Tra le tante lune del nostro sistema solare, Il Titano di Saturno si distingue:è l'unica luna con un'atmosfera sostanziale e un liquido sulla superficie. Ha persino un sistema meteorologico come quello della Terra, anche se piove metano invece di acqua. Potrebbe anche ospitare un qualche tipo di vita?

La missione Dragonfly della NASA, che invierà un lander riposizionabile ad ala rotante sulla superficie di Titano a metà degli anni '30, sarà la prima missione ad esplorare la superficie di Titano, e ha grandi obiettivi.

Il 19 luglio, il team scientifico di Dragonfly ha pubblicato "Science Goals and Objectives for the Dragonfly Titan Rotorcraft Relocatable Lander" in Il giornale di scienze planetarie . L'autore principale del documento è Jason Barnes, Vice investigatore principale di Dragonfly e professore di fisica all'Università dell'Idaho.

Gli obiettivi di Dragonfly includono la ricerca di biofirme chimiche; indagare sul ciclo attivo del metano della luna; ed esplorando la chimica prebiotica attualmente in atto nell'atmosfera di Titano e sulla sua superficie.

"Titan rappresenta l'utopia di un esploratore, " ha detto il co-autore Alex Hayes, professore associato di astronomia al College of Arts and Sciences e co-investigatore di Dragonfly. "Le domande scientifiche che abbiamo su Titano sono molto ampie perché non sappiamo ancora molto su ciò che sta effettivamente accadendo in superficie. Per ogni domanda a cui abbiamo risposto durante l'esplorazione di Titano da parte della missione Cassini dall'orbita di Saturno, ne abbiamo guadagnati 10 nuovi".

Sebbene Cassini stia orbitando intorno a Saturno da 13 anni, la densa atmosfera di metano su Titano ha reso impossibile identificare in modo affidabile i materiali sulla sua superficie. Mentre il radar di Cassini ha permesso agli scienziati di penetrare nell'atmosfera e identificare strutture morfologiche simili alla Terra, comprese le dune, laghi e montagne, i dati non potevano rivelare la loro composizione.

"Infatti, al momento del lancio di Cassini non sapevamo nemmeno se la superficie di Titano fosse un oceano liquido globale di metano ed etano, o una superficie solida di ghiaccio d'acqua e sostanze organiche solide, " ha detto Hayes, anche direttore del Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science e della Spacecraft Planetary Image Facility in A&S.

La sonda Huygens, che è atterrato su Titano nel 2005, è stato progettato per galleggiare in un mare di metano/etano o atterrare su una superficie dura. I suoi esperimenti scientifici erano prevalentemente atmosferici, perché non erano sicuri che sarebbe sopravvissuto all'atterraggio. Dragonfly sarà la prima missione ad esplorare la superficie di Titano e identificare la composizione dettagliata della sua superficie ricca di sostanze organiche.

"La cosa più eccitante per me è che abbiamo fatto previsioni su cosa sta succedendo su scala locale sulla superficie e su come Titan funziona come un sistema, "Hayes ha detto, "e le immagini e le misurazioni di Dragonfly ci diranno quanto siano giuste o sbagliate".

Hayes ha lavorato su Titan per quasi tutta la sua carriera. È particolarmente desideroso di rispondere ad alcune delle domande sollevate da Cassini nell'area della sua specialità:processi di superficie planetaria e interazioni superficie-atmosfera.

"I miei interessi scientifici principali sono comprendere Titano come un mondo complesso simile alla Terra e cercare di capire i processi che stanno guidando la sua evoluzione, " ha detto. "Ciò coinvolge tutto, dalle interazioni del ciclo del metano con la superficie e l'atmosfera, all'instradamento del materiale su tutta la superficie e al potenziale scambio con l'interno."

Hayes contribuirà con una significativa esperienza anche in un'altra area:l'esperienza operativa delle missioni rover su Marte.

"La missione Dragonfly beneficia e rappresenta l'intersezione della storia sostanziale di Cornell con le operazioni del rover e la scienza Cassini, "Ha detto Hayes. "Porta insieme queste due cose esplorando Titano con un'imbarcazione mobile riposizionabile".

Gli astronomi di Cornell sono attualmente coinvolti nelle missioni Mars Science Laboratory e Mars 2020, e ha guidato la missione Mars Exploration Rovers. Le lezioni apprese da questi rover su Marte vengono trasferite su Titano, ha detto Hayes.

Dragonfly trascorrerà un'intera giornata su Titano (equivalente a 16 giorni terrestri) in un luogo conducendo esperimenti e osservazioni scientifiche, e poi volare in una nuova posizione. Il team scientifico dovrà prendere decisioni su cosa farà il veicolo spaziale in base alle lezioni della posizione precedente, "che è esattamente ciò che i rover su Marte hanno fatto per decenni, "ha detto Hayes.

La bassa gravità di Titano (circa un settimo di quella terrestre) e l'atmosfera densa (quattro volte più densa di quella terrestre) lo rendono un luogo ideale per un veicolo aereo. La sua atmosfera relativamente tranquilla, con venti più leggeri della Terra, renderlo ancora migliore. E mentre il team scientifico non si aspetta pioggia durante i voli di Dragonfly, 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.