Co-dirigé par un scientifique spatial occidental, La NASA explore un plan révolutionnaire qui pourrait voir un quadricoptère semblable à un drone bourdonner au-dessus de la surface de la plus grande lune de Saturne.

Le projet Dragonfly profiterait de la densité de Titan, atmosphère calme pour voler de site en site car il mesure et analyse la chimie de la lune massive, géologie – et potentiel de vie. L'engin est calqué sur les drones sur Terre, et aurait quatre paires de rotors empilés qui lui permettraient de parcourir la géographie de Titan qui a intrigué et mystifié les scientifiques pendant des décennies.

Contrairement au conventionnel, des rovers lents qui sillonnent la surface de Mars, Dragonfly serait capable d'explorer sur des centaines de kilomètres, tout en recherchant des points d'intérêt géologiques et en prenant de précieuses mesures de surface, conditions souterraines et atmosphériques.

En tant que co-chercheur, Catherine Neish, professeure de sciences de la Terre et géologue planétaire, aide à définir et à atteindre les objectifs scientifiques de la mission. Elle fait partie d'une équipe dirigée par Elizabeth Turtle du Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) dont la proposition d'un giravion révolutionnaire pour enquêter sur Titan a récemment été sélectionnée par la NASA comme l'un des deux finalistes de la prochaine mission New Frontiers de l'agence.

Pas tout à fait aussi petit, mais au moins aussi agile, comme son homonyme dans l'atmosphère à faible gravité, cette libellule ferait environ deux mètres de long, avec plusieurs rotors qui permettent un bon contrôle du véhicule et des redondances mécaniques intégrées.

Pendant de nombreuses années, les gens pensaient explorer Titan en montgolfière, rover ou petit avion, mais chacun a des limitations qui incluent la mobilité, durabilité, portée et un contrôle efficace.

"Il y a quelque chose de très 'simple' dans le fait d'avoir un petit drone volant autour de Titan, " Neish a dit. " C'est intelligent d'une manière que les gens ne s'attendaient pas et, Je pense, c'est audacieux et excitant – et réaliste."

Les conditions atmosphériques de Titan - avec sa brume orange-marron de méthane et d'azote - obscurcissent les vues à haute résolution et ont rendu la lune largement impénétrable. Le voile ne s'est levé qu'en partie en 2005 lorsque la sonde Huygens (qui fait partie de la mission Cassini) a produit quelques images de la surface. C'était suffisant pour exciter les chercheurs, mais pas assez pour montrer plus qu'un aperçu de l'ensemble.

"C'est comme atterrir dans une rue de Londres et dire que vous avez vu la Terre entière, " dit Neish.

L'énergie solaire n'étant pas disponible en raison de la distance de Titan par rapport au soleil et de son atmosphère dense, Dragonfly serait alimenté au plutonium, à l'aide d'un générateur thermoélectrique radio-isotope multi-missions. C'est la même source d'énergie que le rover Mars Curiosity et la sonde spatiale Cassini. Il pourrait parcourir plusieurs kilomètres avec une seule charge «Titan pendant la nuit» et potentiellement couvrir des centaines de kilomètres au cours d'une journée Titan (équivalent à 16 jours terrestres).

Dragonfly passerait moins de temps à voler qu'à prendre des mesures scientifiques au cours de sa mission de deux ans. Ses tâches principales seraient l'échantillonnage pour la chimie organique et l'habitabilité; surveiller les conditions atmosphériques et de surface; prise de vue et transmission d'images de reliefs; et mener des études sur la sismologie de la lune.

Le potentiel de découvertes importantes est passionnant, dit Neish.

"La chimie va être incroyable, mais je suis vraiment intéressé par ce à quoi Titan ressemble. Je suppose que c'est juste ce monde étrangement merveilleux qui ressemble à la Terre - un étrange, lieu sédimentaire gelé - mais avec tous les mauvais ingrédients."

Il y a des preuves alléchantes qu'il y a des rivières de méthane et d'éthane, coulant à 95 Kelvin (ou moins-200 Celsius) et brunissant la glace en cailloux de la taille d'un marbre lorsqu'ils inondent un terrain de basse altitude. Un smog, atmosphère sans vent flottant au-dessus des lacs d'hydrocarbures gelés. Un particulier, la soupe chimique d'eau glacée se trouve près ou sous la surface et peut-être, juste peut-être, pourrait être une pépinière pour une certaine forme de vie.

Nous savons si peu sur Titan, Neish a dit, et le peu que nous savons est si récemment découvert. "Avant Huygens en 2005, nous n'avions aucune idée de ce que serait la surface de Titan."

La spécialité de Neish est la géologie des surfaces planétaires, comprendre spécifiquement les processus de cratère d'impact grâce à l'imagerie radar. Elle est impliquée dans plusieurs missions spatiales avec des partenaires internationaux, équipes pluridisciplinaires. On pense qu'elle est la seule chercheuse canadienne sur le projet Dragonfly.

« La science planétaire est une entreprise tellement collaborative. C'est un effort d'équipe, " elle a dit.

Dragonfly est l'un des deux candidats récemment présélectionnés par la NASA – parmi un groupe de propositions originales d'une douzaine – dans le cadre du programme de science planétaire New Frontiers de l'agence.

L'autre projet s'appelle CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return), qui chercherait à renvoyer sur Terre un échantillon d'une comète appelée 67P/Churyumov-Gerasimenko et à déterminer son origine et son histoire. Dirigé par Steven Squyres de l'Université Cornell à New York, CAESAR serait géré par le Goddard Space Flight Center de la NASA.

Les deux équipes recevront un financement de la NASA de 4 millions de dollars cette année pour développer davantage leurs idées et soumettre à nouveau des propositions. La NASA devrait décider d'ici la mi-2019 quel projet soutenir avec près d'un milliard de dollars de coûts de développement.

Si Libellule était choisie, il pourrait être lancé dès 2025, puis potentiellement mettre cinq ans ou plus pour atteindre Titan, dit Neish. Dans l'espace-temps, ce n'est pas long, elle a dit, notant que Dragonfly est passé de l'hypothèse au concept à la modélisation à l'échelle en seulement deux ans.

Le nom Titan vient d'un terme générique désignant les enfants d'Ouranos (Uranus) et de Gaïa dans la mythologie grecque antique. Dans les histoires, les Titans étaient les ancêtres de la race humaine. Les Titans étaient connus pour avoir dévoré les membres de Dionysos, le fils de Zeus. Furieux, Zeus a frappé les Titans avec la foudre. (Zeus avait destiné cet enfant à dominer le monde.) La foudre a réduit les Titans en cendres, et des cendres, l'humanité s'est formée.

La plus grande lune de Saturne Titan est la deuxième plus grande lune de notre système solaire, juste derrière le Ganymède de Jupiter, qui est seulement 2 pour cent plus grand. Avec un rayon moyen de 2, 575 km (1, 600 milles), Titan est plus gros que la lune de la Terre et encore plus gros que la planète Mercure.

Titan est la seule lune de notre système solaire qui a des nuages ​​et une atmosphère dense, principalement de l'azote et du méthane. C'est également le seul autre endroit du système solaire connu pour avoir un cycle de liquides semblable à la Terre circulant à sa surface.

Titan orbite autour de Saturne à une distance d'environ 1,2 million de km (759, 000 milles), prendre 15 jours et 22 heures pour compléter une orbite complète. Titan est verrouillé en rotation synchrone avec Saturne, et présente en permanence un visage à la planète alors qu'elle termine son orbite.

En 1994, Le télescope spatial Hubble de la NASA a enregistré des images de Titan, ce qui suggère qu'un énorme continent brillant existe sur l'hémisphère qui fait face à l'avant en orbite. Ces résultats de Hubble n'ont pas prouvé que les mers liquides existaient, toutefois; seulement que Titan a de grandes régions lumineuses et sombres sur sa surface.

La surface de Titan est restée secrète sous les nuages ​​jusqu'en juillet 2004. C'est à ce moment-là que le vaisseau spatial Cassini de la NASA est arrivé. Cassini a été spécialement conçu pour scruter la brume de Titan avec un radar et dans certaines couleurs de lumière, appelées fenêtres spectrales qui permettent d'entrevoir ce qui se trouve en dessous. Pendant des dizaines de survols, l'orbiteur Cassini a cartographié une grande partie de la surface de Titan et réalisé des études détaillées de son atmosphère. Cassini transportait également la sonde Huygens de construction européenne, qui a parachuté dans l'atmosphère de Titan en 2005 pour effectuer le premier atterrissage sur un corps dans le système solaire externe.