Entre as muitas luas do nosso sistema solar, O Titã de Saturno se destaca - é a única lua com uma atmosfera e líquido substanciais na superfície. Ele ainda tem um sistema climático como o da Terra, embora chova metano em vez de água. Poderia também hospedar algum tipo de vida?

A missão Dragonfly da NASA, que enviará um módulo de pouso relocável de helicópteros para a superfície de Titã em meados da década de 2030, será a primeira missão a explorar a superfície de Titã, e tem grandes objetivos.

Em 19 de julho, a equipe de ciência da Dragonfly publicou "Metas e objetivos científicos para o Dragonfly Titan Rotorcraft Relocatable Lander" em The Planetary Science Journal . O autor principal do artigo é Jason Barnes, Pesquisador principal adjunto do Dragonfly e professor de física na Universidade de Idaho.

Os objetivos do Dragonfly incluem a busca por bioassinaturas químicas; investigando o ciclo de metano ativo da lua; e explorar a química pré-biótica que ocorre atualmente na atmosfera de Titã e em sua superfície.

"Titã representa a utopia de um explorador, "disse o co-autor Alex Hayes, professor associado de astronomia na Faculdade de Artes e Ciências e co-investigador do Dragonfly. "As questões científicas que temos para Titã são muito amplas porque não sabemos muito sobre o que realmente está acontecendo na superfície ainda. Para todas as perguntas que respondemos durante a exploração da missão Cassini de Titã a partir da órbita de Saturno, ganhamos 10 novos. "

Embora a Cassini esteja orbitando Saturno há 13 anos, a espessa atmosfera de metano em Titã tornava impossível identificar com segurança os materiais em sua superfície. Enquanto o radar da Cassini permitiu aos cientistas penetrar na atmosfera e identificar estruturas morfológicas semelhantes à Terra, incluindo dunas, lagos e montanhas, os dados não revelaram sua composição.

"Na verdade, na época do lançamento da Cassini, nem sabíamos se a superfície de Titã era um oceano líquido global de metano e etano, ou uma superfície sólida de gelo de água e produtos orgânicos sólidos, "disse Hayes, também diretor do Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science e do Spacecraft Planetary Image Facility em A&S.

A sonda Huygens, que pousou em Titan em 2005, foi projetado para flutuar em um mar de metano / etano ou pousar em uma superfície dura. Seus experimentos científicos eram predominantemente atmosféricos, porque eles não tinham certeza de que sobreviveria ao pouso. Dragonfly será a primeira missão a explorar a superfície de Titan e identificar a composição detalhada de sua superfície rica em orgânicos.

"O que é tão empolgante para mim é que fizemos previsões sobre o que está acontecendo em escala local na superfície e como Titã funciona como um sistema, "Hayes disse, "e as imagens e medidas do Dragonfly vão nos dizer o quanto estão certos ou errados."

Hayes tem trabalhado em Titan por quase toda sua carreira. Ele está particularmente ansioso para responder a algumas das questões levantadas por Cassini na área de sua especialidade:processos da superfície planetária e interações superfície-atmosfera.

"Meus principais interesses científicos são entender Titã como um mundo complexo semelhante ao da Terra e tentar entender os processos que estão impulsionando sua evolução, "disse ele." Isso envolve tudo, desde as interações do ciclo do metano com a superfície e a atmosfera, ao encaminhamento do material pela superfície e à troca potencial com o interior. "

Hayes estará contribuindo com conhecimento significativo em outra área também:experiência operacional em missões do Mars rover.

"A missão Dragonfly se beneficia e representa a interseção da história substancial de Cornell com as operações de rover e a ciência da Cassini, "Hayes disse." Ele reúne essas duas coisas, explorando Titã com uma nave em movimento relocável.

Astrônomos de Cornell estão atualmente envolvidos nas missões Mars Science Laboratory e Mars 2020, e liderou a missão Mars Exploration Rovers. As lições aprendidas com esses rovers em Marte estão sendo realocadas para Titã, Hayes disse.

O Dragonfly vai passar um dia inteiro de Titã (equivalente a 16 dias terrestres) em um local, conduzindo experimentos e observações científicas, e voe para um novo local. A equipe de ciência precisará tomar decisões sobre o que a espaçonave fará a seguir com base nas lições da localização anterior - "que é exatamente o que os robôs de Marte vêm fazendo há décadas, "Hayes disse.

Titan's low gravity (around one-seventh of Earth's) and thick atmosphere (four times denser than Earth's) make it an ideal place for an aerial vehicle. Its relatively quiet atmosphere, with lighter winds than Earth, make it even better. And while the science team doesn't expect rain during Dragonfly's flights, Hayes noted that no one really knows the local-scale weather patterns on Titan—yet.

Many of the science questions outlined in the group's paper address prebiotic chemistry, an area that keenly interests Hayes. Many of the prebiotic chemical compounds that formed on early Earth are also formed in Titan's atmosphere, and Hayes is eager to see how far down the road of prebiotic chemistry Titan has really gone. Titan's atmosphere might be a good analogue for what happened on early Earth.

Dragonfly's search for chemical biosignatures will also be wide-ranging. In addition to examining Titan's habitability in general, they'll be investigating potential chemical biosignatures, past or present, from both water-based life to that which might use liquid hydrocarbons as a solvent, such as within its lakes, seas or aquifers.