая атмосфера, и это единственное известное нам место, где есть жидкие озера, океаны, дожди и реки. Ключевое отличие в том, что они заполнены не водой, а жидким метаном и этаном. Таким образом, Титан может оказаться домом для странных инопланетных форм жизни, которые используют биологические процессы, отличные от земных.
В 2019 году NASA выбрало миссию Dragonfly для исследования этого странного мира. Как следует из названия, миссия будет включать в себя роботизированный вертолет, который будет перемещаться по поверхности, как большая версия беспилотника Ingenuity, который в настоящее время исследует Марс вместе с марсоходом Perseverance. Цели Dragonfly включают поиск химических биосигнатур; исследование активного метанового цикла луны; и изучение пребиотической химии, происходящей в настоящее время в атмосфере Титана и на его поверхности. «Титан представляет собой утопию исследователя. Научные вопросы, которые мы задаем для Титана, очень широки, потому что мы еще мало знаем о том, что на самом деле происходит на его поверхности. На каждый вопрос, на который мы ответили во время исследования Титана с орбиты Сатурна миссией "Кассини", мы получили 10 новых», – Алекс Хейс, соисследователь миссии Dragonfly.
Хотя «Кассини» находится на орбите Сатурна в течение 13 лет, плотная атмосфера из метана на Титане сделала невозможным надежную идентификацию материалов на его поверхности. Хотя радар «Кассини» позволил ученым проникнуть в атмосферу и идентифицировать морфологические структуры земного типа, включая дюны, озера и горы, данные не смогли выявить их состав. «Фактически, в то время, когда был запущен „Кассини“, мы даже не знали, была ли поверхность Титана глобальным жидким океаном метана и этана или твердой поверхностью из водяного льда и твердой органики», — поясняет Хейс. Титан уже изучался исследователями во время высадки на его поверхность зонда «Гюйгенс» в 2004 году. Тогда аппарат приземлился на твердую поверхность, хотя его конструкция предусматривала и высадку в океане. Однако научные эксперименты аппарата были в первую очередь нацелены на изучение атмосферы Титана, поскольку ученые не были уверены, что зонд выживет после приземления.
Dragonfly станет первой миссией по исследованию поверхности Титана и определению детального состава его богатой органическими веществами поверхности. «Мои основные научные интересы заключаются в понимании Титана как сложного земного мира и в попытке осознать процессы, которые движут его эволюцией. Это включает в себя все, от взаимодействия метанового цикла с поверхностью и атмосферой до маршрутизации материала по поверхности и потенциального обмена с внутренним пространством», – Алекс Хейс. Астрономы Корнелльского университета в Итаке в настоящее время участвуют в миссиях Mars Science Laboratory и Mars 2020, а также возглавляют миссию Mars Exploration Rovers. Уроки, извлеченные этими миссиями, пригодятся на Титане, говорит Хейс. Dragonfly проведет полный день Титана (эквивалентный 16 земным дням) в одном месте, проводя научные эксперименты и наблюдения, а затем полетит в новое место. Научной группе необходимо будет принять решение о том, что космический корабль будет делать дальше, основываясь на уроках из предыдущего местоположения. Именно этим занимались марсоходы в течение десятилетий, поясняет Хейс.
Низкая гравитация Титана (около одной седьмой земной) и плотная атмосфера (в четыре раза более плотная, чем у Земли) делают его идеальным местом для летательного аппарата. Способствует миссии и относительно спокойная атмосфера с более легкими ветрами, чем на земле. Однако, хотя ученые не ожидают дождей во время полетов Dragonfly, Хейс отметил, что пока никто не знает погодных условий на Титане в местном масштабе. Помимо изучения пригодности условий для жизни на Титане в целом, миссия займется поиском потенциальных биосигнатур, прошлых или настоящих, от водной жизни до той, которая может использовать жидкие углеводороды в качестве растворителя, например, в озерах, морях или водоносных горизонтах. Миссия Dragonfly может стартовать в 2026 году. В этом случае аппарат окажется в окрестностях Сатурна в 2034 году.
