p Com sua atmosfera densa e rica em hidrocarbonetos, Titã tem sido um assunto de interesse por muitas décadas. E com o sucesso da missão Cassini-Huygens, que começou a explorar Saturno e seu sistema de luas em 2004, há muitas propostas sobre a mesa para missões de acompanhamento que explorariam a superfície de Titã e seus mares de metano em maior profundidade. p Os desafios que isso apresenta levaram a algumas ideias bastante inovadoras, variando de balões e aterrissagens a drones flutuantes e submarinos. Mas é a proposta de um drone "Dragonfly" por pesquisadores do JHUAPL da NASA que parece particularmente ousada. Este drone de oito lâminas seria capaz de decolagem e aterrissagem vertical (VTOL), permitindo-lhe explorar a atmosfera e a superfície de Titã nas próximas décadas.

p O conceito de missão foi proposto por uma equipe científica liderada por Elizabeth Turtle, um cientista planetário do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins da NASA (JHUAPL). Em fevereiro, o conceito foi apresentado no "Planetary Science Vision 2050 Workshop" - que aconteceu na sede da NASA em Washington, DC - e novamente no final de março na 48ª Conferência de Ciência Lunar e Planetária em The Woodlands, Texas.

p Essa missão, como Turtle explicou à Universe Today por e-mail, é oportuno e necessário. Não apenas se basearia em muitos desenvolvimentos recentes em exploradores robóticos (como o rover Curiosity e o orbitador Cassini); mas em Titan, simplesmente não faltam oportunidades para pesquisas científicas. Como ela disse:

p "Titã é um mundo oceânico com um toque único, que é a química orgânica rica e complexa que ocorre em sua atmosfera e em sua superfície. Esta combinação torna Titã um alvo particularmente bom para estudar a habitabilidade planetária. Uma das grandes questões sobre o desenvolvimento da vida é como as interações químicas levam aos processos biológicos. Titã tem feito experimentos em química pré-biótica por milhões de anos - escalas de tempo impossíveis de reproduzir em laboratório - e os resultados desses experimentos estão lá para serem coletados. "

p Sua proposta é baseada em parte em Pesquisas Decadais anteriores, como o Grupo de Trabalho de Estratégia de Campanha (CSWG) em Química Prebiótica no Sistema Solar Externo. Esta pesquisa enfatizou que um veículo aéreo móvel (ou seja, um dirigível ou um balão) seria bem adequado para explorar Titã. Titã não é apenas o único corpo conhecido além da Terra que tem uma densidade, atmosfera rica em nitrogênio - quatro vezes mais densa que a da Terra - mas sua gravidade também é cerca de 1/7 da da Terra.

p Contudo, balões e aeronaves seriam incapazes de estudar os lagos de metano de Titã, que são uma das atrações mais interessantes no que diz respeito à pesquisa em química pré-biótica. O que mais, um veículo aéreo não seria capaz de realizar análises químicas in situ da superfície, muito parecido com o que os Rovers de Exploração de Marte (Spirit, Oportunidade e Curiosidade) têm feito em Marte.

p Como tal, Turtle e seus colegas começaram a procurar uma proposta que representasse o melhor dos dois mundos - ou seja, uma plataforma aérea e um módulo de pouso. Esta foi a gênese do conceito Dragonfly.

p "Vários métodos diferentes foram considerados para a exploração aérea in situ de Titã (helicópteros, diferentes tipos de balões, aviões), "disse Turtle." O Dragonfly aproveita os recentes desenvolvimentos em aeronaves com múltiplos rotores para fornecer mobilidade aérea para um módulo de pouso com uma carga útil sofisticada. Porque o Dragonfly seria capaz de viajar longas distâncias - algumas dezenas de quilômetros de cada vez, e até algumas centenas de quilômetros ao longo da missão - seria possível fazer medições em vários locais com histórias geológicas muito diferentes. "

p Inicialmente, Turtle e seus colegas - que inclui Ralph Lorenz (também do JHUAPL), Melissa Trainer do Goddard Space Flight Center, e Jason Barnes, da University of Idaho - propôs uma missão que combinaria um balão do estilo Montgolfière com uma sonda tipo Pathfinder. Considerando que o balão exploraria Titã de uma baixa altitude, a sonda exploraria a superfície de perto.

p Contudo, pela 48ª Conferência de Ciência Lunar e Planetária, eles fizeram alguns ajustes em sua ideia. Em vez de um balão e vários pousadores, eles apresentaram um conceito para um qaudcopter "Dragonfly" para conduzir estudos aéreos e de superfície. Este veículo de quatro rotores, foi argumentado, seria capaz de tirar vantagem da atmosfera densa e da baixa gravidade de Titã para obter amostras e determinar as composições da superfície em vários cenários geológicos.

p Em sua última iteração, o Dragonfly incorpora oito rotores (dois posicionados em cada um de seus quatro cantos) para atingir e manter o vôo. Muito parecido com o Curiosity e os próximos rovers Mars 2020, o Dragonfly seria alimentado por um gerador termelétrico de radioisótopo multimissão (MMRTG). Este sistema usa o calor gerado pela decomposição do plutônio-238 para gerar eletricidade, e pode manter uma missão robótica por anos.

p Este projeto, diz a tartaruga, ofereceria aos cientistas a plataforma in situ ideal para estudar o ambiente de Titã:

p "A libélula seria capaz de medir detalhes de composição de diferentes materiais de superfície, que mostraria o quão longe a química orgânica progrediu em diferentes ambientes. Essas medições também podem revelar assinaturas químicas de vida à base de água (como a da Terra) ou mesmo de vida à base de hidrocarbonetos, se algum deles estivesse presente em Titan. A libélula também estudaria a atmosfera de Titã, superfície, e sub-superfície para entender a atividade geológica atual, como os materiais são transportados, e a possibilidade de troca de matéria orgânica entre a superfície e as águas oceânicas interiores. "

p Este conceito incorpora muitos avanços recentes em tecnologia, que incluem eletrônica de controle moderna e avanços em projetos de veículos aéreos não tripulados comerciais (UAV). Além disso, o Dragonfly eliminaria os retrofoguetes alimentados quimicamente e poderia ser energizado entre os voos, dando-lhe uma vida útil potencialmente muito mais longa.

p "E agora é o momento perfeito, "diz a tartaruga, "porque podemos construir sobre o que aprendemos com a missão Cassini-Huygens para dar os próximos passos na exploração de Titã."

p Atualmente, O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA está desenvolvendo um conceito semelhante. Conhecido como Mars Helicopter "Scout", para uso em Marte, espera-se que este drone aéreo seja lançado a bordo da missão Mars 2020. Nesse caso, o projeto exige dois rotores coaxiais contra-rotativos, que forneceria a melhor razão empuxo-peso na fina atmosfera de Marte.

p Este tipo de plataforma VTOL pode se tornar o esteio nas próximas décadas, onde quer que sejam necessárias missões de longo prazo que envolvam corpos com atmosferas. Entre Marte e Titã, esses drones aéreos poderiam pular de uma área para outra, obtenção de amostras para análise in-situ e combinação de estudos de superfície com leituras atmosféricas em várias altitudes para obter uma imagem mais completa do planeta.