Johns Hopkins Applied Physics Laboratory har lämnat in ett förslag till NASA som beskriver ett vågat New Frontiers-uppdragskoncept som skulle använda en instrumenterad, radioisotopdriven dubbel-quadcopter för att utforska potentiella beboeliga platser där liv kan utvecklas på Saturnus största måne, Titan.

"Det verkar ganska okomplicerat, ", sa Dragonflys projektledare Peter Bedini i en videopresentation av förslaget.

Konceptet, kallas Dragonfly, skulle dra nytta av de snabba framsteg som gjorts de senaste åren för autonoma flygsystem – ibland kallade "drönarrevolutionen". Den ökade tillförlitligheten och kapaciteten som dessa system skulle göra det möjligt för Dragonfly att göra många flygningar, flytta från en geologisk miljö till en annan på månens yta.

Titan har olika, kolrik kemi på en yta som domineras av vattenis, samt ett inre hav. Det är en av ett antal "havvärldar" i vårt solsystem som innehåller ingredienserna för livet, och det rika organiska materialet som täcker månen genomgår kemiska processer som kan likna dem på den tidiga jorden. Dragonfly skulle dra fördel av Titans täta, flygmöjlig atmosfär för att besöka flera platser genom att landa på säker terräng, och navigera sedan försiktigt till mer utmanande landskap.

"Det här är den typen av experiment vi inte kan göra i laboratoriet på grund av tidsskalorna som är involverade, " sa APL:s Elizabeth Turtle, huvudutredare för Dragonfly-uppdraget. "Blandning av rika, organiska molekyler och flytande vatten på Titans yta kunde ha bestått under mycket långa tidsskalor. Dragonfly är designad för att studera resultaten av Titans experiment inom prebiotisk kemi."

Med Titans täta atmosfär och låga gravitation, flygningen är betydligt lättare än på jorden, ger Dragonfly ett mycket brett utbud av kapacitet. Medan det finns tillräckligt med solljus på Titans yta för att se, det finns inte tillräckligt för att använda solenergi effektivt, så Dragonfly skulle drivas av en Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator, eller MMRTG.

På varje plats, Dragonfly skulle prova ytan och atmosfären med en svit av noggrant utvalda vetenskapliga instrument som kommer att karakterisera beboeligheten i Titans miljö, undersöka hur långt prebiotisk kemi har kommit, och sök efter kemiska signaturer som indikerar vatten- och/eller kolvätebaserat liv. Dessa mätningar inkluderar:

• masspektrometri, som skulle avslöja sammansättningen av ytan och atmosfären;
• Gammastrålningsspektrometri, som skulle mäta sammansättningen av den grunda underytan;
• Meteorologi och geofysiska sensorer, som skulle mäta atmosfäriska förhållanden som vind, tryck, temperatur, såväl som seismisk aktivitet och andra faktorer; och
• En kamerasvit som skulle karakterisera den geologiska och fysiska naturen hos månens yta, och hjälpa till att hitta efterföljande landningsplatser.

"Vi skulle kunna ta en landare, lägg den på Titan, ta dessa fyra mätningar på ett ställe, och avsevärt öka vår förståelse av Titan och liknande månar, sade Bedini. vi kan multiplicera värdet av uppdraget om vi lägger till flygmobilitet, som skulle göra det möjligt för oss att komma åt en mängd olika geologiska inställningar, maximera vetenskapens avkastning och minska uppdragsrisken genom att gå över eller runt hinder."

Senare i höst, NASA förväntas välja ut några av New Frontiers uppdragsförslag för vidare studier. Endast en kommer att väljas för flygning som det fjärde uppdraget i det planetariska utforskningsprogrammet; det APL-ledda New Horizons-uppdraget till Pluto och Kuiperbältet var det första New Frontiers-uppdraget som någonsin valts ut. Slutgiltigt val av uppdrag förväntas i mitten av 2019.