NASA vrea să trimită un submarin pentru a explora mările de pe Titan

Cercetătorii se gândesc la un concept de misiune similară celor ale roverelor autonome de pe Marte, însă în locul unui rover rolul principal va fi jucat de un submarin care va investiga adâncimile lacurilor şi mărilor de hidrocarburi de pe Titan şi care va deschide calea pentru alte misiuni similare pe corpurile din Sistemul Solar ce ascund oceane sub calota glaciară de la suprafaţă, aşa cum este satelitul Europa al lui Jupiter.

"Credem că o misiune submarină pe Titan ar reprezenta primul pas spre misiuni submarine pe Europa sau Enceladus", a declarat luna trecută Steven Oleson de la Centrul de Cercetare Glenn al NASA, din Ohio, în cadrul unei prezentări făcută de grupul de lucru NASA Future In-Space Operations.

Europa şi Enceladus - sateliţi ai lui Jupiter, respectiv Saturn - ascund sub calota glaciară uriaşe oceane de apă lichidă.

Citește și

"Ar putea exista viață extraterestră pe satelitul lui Saturn". Ce au dezvăluit cercetătorii

Din acest motiv, este mai dificil de trimis un submarin în oceanele acestor sateliţi, aflate sub straturi groase de gheaţă, decât pe Titan, unde lacurile şi mările de hidrocarburi sunt la suprafaţă.

Titan este la rândul ei o lume extrem de interesantă şi, susţin astrobiologii, potenţial locuibilă.

Cu un diametru de 5.150 de kilometri, Titan se plasează pe locul doi în topul celor mai mari sateliţi naturali din Sistemul Solar - cel mai mare satelit natural este Ganymede, lună a lui Jupiter, cu diametrul mai mare decât cel al Titan cu doar 120 de kilometri.

Însă, dimensiunea nu este tot ceea ce contează în cazul lui Titan.

Spre exemplu, această lună este singura lume cunoscută din Sistemul Solar, în afara Pământului, pe care se află mări şi lacuri stabile, la suprafaţă - în cazul lui Titan mări şi lacuri de metan sau etan lichid, dintre care unele mai mari decât Marile Lacuri din America de Nord.

În plus, Titan are o atmosferă densă în care se produc probabil reacţii chimice complexe la care participă molecule organice - cărămizi ale vieţii pe bază de carbon, conform oamenilor de ştiinţă.

Nu sunt puţini astrobiologii care consideră că Titan ar putea fi o lume vie, cu o biosferă formată din organisme simple - bacterii, care ar putea popula atât atmosfera cât şi mările şi lacurile de pe acest satelit.

Astfel de microorganisme ar trebui însă să fie complet diferite de cele de pe Pământ, pentru că acestea trăiesc în metan şi etan lichid şi nu în apă.

Suprafaţa lui Titan este mult prea rece pentru ca apa să se menţină în stare lichidă, însă unii planetologi iau în considerare ipoteza că şi această lună ar putea ascunde un ocean interior, la fel ca Europa sau Enceladus.

Astfel, ar fi posibil ca Titan să găzduiască două ecosisteme complet separate şi diferite - o lume de suprafaţă, condusă de microorganisme care consumă hidrocarburi în procesele metabolice şi o lume acvatică subterană, izolată de lumea exterioară.

Majoritatea informaţiilor pe care le avem despre Titan provin de la misiunea Cassini-Huygens, ce a avut un buget de 3,2 miliarde de dolari şi care a studiat de aproape planeta Saturn şi numeroşii săi sateliţi în perioada 2004 - 2017.

Cea mai mare parte a informaţiilor au fost obţinute de sonda orbitală Cassini.

Sonda de asolizare Huygens, produsă de Agenţia Spaţială Europeană (ESA) în colaborare cu Agenţia Spaţială Italiană, care a coborât la suprafaţa lui Titan în ianuarie 2005, a avut la rândul său o contribuţie importantă.

În prezent, NASA lucrează la o sondă proprie pentru a o trimite pe Titan - o dronă cu 8 rotoare denumită Dragonfly, ce urmează să fie lansată în 2026.

Dacă totul va merge bine, Dragonfly va coborî prin atmosfera lui Titan în 2034 şi apoi va studia complexa chimie atmosferică a acestui corp cosmic, precum şi posibilitatea existenţei vieţii în diferite locaţii.

Însă, un submarin robotizat ar putea reprezenta pasul următor în explorarea lui Titan.

Deocamdată este vorba doar despre o propunere, dar Oleson şi echipa sa au obţinut deja două finanţări în cadrul programului NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) în valoare de 100.000 de dolari, respectiv 500.000 de dolari, pentru a dezvolta această propunere.

Principalul obiectiv legat de aceste finanţări NIAC este de a concepe schiţa tehnică a submarinului capabil să exploreze mările şi lacurile de pe Titan, conform lui Oleson.

Caracterul unic al acestui proiect este multistratificat. Spre exemplu, deşi Titan este una dintre cele mai mari luni din Sistemul Solar, ea este cu mult mai mică decât Pământul, având doar 14% din atracţia gravitaţională terestră.

Acest lucru înseamnă că un submarin care explorează mările lui Titan nu se va confrunta cu aceeaşi presiune asupra carenei ca un submarin terestru aflat la aceeaşi adâncime.

În plus, submarinul care va fi trimis pe Titan se va deplasa printr-un mediu lichid cu totul diferit faţă de ceea ce găsim pe Pământ.

Acest lucru nu înseamnă neapărat că se va confrunta cu dificultăţi suplimentare. Chiar dimpotrivă.

Pe lângă faptul că presiunea pe Titan va fi mai mică la adâncimi similare faţă de Pământ, un submarin se poate deplasa foarte uşor printr-un mediu format din hidrocarburi lichide, care sunt şi transparente transmisiunilor de semnale radio şi astfel submarinul va putea transmite datele pe care le culege chiar dacă se află în imersiune.

Submarinul va putea comunica direct cu Pământul sau prin intermediul unei sonde amplasate pe orbita lui Titan, în funcţie de arhitectura finală a misiunii.

Dacă se va lua decizia de a nu folosi o sondă orbitală ca nod de comunicaţii între submarin şi Pământ, atunci submarinul ar trebui să fie mare - aproximativ 6 metri lungime şi 1,5 tone (greutatea pe Pământ) - pentru a putea încorpora echipamentele de comunicaţii pe lângă instrumentele ştiinţifice cu care va fi dotat.

Dacă va fi aleasă varianta trimiterii unei sonde pe orbita lui Saturn care să preia semnalele submarinului şi să le retransmită spre Terra, atunci submarinul ar putea avea doar 2 metri lungime şi ar cântări doar aproximativ 500 kg.

Din pachetul de instrumente ştiinţifice nu trebuie să lipsească un kit de analiză chimică a mostrelor de lichid, un instrument de fotografiat/filmat, un sonar, o staţie care să culeagă date meteorologice şi un instrument care să măsoare proprietăţile fizice ale mării înconjurătoare, conform lui Oleson.

Indiferent de varianta de submarin aleasă, aceasta va funcţiona cu energie nucleară, la fel ca sonda Cassini.

Saturn se află la o distanţă de 10 ori mai mare de Soare decât Pământul, astfel cantitatea de energie solară care ajunge la Titan este foarte mică, prin comparaţie.

O astfel de misiune, fie că ar fi vorba doar de trimiterea unui submarin sau a unui tandem submarin/sondă orbitală ar fi una extrem de importantă şi de prim-plan pentru NASA, cu un buget ce va depăşi, probabil 2 miliarde de dolari.

Aproape toate lacurile şi mările de pe Titan se află în emisfera nordică a lunii, inclusiv două dintre posibilele obiective ale misiunii, mările Kraken Mare şi Ligeia Mare.

Ambele sunt imense. Kraken Mare acoperă aproximativ 400.000 km pătraţi şi are cel puţin 35 de metri adâncime. Ligeia Mare are suprafaţa de 130.000 km pătraţi şi o adâncime maximă de 170 de metri.

Ca şi Saturn, Titan are anotimpuri ce durează fiecare aproximativ 7 ani tereştri.

Perioada optimă pentru explorarea acestor mări ar fi vara de pe Titan, când eventuala sondă rămasă pe orbită va putea fotografia obiective de pe Titan în spectrul vizibil al luminii, conform lui Oleson.

Din acest punct de vedere, ideală ar fi ca misiunea să ajungă la Titan în 2045.

Dacă misiunea va include şi o sondă orbitală, atunci ar putea ajunge în jurul anului 2040, când în emisfera nordică a lui Titan va fi primăvară. Călătoria până la Saturn durează aproximativ 7 ani.