За всю историю космонавтики было не так много небесных тел, с которых на Землю удалось доставить образцы для изучения. Частицы грунта были доставлены на Землю американскими и советскими аппаратами с Луны, также были взяты пробы астероидного и кометного вещества, в недалеком будущем в NASA планируют привезти с Марса вещество, собранное их ровером Perseverance.
Однако в NASA смотрят в будущее и уже планируют более далекие цели для взятия проб с тел Солнечной системы. И возможно, следующей станет Титан – весьма интересный с научной точки зрения крупнейший спутник Сатурна.
Радарные изображения, сделанные аппаратом Сassini, ранее показали, что поверхность спутника состоит из водяного льда и «водоемов», заполненных жидкими углеводородами, в основном метаном. На Титане метан и этан выпадают из атмосферы в виде дождей, заполняют глубокие моря и озера.
Титан – второй по величине спутник планеты в Солнечной системе, по размеру он превосходит Меркурий, и является единственным кроме Земли телом в Солнечной системе, где есть реки, озера и моря. Правда, состоят они не из воды, как на Земле, а из углеводородов, таких, как жидкий метан.
И вот в NASA объявили, что в рамках программы отбора перспективных идей по исследованию космоса Innovative Advanced Concepts (NIAC) выделено первоначальное финансирование в размере $125 тыс. на проработку посадочной миссии на Титан, которая вернет на Землю собранные со спутника образцы.
«NIAC – это один из способов, с помощью которого NASA поддерживает «дикие» идеи, требующие на разработку десять и более лет, но способные в конце концов привести к революционным инновациям для новых и удивительных миссий», — считает глава научного подразделения NASA Томас Зурбучен. – Сегодняшние миссии годы назад казались дикими идеями». Разработка нового проекта ведется лабораторией Compass Lab при Исследовательском центре NASA имени Гленна, которая ранее предлагала отправить на Титан подлодку для исследования его метановых морей.
«Титан – поразительный мир, — уверен Джефри Лендис, научный руководитель лаборатории. – Он покрыт органическими веществами под толстым слоем азотной атмосферы, имеет природные моря из жидкого газа размером с Великие озера. А под его поверхностью скрыт океан жидкой воды».
Посадка аппарата на поверхность Титана выглядит более простой, чем посадка на Марс. Дело в том, что атмосфера спутника в шесть раз плотнее атмосферы Земли, что позволит эффективно использовать парашюты для торможения и мягкой посадки без использования ракетных двигателей.
«Мы ожидаем, что посадка на Титан будет относительно простой, — считает Стивен Олесон, разработчик конструкции. – Титан имеет толстую азотную атмосферу – с давлением в 1,5 раза выше земного, которая может погасить скорость аппарата с помощью лобового экрана и парашютов для мягкой посадки, подобно тому, как происходит при возвращении астронавтов на Землю».
Ученые не теряют надежды, что водяной подповерхностный океан Титана может содержать в себе неизвестные формы жизни подобно тем, что находят в глубинах земных океанов.
Кроме того, ранее учеными на поверхности Титана был обнаружен толин – класс органических веществ, которые могли играть важную роль в происхождении жизни на Земли миллиарды лет назад. Однако второй важной задачей миссии будет доставка собранных образцов обратно на Землю, и тут инженерам поможет сама природа Титана, поверхность которого по сути изобилует готовым ракетным топливом.
«Производство ракетного топлива на Титане не потребует химического производства – вам всего лишь потребуется труба и насос, — считает Олесон. – Метан уже находится в жидком состоянии, готовом к использованию».
Проблема будет с окислителем – в настоящее время ученые думают, как получить кислород в условиях Титана. Один из способов – топить водяной лед при помощи радиоизотопных источников тепла, и затем расщеплять воду на водород и кислород.
По расчетам полет к Титану должен занять порядка семи лет. Но даже если возвращаемая миссия не полетит к спутнику, в 2026 году к нему точно отправится миссия NASA Dragonfly – крупный квадрокоптер с двойными винтами. Прилет аппарата на спутник запланирован в 2034 году. Достигнув точки назначения, аппарат размером с марсианский ровер приземлится в области экватора и начнет долгое путешествие, перелетая с точки на точку на поверхности Титана.
Ученые надеются, что им удастся направить дрон к 90-километровому ударному кратеру Селк, который представляет для них особенный интерес с точки зрения возникновения жизни.