В пещеры Титана могут отправить парящие сферы на ионной тяге

NASA профинансировало проект SPARK (Solid-state Propulsion for Autonomous Reconnaissance of Karst) в рамках программы NIAC Phase I. NIAC — специальная инициатива агентства по поддержке самых ранних, рискованных и нестандартных идей, которые потенциально могут пригодиться в будущих космических миссиях. Команда под руководством Дэниела Дрю из Гавайского университета предлагает создать группу аэроботов для автономной разведки предполагаемых пещер и подповерхностных полостей крупнейшего спутника Сатурна.

Концепция предполагает создание сферических аэроботов диаметром около 0,9 м. Фактически, это аэростаты, которые легче окружающей среды: естественную плавучесть им обеспечивает сочетание слабой гравитации и очень высокой плотности атмосферы. Из-за криогенных температур (около −180 °C) азотная атмосфера у поверхности Титана примерно в 4,4 раза плотнее земной, а сила тяжести там более чем в семь раз слабее нашей. В таких условиях подобным аппаратам не нужно тратить энергию на зависание — они парят сами по себе. По задумке авторов, группу подобных сфер доставит на поверхность посадочный модуль, после чего они самостоятельно полетят исследовать труднодоступные расщелины.

У этих аппаратов нет привычных пропеллеров или моторов. Аэроботы двигаются за счёт электрогидродинамической тяги, работая как атмосферный ионный двигатель. Высокое напряжение ионизирует газ, а электрическое поле разгоняет заряженные частицы: сталкиваясь с нейтральными молекулами азота, они увлекают их за собой и создают поток газа, который и обеспечивает движение. В криогенных условиях Титана у такой схемы есть огромное преимущество: в ней нет элементов, которые могут замёрзнуть, а узлам не нужен постоянный подогрев. Кроме того, двигатели не поднимают со дна пещер пыль, сохраняя тонкие слои органики в первозданном виде.

Плотная атмосфера спутника снижает требования по мощности такой двигательной системы более чем в 100 раз по сравнению с земной. Благодаря этому аппаратам хватит компактных источников питания и сравнительно лёгкой высоковольтной электроники.

Главная цель таких разведчиков — поиск карстовых полостей. Метановые дожди на Титане способны растворять органические породы поверхности точно так же, как земная вода вымывает известняк. Данные зонда Cassini указали более чем на 21 000 потенциальных входов в подповерхностные пустоты. Внутри этих полостей от космической радиации могут укрываться сложные органические соединения, представляющие огромный интерес для науки.

Сейчас проект находится на стадии предварительного исследования. NASA выделило команде Дэниела Дрю $175 000 на девять месяцев по программе NIAC Phase I. За это время инженеры рассчитывают проверить компьютерные модели и протестировать работу высоковольтных схем в криогенных барокамерах.

Фото 1 — Концептуальная визуализация аппаратов SPARK. Дэниел Дрю, Гавайский университет

Фото 2 — Атмосферный вихрь над северным полюсом Титана. «Кассини», 2006 год

Фото 3 — Мультиспектральный снимок Титана. Светлая область в центре — материк Ксанаду

Фото 4 — Русла метановых рек на поверхности Титана (мозаика из трёх снимков посадочного аппарата «Гюйгенс» в момент снижения)

🚀 Ракетный Telegram-канал

/// #RH #RocketHub #NASA #Титан #Titan #Космос #Наука