Чем пахнет на Титане?

На этой неделе появились две новости от НАСА, обе связанные с Титаном, спутником Сатурна.
Во-первых, учёные смоделировали запах, который мог бы почувствовать человек в атмосфере Титана
Во-вторых, в недрах НАСА раздумывают над концептом квадрокоптера, предназначенного для поиска следов добиологических химических соединений.

Чем пахнет на Титане?

Специалисты НАСА создали химическое соединение, которое могло бы объяснить оранжево-коричневый цвет атмосферы Титана. Благодаря этому эксперименту исследователи смогли точнее определить состав вещества, входящего в туманную атмосферу спутника Сатурна.

«Теперь мы можем сказать, что это соединение имеет сильный ароматический характер. Это позволяет лучше понять сложный молекулярный состав тумана, окутывающего Титан», говорит Мелисса Трейнер (Melissa Trainer), планетолог из Центра космических полётов Годдарда.

Это химическое соединение ранее было обнаружено инфракрасным спектрометром аппарата «Кассини». Для определения его состава, исследователи смешали в ёмкости различные газы. Идея эксперимента заключалась в том, что если набор газов и условия среды будут подобраны правильно, то в результате цепочки химических реакций в ёмкости образуется среда, аналогичная по составу атмосфере Титана. Этот подход сродни попытке определения рецепта торта по вкусу отрезанного от него ломтика.

Самое сложное в этом эксперименте заключалось в очень небольшом количестве ограничений. Оранжевый цвет Титану придаёт смесь углеводородов и нитрилов. Но семейство углеводородов уже включает в себя сотни тысяч известных соединений, входящих в состав полезных ископаемых на Земле. А потенциально может существовать ещё больше.

Логической отправной точкой было начать с двух газов, наиболее распространённых на Титане: азота и метана. Но ни одна попытка не приводила к получению смеси с аналогичным спектром. Обнадёживающие результаты были получены, когда исследователи добавили третий компонент. Сначала был добавлен бензол, а впоследствии и ряд других веществ, также обнаруженных в атмосфере Титана, и относящихся к подсемейству ароматических углеводородов.



Лучшие результаты были достигнуты при использовании ароматических углеводородов, содержащих азот. По своему спектральному составу получившаяся смесь оказалась достаточно близкой тому, что зарегистрировал «Кассини». Если говорить именно о запахе, то учёные считают, что в основном это специфический сладковатый запах бензола.

«Атмосфера титана состоит из целого зоопарка молекул. Комбинируя данные измерений и лабораторные эксперименты, мы сможем лучше понять этот спутник».

Квадрокоптер для исследования Титана

По словам Ларри Маттиеса (Larry Matthies), старшего исследователя и куратора Группы компьютерного видения (Computer Vision Group) в Секции роботизированных и мобильных систем Лаборатории реактивного движения НАСА, наилучшим видом исследовательского аппарата в случае с Титаном является квадрокоптер. Его задачей стал бы поиск следов добиологических химических соединений. По мнению разработчика, это было дешёвым и довольно безопасным решением.

Наземный аппарат имеет слишком небольшой радиус действия. Воздушный шар или самолёт не имеют доступа к поверхности. И в данном случае выходом мог бы стать большой вертолёт дальнего радиуса действия, но это было бы слишком дорого и рискованно. В результате родилась идея использования квадрокоптера.

Мы собираемся провести эксперимент по использованию маленького (<10 кг) квадрокоптера, который может запускать с воздушного шара или наземного аппарата. Его задачами будет близкая фотосъёмка поверхности, картографирование, приземление и взятие микроскопических проб твёрдых и жидких веществ и их доставка на корабль-носитель. Квадрокоптер должен быть перезаряжаемым.

Предыдущие исследования доказали осуществимость воздушного полёта на Титане и для более крупных аппаратов, массой до 400 кг. Но ни одно из исследований не проводилось для отработки описанных мной выше задач и сценариев.

Разработанный нами концепт квадрокоптера стал возможным благодаря недавним достижениям в автономной навигации и миниатюризации сенсоров, процессоров и приборов для взятия проб. Всё это также позволяет существенно расширить возможности и других видов исследовательских аппаратов.

Для наземного аппарата стало возможным проведение детальных исследований больших районов вокруг места высадки, микросъёмка и взятие образцов. В случае высадки возле озера, теоретически один аппарат мог бы взять образцы и твёрдых, и жидких веществ.

Для воздушного шара стало возможным проведение исследования поверхности и взятие образцов из атмосферы без необходимости последующего приземления.

Конечно, идея использования квадрокоптеров давно используется в фантастике, но для реальной исследовательской космонавтики это звучит очень смело. Маттиес считает, что маленькие недорогие дроны были бы полезны не только в исследовании Титана. Представьте, что Curiosity нёс бы на себе пару таких квадрокоптеров. Насколько бы это расширило возможности марсохода по исследованию окружающей поверхности.

Источник: habrahabr.ru/post/226771/