TRASCORRERÀ UN'INTERA GIORNATA SULLA LUNA DI SATURNO

Dragonfly, una libellula su Titano

Sono stati recentemente pubblicati su “The Planetary Science Journal” gli obiettivi scientifici della missione Dragonfly della Nasa, dedicata all’esplorazione di Titano, la grande luna di Saturno. Il rotorcraft lander farà indagini sulla chimica prebiotica della luna, sulla sua abitabilità e sui potenziali biomarcatori chimici derivanti da eventuali forme di vita, passate o presenti

     12/08/2021
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Titano, la luna più grande di Saturno. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Ssi

Tra le numerose lune del Sistema solare, Titano – la più grande luna di Saturno, la seconda del Sistema solare in termini di dimensioni e addirittura più grande del pianeta Mercurio – spicca per le sue caratteristiche uniche, e per la possibilità – unita alla speranza – di trovarvi forme di vita extraterrestri, passate o presenti. È l’unico satellite del Sistema solare in possesso di una densa atmosfera e liquido sulla superficie. Ha persino un sistema meteorologico simile a quello terrestre, anche se piove metano invece di acqua. Vento e pioggia hanno creato caratteristiche superficiali simili a quelle presenti sulla Terra e, come la Terra, manifesta l’alternanza delle stagioni. Titano è simile a quella che doveva essere la Terra primordiale, ma con una temperatura molto più bassa (circa -180 gradi Celsius), dove il ciclo del metano sostituisce il ciclo dell’acqua presente sul nostro pianeta. A questo punto la domanda sorge spontanea: Titano potrebbe ospitare, o avere ospitato, una qualche forma di vita?

A questa domanda cercherà di rispondere la missione Dragonfly della Nasa, che invierà un lander elicottero (rotorcraft lander) sulla superficie della grande luna di Saturno a metà degli anni ’30. Gli obiettivi scientifici della missione sono stati pubblicati il 19 luglio scorso sulla rivista The Planetary Science Journal.

«Titano rappresenta l’utopia di un esploratore», spiega il co-autore Alex Hayes, professore associato di astronomia presso il College of Arts and Sciences e co-investigator di Dragonfly, intervistato dal Cornell Chronicle. «Le domande scientifiche che abbiamo su Titano sono molto vaste 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 in orbita attorno a Saturno, ne abbiamo ottenute dieci nuove».

Sebbene Cassini abbia orbitato attorno a Saturno per 13 anni, la densa atmosfera di metano presente 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 l’atmosfera e identificare strutture morfologiche simili a quelle terrestri – dune, laghi e montagne – i dati non hanno potuto rivelare la loro composizione. Nell’ambito della stessa missione, Huygens si è separato dalla sonda Cassini il 25 dicembre 2004 per atterrare su Titano il 14 gennaio 2005, riuscendo poi a trasmettere dati per 90 minuti. Il lander era stato progettato per galleggiare in un mare di metano/etano o atterrare su una superficie dura, e i suoi esperimenti scientifici erano prevalentemente atmosferici, perché gli scienziati non erano sicuri che sarebbe sopravvissuto all’atterraggio.

Questo mosaico globale del Cassini Imaging Science Subsystem (Iss) della luminosità superficiale di Titano nel vicino infrarosso – a una lunghezza d’onda di 938 nm – mostra la distribuzione dell’ampia varietà di forme del terreno di Titano, dai vasti mari di sabbia equatoriali, ai laghi ad alta latitudine, ai mari di idrocarburi liquidi. Per generare questo mosaico, sono state combinate 9873 immagini separate della Iss scattate in oltre 13 anni di operazioni della sonda spaziale Cassini della Nasa. La media di un numero così elevato di immagini migliora notevolmente la visibilità delle caratteristiche della superficie. La scala dell’immagine è di 16 pixel per grado o 2.8 chilometri di latitudine. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Univ. Arizona

Dragonfly sarà la prima missione a esplorare la superficie di Titano e identificare la composizione dettagliata della sua superficie, ricca di sostanze organiche. Farà indagini sulla chimica prebiotica, sull’eventuale abitabilità della luna e sui potenziali biomarcatori chimici derivanti sia da forme di vita così come noi la conosciamo – basata sulla presenza di acqua (come potrebbe verificarsi nell’oceano del mantello interno, nei potenziali flussi criovulcanici e nei depositi di fusione da impatto), sia da forme di vita che ancora non conosciamo – che potrebbe utilizzare idrocarburi liquidi come solvente (all’interno dei laghi, dei mari e delle falde acquifere).

Il sito di atterraggio di Dragonfly si trova nel mare di sabbia organica di Shangri-La, centrato a circa 134 chilometri a sud del cratere Selk. Questo sito si trova a circa 750 chilometri a nord-nordovest del sito di atterraggio di Huygens (Hls). Crediti: Barnes et al.

La necessità di considerare entrambi questi solventi contemporaneamente ha portato alla scelta del sito di atterraggio, nelle dune equatoriali di Titano (7 gradi a Nord), per campionare sedimenti organici e ghiaccio d’acqua. Si tratta del cratere Selk di 80 chilometri di diametro, dove verrà cercata acqua un tempo liquida che si è mescolata a sostanze organiche di superficie.

Gli obiettivi scientifici della missione includono la determinazione di quanto sia progredita la chimica prebiotica su Titano e quali molecole ed elementi potrebbero essere disponibili per tale chimica. Molti dei composti chimici prebiotici che si sono formati sulla Terra primordiale si formano infatti anche nell’atmosfera di Titano, che potrebbe pertanto essere analoga a quella della Terra primordiale. Inoltre, la missione determinerà il ruolo dei deserti tropicali di Titano nel ciclo globale del metano. Indagherà i processi e le velocità di elaborazione che modificano la geologia della superficie della luna e vincolano come e dove gli elementi organici e l’acqua liquida possono mescolarsi sulla superficie e al suo interno.

Rappresentazione artistica di Dragonfly. Crediti: Johns Hopkins Apl

Dragonfly trascorrerà un’intera giornata su Titano (equivalente a 16 giorni terrestri) nel luogo prescelto, conducendo esperimenti e osservazioni scientifiche, quindi volerà verso una nuova posizione. Il team scientifico dovrà prendere decisioni su cosa farà il veicolo spaziale in base alle lezioni imparate dal sito precedente, con la stessa filosofia che i rover marziani adottano da decenni.

La bassa gravità di Titano (circa un settimo di quella terrestre) e la densa atmosfera (quattro volte più densa di quella terrestre) lo rendono un luogo ideale per un veicolo di questo tipo, capace di levarsi in volo. La sua atmosfera relativamente tranquilla, con venti più deboli di quelli terrestri, la rende ancora migliore della Terra per questo tipo di approccio esplorativo.

Dragonfly – insieme a Perseverance – sarà la prima missione della Nasa progettata espressamente per cercare segni di vita extraterrestre dai tempi dei due Viking, nel 1976. E noi non vediamo l’ora di ricevere i primi risultati e le prime immagini di questa libellula che si librerà nel cielo dell’affascinante luna di Saturno.

Per saperne di più:

  • Leggi su The Planetary Science Journal l’articolo “Science Goals and Objectives for the Dragonfly Titan Rotorcraft Relocatable Lander” di Jason W. Barnes, Elizabeth P. Turtle, Melissa G. Trainer, Ralph D. Lorenz, Shannon M. MacKenzie, William B. Brinckerhoff, Morgan L. Cable, Carolyn M. Ernst, Caroline Freissinet, Kevin P. Hand, Alexander G. Hayes, Sarah M. Hörst, Jeffrey R. Johnson, Erich Karkoschka, David J. Lawrence, Alice Le Gall, Juan M. Lora, Christopher P. McKay, Richard S. Miller, Scott L. Murchie, Catherine D. Neish, Claire E. Newman, Jorge Núñez, Mark P. Panning, Ann M. Parsons, Patrick N. Peplowski, Lynnae C. Quick, Jani Radebaugh, Scot C. R. Rafkin, Hiroaki Shiraishi, Jason M. Soderblom, Kristin S. Sotzen, Angela M. Stickle, Ellen R. Stofan, Cyril Szopa, Tetsuya Tokano, Thomas Wagner, Colin Wilson, R. Aileen Yingst, Kris Zacny e Simon C. Stähler