Na semana passada - de segunda-feira, 27 de fevereiro a quarta-feira, 1º de março - a NASA realizou o "Workshop de Visão Planetária da Ciência 2050" em sua sede em Washington, DC. Durante as muitas apresentações, discursos e painéis de discussão, a NASA compartilhou seus muitos planos para o futuro da exploração espacial com a comunidade internacional.
Entre os mais ambiciosos, havia uma proposta para explorar Titã usando um explorador aéreo e um lander. Com base no sucesso da missão Cassini-Huygen da ESA, este plano envolveria um balão que exploraria a superfície de Titã a baixa altitude, juntamente com um Mars Pathfinderestilo de missão que iria explorar a superfície.
Por fim, o objetivo de uma missão para Titã seria explorar o rico ambiente químico orgânico que a lua possui, o que representa uma oportunidade única para os pesquisadores planetários. Por algum tempo, os cientistas entenderam que a superfície e a atmosfera de Titã possuem uma abundância de compostos orgânicos e toda a química prebiótica necessária para que a vida funcione.
A apresentação, intitulada "Mobilidade aérea: a chave para explorar a rica diversidade química de Titã", foi presidida por Ralph Lorenz, do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, e co-presidida por Elizabeth Turtle (também da John Hopkins APL) e Jason Barnes da o Departamento de Física da Universidade de Idaho. Como Turtle explicou à Space Magazine por e-mail, Titan apresenta algumas oportunidades interessantes para uma missão de próxima geração:
"Titã é de particular interesse, porque a química orgânica abundante e complexa pode nos ensinar sobre as interações químicas que poderiam ter ocorrido aqui na Terra (e em outros lugares?), Levando ao desenvolvimento da vida. Além disso, Titan não apenas possui um oceano interior de água líquida, mas também houve oportunidades para o material orgânico se misturar com água líquida na superfície de Titan, por exemplo, crateras de impacto e possivelmente erupções crio-vulcânicas. A combinação de material orgânico com água líquida, obviamente, aumenta o potencial astrobiológico. ”
Por esse motivo, a exploração de Titã é um objetivo científico há décadas. A única questão é qual a melhor maneira de explorar o ambiente único do Titan. Durante pesquisas decadais anteriores - como o Grupo de Trabalho de Estratégia de Campanha (CSWG) sobre Química Prebiótica no Sistema Solar Exterior, do qual Lorenz era colaborador - sugeriu que um veículo aéreo móvel (como um dirigível ou um balão) adequado para a tarefa.
No entanto, esses veículos seriam incapazes de estudar os lagos de metano de Titã, que são um dos atrativos mais emocionantes da Lua no que diz respeito à pesquisa em química prebiótica. Além disso, um veículo aéreo não seria capaz de realizar análises químicas in situ da superfície, muito parecido com o que os Mars Exploration Rovers (Espírito, Oportunidade e Curiosidade) têm feito em Marte - e com imensos resultados!
Ao mesmo tempo, Lorenz e seus colegas examinaram conceitos para a exploração dos mares de hidrocarbonetos de Titan - como a cápsula proposta do Titan Mare Explorer (TiME). Como um dos vários finalistas da competição Discovery da NASA em 2010, esse conceito exigiu a implantação de um robô náutico em Titã nas próximas décadas, onde estudaria seus lagos de metano para aprender mais sobre o ciclo do metano e procurar sinais de vida orgânica.
Embora essa proposta seja econômica e apresente algumas oportunidades interessantes de pesquisa, ela também tem algumas limitações. Por exemplo, durante as décadas de 2020-2030, o hemisfério norte de Titã passará por sua temporada de inverno; nesse ponto, a espessura de sua atmosfera tornará impossível a comunicação direta com a Terra e as vistas da Terra. Além disso, um veículo náutico impediria a exploração das superfícies terrestres de Titã.
Eles oferecem algumas das perspectivas mais prováveis para o estudo da evolução química avançada de Titan, incluindo as areias das dunas de Titan. Como uma região varrida pelo vento, essa área provavelmente tem material depositado de todo o Titan e também pode conter materiais alterados de forma aquosa. Tanto quanto o Mars Pathfinder o local de pouso foi selecionado para coletar amostras de uma área ampla, como local seria um local ideal para um desembarque.
Como tal, Lorenz e seus colegas defenderam o tipo de missão que foi articulada no Estudo Flagship de 2007, que pedia um balão Montgolfière para exploração regional e um módulo de aterrissagem semelhante ao Pathfinder. Isso proporcionaria a oportunidade de realizar imagens de superfície em resoluções impossíveis de orbitar (devido à atmosfera espessa), além de investigar a química da superfície e a estrutura interior da lua.
Portanto, embora o balão colete dados geográficos de alta resolução da lua, o módulo de aterrissagem poderá realizar pesquisas sismológicas que caracterizariam a espessura do gelo acima do oceano aquático interno de Titã. No entanto, uma missão de pouso seria limitada em termos de alcance, e a superfície de Titã apresenta problemas de mobilidade. Isso tornaria vários landers, ou um lander realocável, a opção mais desejada.
"Alvos potenciais incluem áreas onde podemos medir materiais sólidos de superfície, cuja composição ainda não é bem conhecida, as areias das dunas de Titan, por exemplo", disse Turtle. “Análises detalhadas in situ são necessárias para determinar sua composição. Os lagos e mares também são intrigantes; no entanto, no curto prazo (missões chegando na década de 2030), a maioria delas estará na escuridão do inverno. Então, explorá-los provavelmente teria que esperar até a década de 2040. ”
Esse conceito de missão também se beneficiaria de vários avanços tecnológicos que foram feitos nos últimos anos. Como Lorenz explicou no decorrer da apresentação:
“A mobilidade mais pesada que o ar em Titan é, de fato, melhorias altamente eficientes em aeronaves autônomas nas duas décadas desde que o CSWG torna essa exploração uma perspectiva realista. Vários dispositivos de aterrissagem in situ entregues por um veículo aéreo, como um avião ou um veículo terrestre com mobilidade aérea para acessar vários locais, forneceriam a capacidade científica mais desejável, altamente relevante para os temas de origem, funcionamento e vida. ”
Lorenz, Turtle e Barnes também apresentarão essas descobertas na 48ª Conferência Lunar e de Ciência Planetária - que ocorrerá de 20 a 24 de março em The Woodlands, Texas. Lá eles se juntarão a membros adicionais do Johns Hopkins APL e da Universidade de Idaho, além de palestrantes do Goddard Space Flight Center da NASA, da Pennsylvania State University e da Honeybee Robotics.
No entanto, enfrentando alguns desafios adicionais não levantados no 2050 Vision Workshop, eles apresentarão uma leve reviravolta em sua ideia. Em vez de um balão e vários pousos, eles apresentarão um conceito de missão envolvendo um qaudcopter “Dragonfly”. Este veículo de quatro rotores poderia tirar proveito da atmosfera espessa e baixa gravidade de Titã para obter amostras e determinar a composição da superfície em várias configurações geológicas.
Esse conceito também incorpora muitos avanços recentes em tecnologia, que incluem eletrônicos de controle modernos e avanços em projetos de veículos aéreos não tripulados comerciais (UAV). Além disso, um quadcopter acabaria com as cavidades traseiras acionadas quimicamente e poderia ligar entre os vôos, proporcionando uma vida útil potencialmente muito maior.
Esses e outros conceitos para explorar a lua de Saturno, Titã, certamente ganharão força nos próximos anos. Dado os muitos mistérios escondidos neste mundo - inclui gelo abundante na água, química prebiótica, um ciclo de metano e um oceano subterrâneo que provavelmente é um ambiente prebiótico - é certamente um alvo popular para a pesquisa científica.
