Menuju Titan, Laboratorium Kehidupan Tata Surya


104
104 points
Menuju Titan, Laboratorium Kehidupan Tata Surya

Sejak 2002, badan antariksa nasional Amerika Serikat NASA (Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional) telah disibukkan dengan program Perbatasan Baru. Hingga saat ini, NASA telah meluncurkan tiga proyek New Frontiers utama, yaitu New Horizons (misi ke objek sabuk Pluto dan Kuiper, 2006), Juno (misi ke Jupiter, 2011), dan OSIRIS-Rex (misi ke Asteroid Bennu, 2016).

Capung di Titan. Kredit: Johns Hopkins APL

Capung di Titan. Kredit: Johns Hopkins APL

Sebagai kelanjutan dari program ini, NASA menerima 12 proposal dari berbagai lembaga teknis dan akademik yang akan dipilih sebagai proyek berikutnya. Pada tanggal 27 Juni 2019 yang lalu, NASA mengumumkan bahwa mereka telah memilih Capung, yang diprakarsai oleh Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins (APL) di Laurel, Maryland, Amerika Serikat, untuk menjadi proyek Perbatasan Baru keempat.

Misi Dragonfly adalah mengirim quadcopter untuk menjelajahi satelit planet terbesar Titan, Saturnus.

Mengapa titan?

Peneliti utama misi Dragonfly, Elizabeth "Zibi" Turtle menjelaskan, bahwa Titan dipilih sebagai objek misi karena kondisi di permukaannya sangat mirip dengan kondisi Bumi pada awal pembentukannya, atau Bumi primitif.

Mengapa ini penting? Sejak munculnya ilmu pengetahuan, terutama biologi dan astronomi, manusia selalu bertanya-tanya tentang asal usul kehidupan di Bumi. Di mana kehidupan awal muncul? Bagaimana proses fisika, kimia, dan biologi dilibatkan? Kapan dan di mana proses ini terjadi?

Berbagai misi luar angkasa telah diluncurkan untuk menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini. Mereka menjelajahi berbagai bagian Tata Surya yang dianggap menyimpan "catatan" sejarah yang terbentuk hingga sekarang, seperti Bulan, asteroid, komet, dan planet lainnya.

Berdasarkan pengamatan dan penelitian sebelumnya, para ilmuwan percaya bahwa pada saat ini di permukaan Titan berbagai proses kimia terjadi (pra-kehidupan, proses kimia yang diyakini memainkan peran besar dalam munculnya kehidupan). Titan disamakan dengan laboratorium kimia yang bereksperimen dengan berbagai senyawa organik dalam sistemnya untuk membentuk kehidupan awal. Dengan mempelajari Titan, para ilmuwan berharap mereka akan dapat menjawab pertanyaan tentang bagaimana proses kimia ini akhirnya menjadi proses biologis (proses kehidupan). Atau, seperti yang dikatakan Zibi Turtle, "bagaimana kimia menjadi biologi."

Mengenal Titan

Titan adalah satelit terbesar (dari total 62 buah) dari planet Saturnus, dan merupakan satelit terbesar kedua di Tata Surya setelah satelit planetary Ganymede, Jupiter. Titan dinamai berdasarkan sekelompok raksasa yang adalah saudara dan saudari dari Kronos, setara dengan Saturnus dalam mitologi Yunani.

Diameter5150 Km
Gravitasi 14% dari gravitasi Bumi
Temperatur94 ° K atau -179 ° C
Tekanan udara 1,5 kali tekanan udara di Bumi
Panjang hari 1 Hari Titan = 16 hari Bumi

Dari sekian banyak satelit di Tata Surya, Titan sangat unik karena merupakan satu-satunya satelit di Tata Surya yang memiliki atmosfer. Titan tidak hanya memiliki atmosfer, tetapi suasananya cukup kental dengan kepadatan udara yang tinggi.

Titan Atmosfer

Seperti Bumi, atmosfer Titan terutama terdiri dari nitrogen (94,2%). Gas metana juga merupakan komponen penting, baik dari segi jumlah (5,65%) dan peran. Gas metana inilah yang akan mengembun menjadi awan dan hujan, menjalani siklus metana saat air mengalami siklus air di permukaan bumi.

Dua gas utama, nitrogen dan metana, dijelaskan di bagian atas atmosfer Titan melalui proses fotokimia (dengan bantuan sinar matahari). Hasil dekomposisi akan bereaksi satu sama lain, membentuk senyawa organik kompleks yang akan turun ke permukaan Titan dan menjalani berbagai proses lanjutan di sana. Inilah yang sangat banyak diminati oleh para ilmuwan di bidang astrobiologi. Seperti kita ketahui, senyawa organik adalah senyawa dasar yang membentuk kehidupan. Dengan ketersediaan bahan organik, sinar matahari, dan air (akan dijelaskan di bagian selanjutnya) di permukaan Titan, para ilmuwan berharap "laboratorium kimia" Titan dapat memberikan gambaran tentang bagaimana kehidupan awal terbentuk .

Siklus metana di Titan berasal dari data Cassini-Huygens. Kredit: F. Raulin / Alam

Siklus metana di Titan berasal dari data Cassini-Huygens. Kredit: F. Raulin / Alam

Musim dan Geologi Titan

Titan sangat jauh dari Matahari, sehingga suhu permukaannya sangat dingin. Akibatnya, metana mengalami siklus, dan bukan air seperti di Bumi. Di Titan, metana menguap ke udara, mengembun menjadi awan, dan jatuh sebagai hujan, yang kemudian membentuk sungai, danau, dan lautan metana di permukaan.

Permukaan Titan difoto oleh Wahana Huygens. Kredit :: ESA / NASA / JPL / Universitas Arizona

Permukaan Titan difoto oleh Wahana Huygens. Kredit :: ESA / NASA / JPL / Universitas Arizona

Geologi Titan juga dibentuk oleh kawah tabrakan meteor dan bukit pasir. Perbedaan utama adalah bahwa pasir di Titan tidak seperti pasir silika di Bumi, tetapi pasir adalah senyawa organik.

Tak ketinggalan, diperkirakan bahwa Titan juga memiliki gunung "gunung berapi". Informasi dari kendaraan Cassini menunjukkan adanya aktivitas gunung berapi yang sangat keren di permukaan Titan, yang disebut cryovulcanism. Dalam fenomena ini, letusan "vulkanik" tidak memancarkan lava panas, tetapi melepaskan air dalam bentuk cair. Di bawah permukaannya, Titan memiliki lautan air, sehingga dikategorikan sebagai "Dunia Samudra" atau "Dunia Laut" seperti beberapa satelit lain di Tata Surya (misalnya Europa, Ganymede, Callisto (semua satelit Jupiter) dan Enceladus ( Satelit Saturnus)).

Air dari interior Titan inilah yang melengkapi bahan dasar kehidupan setelah bahan organik dan sinar matahari.

Mengenal Misi Dragonfly

Misi ke Titan bernama Dragonfly, yang dalam bahasa Indonesia berarti "capung". Nama misi ini terkait erat dengan bagaimana kendaraan yang dikirim akan melaksanakan tugas utamanya, yaitu mempelajari kimia prabiotik dan peluang bagi lingkungan di luar Bumi untuk mendukung kehidupan.

Wahana Dragonfly adalah kendaraan jenis pendarat rotorcraft, dalam arti kendaraan permukaan yang dilengkapi dengan empat rotor atau baling-baling. Sepintas, kendaraan mirip helikopter yang dilengkapi empat baling-baling menyerupai capung dengan empat sayap. Kendaraan ini akan mendarat di suatu tempat untuk beberapa waktu, kemudian akan terbang ke daerah studi lainnya. Studi ilmiah akan dilakukan baik di darat (pengukuran permukaan) dan saat terbang (pengukuran dalam penerbangan).

poker online

Kemampuan Dragonfly untuk terbang dan berpindah tempat sangat penting dalam mempelajari komposisi material di berbagai sistem geologi di permukaan Titan. Ini penting untuk melihat sejauh mana pergerakan proses prabiotik di lingkungan dianggap memiliki bahan pendukung utama kehidupan. Dengan kemampuan terbang, tim peneliti tidak perlu mengirim lebih dari satu kendaraan, tetapi dapat menjelajahi berbagai tempat dan atmosfer sekaligus.

Atmosfer Titan sangat mendukung untuk kendaraan pilot. Kepadatannya yang mencapai empat kali kepadatan udara di Bumi akan mengurangi luas sayap / rotor yang dibutuhkan untuk membuat pengangkatan, sehingga segala jenis penerbangan menjadi lebih mudah. Selain itu, gravitasi Titan hanya 1/7 dari gravitasi Bumi, membuat gaya angkat dibutuhkan lebih kecil, dan ini membuat penerbangan lebih mudah. Untuk alasan ini, pendarat rotorcraft dianggap sangat cocok untuk kondisi di permukaan Titan.

Wahana Dragonfly akan dilengkapi dengan sistem baterai Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) sebagai sumber energi. Sistem ini mampu memberikan energi untuk penerbangan dengan durasi beberapa jam dan jarak puluhan kilometer. Baterai akan secara otomatis mengisi daya saat mendarat (antara dua penerbangan) dan antara aktivitas ilmiah.

Dragonfly akan diluncurkan pada 2025, dan akan tiba di Titan pada 2034. Menurut rencana, kendaraan itu akan mendarat di gurun Shangri-La sebagai pendahulunya, kendaraan Huygens. Dari sana, Dragonfly akan menjalankan misinya selama kurang lebih dua tahun.

Kegiatan misi akan mirip dengan misi ke Mars, tetapi dengan jadwal yang lebih renggang mengingat bahwa satu hari di Bumi sama dengan 16 hari di Titan. Selama misi, kendaraan akan berkomunikasi langsung dengan Bumi.

Peralatan Di Dalam Capung

Tinjauan pendaratan Capung. Kredit: Johns Hopkins APL

Tinjauan pendaratan Capung. Kredit: Johns Hopkins APL

Wahana Dragonfly dilengkapi dengan peralatan berikut:

DraMS: Spektrometer Massa Capung. Spektrometer massa berkapasitas tinggi, mampu menganalisis bahan dengan berat molekul besar dan sampel prabiotik.
DraGNS: Dragonfly Gamma Ray dan Neutron Spectrometer. Alat ini cukup istimewa karena dapat langsung menganalisis komposisi material yang berada tepat di bawah kendaraan (saat kendaraan berada dalam posisi pendaratan) tanpa perlu melakukan kegiatan pengambilan sampel (sampling). Selain itu, alat ini juga mampu mendeteksi keberadaan komponen anorganik di permukaan, seperti natrium dan belerang / belerang.
DraGMet: Paket Geologi dan Meteorologi Capung. Seperti namanya, instrumen ini akan mengukur parameter cuaca seperti tekanan atmosfer, suhu, kecepatan dan arah angin, dan kelimpahan metana (kelembaban Titan). Elektroda yang ditempatkan pada landasan jatuh digunakan untuk mendeteksi keberadaan medan listrik (terutama arus alternatif / AC). Informasi ini akan digunakan untuk menentukan kedalaman lautan air di interior Titan, dengan mengaitkannya dengan resonansi Schumann. Elektroda juga digunakan untuk menentukan konstanta dielektrik Titan, termometer khusus yang dipanaskan akan digunakan untuk mengukur karakteristik termal tanah seperti porositas dan kelembaban. Sensor terakhir dalam kelompok ini adalah sensor gempa, yang akan digunakan untuk analisis regolite (pasir lepas), mencari aktivitas tektonik / gempa bumi, dan menggunakan informasi itu untuk menentukan struktur interior Titan.
DragCam: Dragonfly Camera Suite. Memberikan pencitraan ke depan untuk saat kendaraan mendarat dan gambar ke bawah (pencitraan ke bawah) untuk pemotretan saat terbang. Juga dilengkapi dengan imager mikroskopis, yang dapat menganalisis bahan dari permukaan ke tingkat butir. Kamera panoramik tersedia untuk mengambil gambar yang lebih rinci setelah kendaraan mendarat. Sistem kamera telah dirancang untuk menangani kondisi pencahayaan pada Titan yang lemah. Pencahayaan LED tersedia untuk pemotretan di malam hari, dan penerangan cahaya ultraviolet untuk membantu mendeteksi bahan organik melalui fenomena fluoresens.
Sistem Rekayasa. Agar dapat terbang dari satu titik ke titik lain, Dragonfly membutuhkan berbagai informasi tentang atmosfer Titan, seperti kepadatan atmosfer dan profil angin. Informasi ini dapat diperoleh oleh Unit Pengukuran Inersia (IMU) dengan menganalisis rekaman atmosfer ketika Dragonfly melakukan perlambatan ketika memasuki atmosfer Titan. Ketika dikombinasikan dengan informasi navigasi lainnya, batas angin optimal untuk penerbangan kendaraan dapat ditetapkan. Koneksi radio melalui Doppler dan / atau pengukuran jarak dapat membantu para ilmuwan memahami rotasi Titan, yang sangat dipengaruhi oleh struktur internalnya.

Pengukuran

Wahana Capung akan melakukan dua jenis pengukuran utama, yaitu Pengukuran dalam penerbangan (pengukuran saat terbang) dan pengukuran permukaan (Pengukuran permukaan, yaitu saat mendarat). Parameter yang akan diukur dalam pengukuran permukaan disajikan di bagian peralatan kendaraan.

Pengukuran dalam penerbangan akan mengumpulkan informasi tentang profil atmosfer, termasuk variasi diurnal (harian atau waktu) dan spasial (berdasarkan tempat). Saat berada di udara, kendaraan juga akan mengambil foto udara untuk mendapatkan profil geologi permukaan Titan. Pengamatan udara akan sangat membantu para ilmuwan untuk menentukan konteks pengambilan sampel (kondisi ketika pengambilan sampel berlangsung) dan juga melihat titik-titik yang berpotensi menjadi titik kunjungan berikutnya. Tentu saja, titik-titik ini harus memiliki potensi kimiawi prabiotik, yang diharapkan akan mengungkap rahasia asal usul kehidupan dan kemampuan Titan untuk mempertahankan kehidupan.

Menuju Titan 2025

Misi ini ditangani oleh Laboratorium Fisika Terapan Universitas John Hopkins (APL) di bawah kepemimpinan Elizabeth "Zibi" Turtle. Tentunya mereka tidak akan menjalankan misi besar ini sendirian. APL akan bekerja dengan NASA Goddard Space Flight Center, Lockheed Martin Space, NASA Ames Research Center, NASA Langley Research Center, Penn State University, Malin Space Science Systems, Robotika Honeybee, Jet Propulsion Laboratory, dan Japan Aerospace Exploration Agency.

Saat ini, mereka sedang mempersiapkan segalanya untuk dapat meluncurkan Dragonfly tepat waktu pada 2025 nanti. Untuk pembaca yang tertarik mempelajari lebih lanjut tentang misi ini, Anda dapat mengunjungi halaman berikut: http://dragonfly.jhuapl.edu.

Seperti ini:

Seperti Memuat …

daftar sbobet

What's Your Reaction?

hate hate
0
hate
confused confused
0
confused
fail fail
0
fail
fun fun
0
fun
geeky geeky
0
geeky
love love
0
love
lol lol
0
lol
omg omg
0
omg
win win
0
win
admin

0 Comments

Your email address will not be published. Required fields are marked *