Svi se slažu da je Titan jedan spektakularni svet. Ko ne bi voleo da jedri njegovim metanskim morima ili da istražuje tajanstvene peščane dine? Zato nije čudo što se poslednjih godina javljaju projekti čitave flote sondi koje bi ga ispitivali iz čamaca, balona, pa čak i iz podmornica.
AVIATR, avion koji će možda jednog dana leteti zaleđenim nebom Titana.
Možda se jedan od najsugestivnijih projekata odnosi na upotrebu aviona u proučavanju ovog meseca Saturna. Iako zbog ekstremno niskih temperatura (oko -190°C) to možda izgleda čudno, činjenica je da je Titan telo u solarnom sistemu koje je najpogodnije za letove letilica težih od vazduha. Sa gravitacionim ubrzanjem od samo 1,35 m/s2 (0,14 g) i atmosferskim pritiskom koji je 1,45 puta veći od Zemljinog, letenje avionom na Titanu stvarno je lako. Zapravo, specifična kinetička energija potrebna za let avionom po Titanu predstavlja samo 1/30 deo energije potrebne za to na Zemlji, i 1/200 deo energije potrebne na Marsu (!) Zato NASA već godinama pokušava da konstruiše letilicu koju je nazvala AVIATR (Arial Vehicle for In situ and Airborne Raconnaissance Titan). O tome se već duže vremena priča u stručnim krugovima planetologa, pa hajde da vidimo detalje tog projekta i dokle su stigli u razvoju.
Sadašnja konfiguracija vazdušne letilice AVIATR.
Prikaz kontrolnih površina, koje će služiti za manevrisanje.
Projekat sa balonom za izučavanje Titana. AVIATR obećava da bi mogao biti mnogo interesantniji.
Glavni problem zagovornika AVIATR-a je u tome da uvere Nasu da njihov projekat ima prednosti u odnosu na balon, konkurentski koncept koji izgleda mnogo manje rizičan. Na prvom mestu, smatraju AVIATR-ovi tvorci, avion može bolje da iskoristi energiju radioizotopskih generatora (RTGs). Ne treba smesti s uma da sonde na Titanu neće moći da koriste solarne panele jer će biti predaleko u odnosu na Sunce, i da će moći da radi jedino na akumulatore ili RTGs. A ako želimo da sonda funkcioniše neko razumno vreme, onda su RGT jedini izbor. Trenutni predlozi za Montgolfjeov tip balona na Titanu podrazumevaju tzv. radioizotopske grejače MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) koji bi zagrevali vazduh (uglavnom azot) u balonu, dok bi AVIATR koristio napredni Stirlingov izotopski generator ASGR (Advanced Stirling Radioisotope Generator), daleko efikasniji[1] za pokretanje propelera i koji troši 4 puta manje plutonijumskog goriva, koga NASA ionako više nema u izobilju.
Pored toga, avion može da pređe veća rastojanja za manje vremena, pokrivajući tokom istraživanja veću površinu. Za razliku od aerostata (balona), AVIATR može da kontroliše svoju putanju i da uvek ostaje na osvetljenoj hemisferi te tako duže studira Titanove geološke formacije. U slučaju bilo kakvih problema, sonda je projektovana tako da se automatski prebaci u „safe-mode“, tako da joj je komunikaciona antena uvek okrenuta pod određenim uglom ka Suncu (uvek ka Zemlji) i da ne može da odleti na noćnu stranu meseca (sprečavajući tako kontakt sa Zemljom).
Gustina Titanove atmosfere dozvoljava avionu da ima relativno mala krila, koja će morati da budu sklopljena tokom sedmogodišnjeg putovanja do Saturna. Da bi se smanjili troškove i uprostila konstrukcija, sistem otvaranje krila AVIATR-a pozajmljen je od bespilotnih letilica (UAV) koje danas koristi američka vojska.
Spakovani AVIATR u kapsuli koja će ući u Titanovu atmosferu. Avion je u transportnoj, sklopljenoj konfiguraciji.
Kapsula sa AVIATR-om sleće nakon 7-godišnjeg putovanja.
Unutrašnjost AVIATR-a. U nosnom delu je velika antena (žuto) a pozadi je potisna elisa.
Teorijski, let po Titanu će biti kaši od leta bilo gde drugde u solarnom sistemu, jer tamo ima 3,25 puta više vazduha nego na Zemlji, a gravitacija je 7 puta manja nego kod nas (500 puta više vazduha i 2 puta manja teža nego na Marsu).
AVIATR treba da nosi nekoliko instrumenata. U njih će biti uključene dve kamere, jedna visoke rezolucije (HRI, High-Resolution Imager) radi mapiranja terena tokom leta aviona, i druga koja će da snima horizont (HLI, Horizon-Looking Imager). HRI će biti nagnuta za 15° unapred, i radiće na talasnoj dužini od 1,97 do 2,09 mikrona (transparentna za metan) i dotizaće rezoluciju od 0,5 metara/ pixelu na visini od 3,5 km, ili 2 metra/pixelu na 15 km. Sa svoje strane, pored toga što će da slika impozantne slike Titanovog horizonta, HLI će detaljno studirati oblake i aerosol u atmosferi. Radiće u rasponu od 4,87 do 5,15 mikrona i u rezoluciji 15-34 metra/pixelu. Instrumentima će biti dodat i near-infracrveni spektrometar (NIR, 1,5-5,4 mikrona) sa preko 400 kanala i rezolucije od 3,5 do 34 metra/pixelu, u zavisnosti od visine.
Kakve bi ovo fotografije bile!
AVIATR će krstariti na visini od 15 kilometara, mada će moći spiralno da se spusti i na 3 km da bi analizirao određene regione u jačoj rezoluciji. Nakon misije, pokušaće da leti čak i kroz oblake metana i prouči njihova svojstva (možeš li da zamisliš te slike u glavi?), da bi na kraju avion „sleteo“ vertikalnom brzinom od par metara u sekundi. Čak i ako bude preživeo pad, radiće još kratko vreme zbog nedostatka vazdušnog hlađenja.
Kada bi se stvari u životu odvijale onako kako NASA želi, prvi avion za Titan bio bi lansiran u februaru 2017. i dospeo bi do Saturna nakon što bi iskoristio Zemlju (2020) i Jupiter (2021) za gravitaciono ubrzavanje. U Titanovu atmosferu bi ušao u oktobru 2024. i radio bi oko godinu dana. AVIATR bi bio prvi avion koji je leteo nebom nekog drugog sveta, a procenjeno je da bi čitav projekat koštao oko \(715 miliona[2] (mada će konačna cena sigurno biti mnogo veća).
Buduće putovanje AVIATR-a sa karakterističnim datumima.
Nažalost, skoro je nemoguće očekivati da će AVIATR poleteti 2017. godine. Ali ako ste ljubitelj Titana ne očajavajte, jer ćete na raspolaganju imati TiME (Titan Mare Explorer), kandidata za sledeću Nasinu Discovery misiju. Ako na kraju bude odabran, TiME će biti prvi brod koji je zaplovio po nekom drugom svetu.
Lender TiME bi trebalo da padne u metansko more Ligeia Mare na severnoj polulopti. Brodić bi bio težak samo 180 kg. Poleteće sa zemlje zajedno sa evropskom misijom koja treba da prouči Enceladus.
Avion AVIATR bi bio prvi avion van Zemlje.
[1] Ovi uređaji su energetski daleko efikasniji od RTG izvora energije koje je NASA do sada slala u svemir („Viking“, „Pioneer“, „Galileo“, „Ulysses“, „Cassini“ i „New HOrizons“). Za sada ima 9 misija koje su pobedile na konkursu za buduće korisnike ovog uređaja: među njima je i TiME, lender za Titan (2015).
[2] Sam avion bi košto preko \)60 miliona, sletna kapsula \(47, a sonda do Titana \)93 miliona.
