La misión Dragonfly de la NASA a la luna Titán de Saturno anuncia grandes objetivos científicos

_{Ilustración del concepto de la misión Dragonfly de entrada, descenso, aterrizaje, operaciones de superficie y vuelo en Titán. Crédito: NASA}

Entre las muchas lunas de nuestro sistema solar, se destaca Titán de Saturno: es la única luna con una atmósfera sustancial y líquido en la superficie. Incluso tiene un sistema meteorológico como el de la Tierra, aunque llueve metano en lugar de agua. ¿Podría albergar también algún tipo de vida?

La misión Dragonfly de la NASA, que enviará un módulo de aterrizaje reubicable a la superficie de Titán a mediados de la década de 2030, será la primera misión en explorar la superficie de Titán y tiene grandes objetivos.

El 19 de julio, el equipo científico de Dragonfly publicó “Metas y objetivos científicos para el módulo de aterrizaje reubicable Dragonfly Titan Rotorcraft” en The Planetary Science Journal . El autor principal del artículo es Jason Barnes, investigador principal adjunto de Dragonfly y profesor de física en la Universidad de Idaho.

Los objetivos de Dragonfly incluyen la búsqueda de biofirmas químicas; investigar el ciclo activo del metano de la luna; y explorar la química prebiótica que tiene lugar actualmente en la atmósfera de Titán y en su superficie.

_{La misión Dragonfly de la NASA, que enviará un módulo de aterrizaje reubicable a la superficie de Titán a mediados de la década de 2030, será la primera misión en explorar la superficie de Titán. Crédito: NASA / Johns Hopkins APL}

«Titán representa la utopía de un explorador», dijo el coautor Alex Hayes, profesor asociado de astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias y co-investigador de Dragonfly. “Las preguntas científicas que tenemos para Titán son muy amplias porque todavía no sabemos mucho sobre lo que realmente está sucediendo en la superficie. Por cada pregunta que respondimos durante la exploración de la misión Cassini de Titán desde la órbita de Saturno, obtuvimos 10 nuevas «.

Aunque Cassini ha estado en órbita alrededor de Saturno durante 13 años, la espesa atmósfera de metano en Titán hizo imposible identificar de manera confiable los materiales en su superficie. Si bien el radar de Cassini permitió a los científicos penetrar en la atmósfera e identificar estructuras morfológicas similares a la Tierra, incluidas dunas, lagos y montañas, los datos no pudieron revelar su composición.

«De hecho, en el momento en que se lanzó la Cassini, ni siquiera sabíamos si la superficie de Titán era un océano líquido global de metano y etano, o una superficie sólida de hielo de agua y compuestos orgánicos sólidos», dijo Hayes, también director de la Centro Cornell de Astrofísica y Ciencias Planetarias y la Instalación de Imágenes Planetarias de la Nave espacial en A&S.

_{Impresión artística de Dragonfly en vuelo sobre Titán. Crédito: Johns Hopkins / APL}

La sonda Huygens, que aterrizó en Titán en 2005, fue diseñada para flotar en un mar de metano / etano o aterrizar en una superficie dura. Sus experimentos científicos fueron predominantemente atmosféricos, porque no estaban seguros de que sobreviviría al aterrizaje. Dragonfly será la primera misión en explorar la superficie de Titán e identificar la composición detallada de su superficie rica en materia orgánica.

«Lo que es tan emocionante para mí es que hemos hecho predicciones sobre lo que está sucediendo a escala local en la superficie y cómo funciona Titán como sistema», dijo Hayes, «y las imágenes y medidas de Dragonfly nos dirán cuán correctas o están equivocados «.

Hayes ha estado trabajando en Titán durante casi la totalidad de su carrera. Está particularmente ansioso por responder algunas de las preguntas planteadas por Cassini en el área de su especialidad: los procesos de la superficie planetaria y las interacciones superficie-atmósfera.

“Mis principales intereses científicos son comprender a Titán como un mundo complejo parecido a la Tierra y tratar de comprender los procesos que están impulsando su evolución”, dijo. «Eso involucra todo, desde las interacciones del ciclo del metano con la superficie y la atmósfera, hasta el enrutamiento del material por toda la superficie y el potencial intercambio con el interior».

_{Libélula en la superficie de Titán. Crédito: Johns Hopkins / APL}

Hayes también contribuirá con una experiencia significativa en otra área: la experiencia operativa de las misiones del rover a Marte.

«La misión Dragonfly se beneficia y representa la intersección de la historia sustancial de Cornell con las operaciones de rover y la ciencia de Cassini», dijo Hayes. «Reúne esas dos cosas al explorar Titán con una nave móvil reubicable».

Los astrónomos de Cornell participan actualmente en las misiones Mars Science Laboratory y Mars 2020, y lideraron la misión Mars Exploration Rovers. Las lecciones aprendidas de estos rovers en Marte se están trasladando a Titán, dijo Hayes.

_{Concepto artístico de Dragonfly on Titan. Crédito: Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins}

Dragonfly pasará un día completo en Titán (equivalente a 16 días terrestres) en un lugar realizando experimentos científicos y observaciones, y luego volará a un nuevo lugar. El equipo científico deberá tomar decisiones sobre lo que hará la nave espacial a continuación basándose en las lecciones de la ubicación anterior, «que es exactamente lo que los exploradores de Marte han estado haciendo durante décadas», dijo Hayes.

La baja gravedad de Titán (alrededor de una séptima parte de la de la Tierra) y la atmósfera espesa (cuatro veces más densa que la de la Tierra) lo convierten en un lugar ideal para un vehículo aéreo. Su atmósfera relativamente tranquila, con vientos más ligeros que la Tierra, lo hacen aún mejor. Y aunque el equipo científico no espera lluvia durante los vuelos de Dragonfly, Hayes señaló que nadie conoce realmente los patrones climáticos a escala local en Titán, todavía.

Muchas de las preguntas científicas descritas en el artículo del grupo abordan la química prebiótica, un área que le interesa mucho a Hayes. Muchos de los compuestos químicos prebióticos que se formaron en la Tierra primitiva también se forman en la atmósfera de Titán, y Hayes está ansioso por ver hasta dónde ha llegado realmente Titán en el camino de la química prebiótica. La atmósfera de Titán podría ser una buena analogía de lo que sucedió en la Tierra primitiva.

La búsqueda de Dragonfly de biofirmas químicas también será muy amplia. Además de examinar la habitabilidad de Titán en general, investigarán posibles biofirmas químicas, pasadas o presentes, tanto de la vida acuática como de la que podría utilizar hidrocarburos líquidos como disolvente, como en sus lagos, mares o acuíferos.

Referencia: «Metas y objetivos científicos para el módulo de aterrizaje reubicable Dragonfly Titan» por Jason W. Barnes, Elizabeth P. Turtle, Melissa G. Trainer, Ralph D. Lorenz, Shannon M. MacKenzie, William B. Brinckerhoff, Morgan L. Cable , Carolyn M. Ernst, Caroline Freissinet, Kevin P. Hand, Alexander G. Hayes, Sarah M. Hörst, Jeffrey R. Johnson, Erich Karkoschka, David J. Lawrence, Alice Le Gall, Juan M. Lora, Christopher P. McKay, Richard S. Miller, Scott L. Murchie, Catherine D. Neish, Claire E. Newman, Jorge Núñez, Mark P. Panning, Ann M. Parsons, Patrick N. Peplowski, Lynnae C. Quick, Jani Radebaugh, Scot CR Rafkin, Hiroaki Shiraishi, Jason M. Soderblom, Kristin S. Sotzen, Angela M. Stickle, Ellen R. Stofan, Cyril Szopa, Tetsuya Tokano, Thomas Wagner, Colin Wilson, R. Aileen Yingst, Kris Zacny y Simon C. Stähler , 19 de julio de 2021, The Planetary Science Journal .