Es könnte ein NASA-Instrument entdecken, das auf Titan zusteuert

Die neue NASA-Mission zum riesigen Saturnmond Titan, soll 2027 starten. Wenn es Mitte der 2030er Jahre eintrifft, wird es eine Entdeckungsreise beginnen, die zu einem neuen Verständnis der Evolution des Lebens im Universum führen könnte. Diese Aufgabe, genannt LibelleEs wird ein Instrument namens Dragonfly Mass Spectrometer (DraMS) tragen, das Wissenschaftlern helfen soll, die Chemie der Arbeit an Titan zu verfeinern. Es kann auch Aufschluss über die Arten chemischer Schritte geben, die auf der Erde stattfanden und schließlich zur Entstehung von Leben führten, die als präbiotische Chemie bezeichnet werden.

Die komplexe, kohlenstoffreiche Chemie, die inneren Ozeane und das frühere Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche von Titan machen es zu einem idealen Ziel für die Untersuchung präbiotischer chemischer Prozesse und der potenziellen Bewohnbarkeit einer außerirdischen Umgebung.

DraMS wird es Wissenschaftlern auf der Erde ermöglichen, die chemische Zusammensetzung der Oberfläche von Titanian aus der Ferne zu untersuchen. „Wir wollen wissen, ob die Art von Chemie, die für die frühen präbiotischen Systeme der Erde wichtig sein könnte, auf Titan vorkommt“, erklärt Dr. Melissa, Trainerin vom Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Maryland.

Der Trainer ist der Wissenschaftler des Planeten Astronom Er ist auf Titan spezialisiert und einer der stellvertretenden Hauptermittler der Dragonfly-Expedition. Es leistete auch Pionierarbeit für das DraMS-Tool, das Messungen von Proben des Oberflächenmaterials von Titan nach Hinweisen auf präbiotische Chemie scannen wird.

Um dies zu erreichen, wird das Dragonfly-Roboterflugzeug die geringe Schwerkraft und die dichte Atmosphäre von Titan nutzen, um zwischen verschiedenen interessanten Punkten auf der Oberfläche von Titan zu fliegen, die viele Meilen voneinander entfernt sind. Dies ermöglicht es Dragonfly, seine gesamte Instrumentenpalette an einen neuen Standort zu verlegen, wenn der vorherige Standort vollständig erkundet wurde, und erhält Zugang zu Proben in Umgebungen mit einer Vielzahl von geologischen Vorgeschichten.

An jedem Standort werden Proben mit einer Größe von weniger als 1 Gramm von der Oberfläche mit Hilfe des DrACO-Bohrers (DraMS Acquisition of Complex Organic Matter) gebohrt und in den Hauptkörper des Landers zu einem Ort namens „Dachboden“ gebracht, der die beherbergt DraMS-Instrument. Dort wird es von einem Bordlaser bestrahlt oder in einem Ofen verdampft, um von DraMS gemessen zu werden. Ein Massenspektrometer ist ein Instrument, das die verschiedenen chemischen Komponenten einer Probe analysiert, indem es diese Komponenten in ihre Grundmoleküle trennt und sie zur Identifizierung durch Sensoren leitet.

„DraMS wurde entwickelt, um organische Moleküle zu untersuchen, die möglicherweise auf Titan vorhanden sind, sowie ihre Zusammensetzung und Verteilung in verschiedenen Oberflächenumgebungen“, sagt Trainer. Organische Moleküle enthalten Kohlenstoff und werden von allen bekannten Lebensformen verwendet. Sie sind daran interessiert, die Entstehung von Leben zu verstehen, weil es durch lebende und nicht lebende Prozesse entstehen kann.

Massenspektrometer Bestimmen Sie, was sich in einer Probe befindet, indem Sie die Substanz ionisieren (dh sie mit Energie bombardieren, sodass die darin enthaltenen Atome positiv oder negativ geladen werden) und die chemische Zusammensetzung verschiedener Verbindungen untersuchen. Dabei wird die Beziehung zwischen Gewicht und Ladung eines Moleküls bestimmt, die als Signatur für die Verbindung dient.

DraMS wird teilweise von demselben Team bei Goddard entwickelt, das auch entwickelt hat Probenanalyse auf dem Mars (SAM) an Bord des Rovers Curiosity. DraMS wurde entwickelt, um Proben des Oberflächenmaterials von Titanian zu scannen Vor Ortmit Technologien, die mit der SAM-Gruppe auf dem Mars getestet wurden.

Der Trainer betonte die Vorteile dieses Erbes. Dragonfly-Wissenschaftler wollten bei der Suche nach organischen Verbindungen auf Titan nicht „das Rad neu erfinden“, sondern sich auf etablierte Methoden verlassen, die auf dem Mars und anderswo angewendet wurden. „Dieses Design gab uns ein sehr flexibles Werkzeug, das sich an verschiedene Arten von Oberflächenproben anpassen kann“, sagt Trainer.

Das DraMS und andere wissenschaftliche Instrumente auf Dragonfly werden unter der Leitung des Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, entworfen und gebaut, das die NASA-Mission leitet und den sich drehenden Lander entwirft und baut. Das Team umfasst wichtige Partner bei Goddard, der französischen Raumfahrtbehörde (CNES, Paris, Frankreich), die ein Gaschromatographenmodul für DraMS bereitstellt, das nach dem Verlassen des Ofens für zusätzliche Trennung sorgt, Lockheed Martin Space, Littleton, Colorado, NASA Ames Research Center am Moffett Federal Airport im Silicon Valley, Kalifornien, NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia, NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, Penn State University, State College, Pennsylvania, Malin Space Science Systems, San Diego, Kalifornien, Honeybee Robotics, Brooklyn, New York, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Köln, Deutschland, und die Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Tokio, Japan.

Dragonfly ist die vierte Mission in Das New Frontiers-Programm der NASA. New Frontiers verwaltet das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, für das Science Mission Directorate in Washington.

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