O Dragonfly dual-quadricóptero, mostrado aqui na representação de um artista, pousaria na lua de Saturno, Titã, e, em seguida, fazer vários voos para explorar diversos locais, uma vez que caracteriza a habitabilidade do ambiente do mundo oceano. O Dragonfly foi escolhido como finalista do programa Novas Fronteiras da NASA. Crédito:Laboratório de Pesquisa Aplicada Johns Hopkins / Steve Gribben
Pesquisadores do Departamento de Engenharia Aeroespacial do Estado da Pensilvânia fazem parte de uma equipe liderada pelo Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins (APL), cuja proposta de um helicóptero revolucionário para investigar a maior lua de Saturno, Titã, foi selecionado pela NASA como um dos dois finalistas para a próxima missão da agência, Novas Fronteiras.
Libélula, um módulo de pouso multi-rotor semelhante a um drone, aproveitaria a densa atmosfera de Titã (quatro vezes mais densa que a da Terra) e a baixa gravidade (um sétimo da da Terra) para voar entre locais de pouso amplamente espaçados na superfície de Titã. Em cada local de pouso, O Dragonfly empregaria um conjunto de instrumentos científicos para investigar a química orgânica e a habitabilidade de Titã; monitorar as condições atmosféricas e de superfície; formas de relevo de imagens para investigar processos geológicos; e realizar estudos sísmicos.
A equipe de pesquisa da Penn State, liderado pelo Professor Associado Jack Langelaan e incluindo o Professor Associado Sven Schmitz e o Professor Assistente Jose Palacios, é responsável por cinco áreas de desenvolvimento de conceito:projeto e análise de rotor, desenvolvimento da lei de controle de vôo de helicópteros, desenvolvimento de plataforma de teste de helicópteros em escala, suporte de teste de solo, e avaliação de desempenho de vôo. Todos os três professores fazem parte do Penn State Vertical Lift Research Center of Excellence, um dos três centros de pesquisa nacionais dedicados à pesquisa de asas rotativas e elevação vertical.
"Estamos extremamente entusiasmados e orgulhosos de fazer parte da equipe Dragonfly, "disse Langelaan." O ambiente de Titã é ideal para voar, e a mobilidade de um veículo de vôo dará aos cientistas planetários acesso a uma ampla área de Titã, permitindo-nos ver variações na geologia, geoquímica de superfície e subsuperfície e condições atmosféricas. "
A equipe da Penn State já construiu um veículo de teste de engenharia de meia escala e conduziu vários testes de vôo. Este veículo foi projetado para ser facilmente reconfigurável e será usado para desenvolver e testar algoritmos de controle de vôo e examinar os efeitos das mudanças no projeto do veículo no desempenho de vôo.
A configuração do quadricóptero duplo do Dragonfly (quatro pares de rotores empilhados) oferece excelente controle do veículo, bem como redundância - o veículo pode voar mesmo se alguns rotores falharem. Uma vez que a energia solar não está disponível devido à distância de Titã do sol e sua densidade, atmosfera nebulosa, O Dragonfly usaria um gerador termoelétrico de radioisótopo multi-missão (MMRTG), como o rover Curiosity em Marte, para alimentar seus sistemas. O MMRTG recarregaria uma bateria de vôo durante a noite de Titã, e permitir que o Dragonfly voe dezenas de milhas em cada carga.
"Estamos usando tecnologias desenvolvidas para drones que voam aqui na Terra e modificando-as para que possamos habilitar missões científicas em diferentes planetas. Isso é o mais legal possível!" disse Langelaan. "Também estamos usando técnicas computacionais que estão sendo desenvolvidas para ajudar a projetar parques de turbinas eólicas para modelar a atmosfera de Titã:Isso nos ajudará a desenvolver e testar os sistemas de controle de vôo. E também estamos desenvolvendo e testando métodos para proteger o veículo do ambiente frio de Titã. . "
Os dois finalistas da missão - Dragonfly liderada pelo APL, e o Comet Astrobiology Exploration Sample Return (CAESAR), liderado pela Cornell University e o Goddard Space Flight Center da NASA, receberá financiamento em 2018 para desenvolver e amadurecer ainda mais seus conceitos. A NASA planeja selecionar uma dessas investigações na primavera de 2019 para continuar nas fases subsequentes da missão.
Se selecionado, O Dragonfly teria um lançamento de missão planejado em meados da década de 2020 com uma meta de pouso em 2034. A missão em Titan duraria mais de dois anos e meio.
A missão selecionada será a quarta no portfólio de Novas Fronteiras da NASA, uma série de investigações científicas planetárias lideradas por investigadores principais que se enquadram em um limite de custo de desenvolvimento de aproximadamente US $ 850 milhões.
