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DragonFly: cinque motivi per esplorare Titano

26 febbraio 2020
La NASA è al lavoro per realizzare il drone volante DragonFly che esplorerà la superficie di Titano. Scopriamo i motivi per i quali una missione sulla luna di Saturno è diventata uno degli obiettivi più allettanti per la ricerca spaziale.

Titano, con i suoi mari di metano e lo smog arancione, è in qualche modo il mondo più simile alla Terra che abbiamo trovato. Sebbene sia semplicemente una luna legata dalla gravità al suo sovrano cosmico, Saturno, Titano ha tutte le trappole di un pianeta, tra cui nuvole, pioggia, laghi e fiumi e persino un oceano sotterraneo di acqua salata. L'astronomo olandese Christiaan Huygens scoprì Titano nel 1655, chiamandolo semplicemente "Luna Saturni", o luna di Saturno. In seguito fu ribattezzato in onore di un gruppo di divinità mitologiche greche chiamate Titani.
La vera natura di questa più grande delle lune di Saturno era imperscrutabile fino a quando la navicella spaziale Cassini della NASA realizzò 127 voli ravvicinati di Titano in 13 anni trascorsi esplorando il sistema di Saturno. Cassini ha anche lasciato scendere una sonda dell'Agenzia spaziale europea chiamata Huygens attraverso l'atmosfera di Titano nel 2005, sollevando infine il velo su questa magnifica luna. Ora la NASA si sta preparando a inviare un veicolo spaziale simile a un drone Dragonfly per scavare ulteriormente in un mondo che è diventato uno degli obiettivi più importanti dell'esplorazione. Ecco cinque motivi per cui Titano è così allettante:

È l'unica luna nel nostro Sistema Solare con un'atmosfera densa

Un'atmosfera è un involucro di molecole di gas che avvolge un corpo celeste. Qui sulla Terra, la nostra atmosfera ci protegge dalle radiazioni del Sole e aiuta a mantenere e far circolare il calore e a distribuire gas che nutrono la vita. Anche le lune hanno atmosfere ma, in tutti i casi tranne uno, sono talmente sottili da essere a malapena presenti. Tra le molte lune del Sistema Solare l'atmosfera di Titano è così densa e opaca - quattro volte più densa di quella terrestre - che ha oscurato per secoli la vera dimensione di Titano. In effetti, Titano era considerato la luna più grande fino a quando Ganimede, circa un terzo delle dimensioni della Terra e solo il 2% più grande di Titano, gli tolse quel record.
Nel 1944 l'astronomo olandese-americano Gerard Kuiper usò un nuovo potente telescopio per scoprire che Titano era avvolto da gas. Ma è stato solo quando Cassini ha inviato la sonda Huygens attraverso l'atmosfera di Titano che gli scienziati hanno finalmente visto in dettaglio la superficie di un mondo che era rimasto avvolto nel mistero per 350 anni. La densa atmosfera di Titano offre un vantaggio fondamentale per l'esplorazione scientifica, specialmente combinata con la sua bassa gravità (1/7 della Terra) e le temperature rigide (-179° Celsius). Queste tre caratteristiche aiuteranno Dragonfly a rimanere facilmente sopra la superficie di Titano e a volare più veloce e più lontano con poca energia. In effetti, Dragonfly dovrebbe volare per più di 160 chilometri in una missione di quasi tre anni: è quasi il doppio della distanza percorsa da tutti i rover su Marte messi insieme.

La sua atmosfera è più simile a quella terrestre di ogni altra

L'atmosfera di Titano è composta principalmente da azoto (circa il 95%), come quello terrestre (78%). Contiene inoltre circa il 5% di metano e un pizzico di altri composti ricchi di carbonio. Una notevole differenza tra i due mondi è l'ossigeno, che è assente su Titano, ma costituisce il 21% dell'aria terrestre. Ma non è stato sempre così. Quando i microbi governavano questo pianeta da 3,8 a 2,5 miliardi di anni fa, qui non c'era ossigeno, l'aria invece era densa di metano prodotto da questi semplici microrganismi che fiorivano silenziosamente negli oceani. Alcuni scienziati sospettano che a volte il metano abbia contribuito a formare una foschia arancione opaca attorno alla Terra, proprio come accade su Titano. In effetti questo velo potrebbe aver contribuito a nutrire la vita sul nostro pianeta mantenendo la Terra temperata e schermando gran parte delle radiazioni ultraviolette dannose del Sole che possono distruggere il DNA. Potrebbe anche aver fornito sostanze nutritive se i microrganismi sono stati in grado di metabolizzare le particelle organiche che cadevano dall'aria.
Titano potrebbe assomigliare alla Terra di miliardi di anni fa? Gli scienziati lo ritengono possibile e sono ansiosi di imparare attraverso Dragonfly se la chimica che traspare nell'atmosfera di Titano sia simile ai processi chimici che hanno modellato l'aria terrestre.

Presenta una chimica molto interessante

Bastano solo due ingredienti nell'atmosfera - metano e azoto - per scatenare una complessa rete di chimica organica che rende Titano unico e interessante per gli scienziati. Dopo che la radiazione del Sole divide ciascuna di queste molecole, i loro atomi componenti di carbonio, idrogeno e azoto possono ricombinarsi per formare una varietà di composti organici complessi che si depositano sulla superficie. Sono chiamati "organici" perché contengono carbonio, questi tipi di molecole sono i mattoni della vita sulla Terra. Pertanto gli scienziati sono ansiosi di vedere quali composti sono presenti su Titano e se sono simili a quelli che avrebbero potuto seminare la vita sulla Terra. La possibile esistenza di una vita microbica su Titano è una questione interessante per gli scienziati. Da un lato, c'è un ingrediente importante che manca in modo evidente sulla superficie della luna: l'acqua liquida. Sulla Terra l'acqua liquida è fondamentale per la vita, dato che lubrifica i processi molecolari e distribuisce i nutrienti, tra gli altri attributi. D'altra parte, gli scienziati non hanno escluso che l'ambiente di metano liquido di Titano potrebbe prestarsi a forme di vita esotiche. Dopotutto, gli scienziati sanno che i microrganismi sulla Terra possono vivere negli ambienti più estremi immaginabili, anche in aree con temperature di congelamento ben al di sotto della soglia, radiazioni elevate e poca o nessuna acqua. Forse creature simili sono sopravvissute su Titano?

È un esperimento scientifico in tempo reale che non può essere riprodotto in laboratorio

Gli scienziati stanno ancora lavorando per capire come è iniziata la vita sulla Terra quando il pianeta aveva circa un miliardo di anni. Molti hanno cercato di imparare di più ricreando le condizioni primordiali della Terra nei loro laboratori. Di volta in volta, cercano di innescare le reazioni chimiche che hanno trasformato la zuppa molecolare della giovane Terra in un mare di creature viventi. Ma la scala temporale della vita è troppo lunga per gli esperimenti di laboratorio. È qui che entra in gioco Titano. Molti scienziati credono che la luna potrebbe essere un laboratorio virtuale per la chimica prebiotica che è in corso da secoli. Quando Dragonfly arriverà su Titano raccoglierà i risultati di questi esperimenti in diverse aree della superficie della luna con una varietà di diverse storie geologiche. Il drone terminerà la sua missione sul cratere da impatto Selk, dove numerosi composti organici avrebbero potuto mescolarsi con acqua liquida del passato per lunghi periodi di tempo e creare condizioni che, almeno sulla Terra, avrebbero potuto sostenere la vita.

Ci ricorda la Terra, ma con alcuni curiosi colpi di scena

Il terreno di Titano, e persino il suo paesaggio, sembra stranamente simile a quello della Terra. Ad un esame più attento, tuttavia, ogni caratteristica a noi familiare possiede un tratto esotico. Il sito di atterraggio di Dragonfly nella regione equatoriale chiamato Shangri-La, ad esempio, presenta dune che potrebbero essere facilmente confuse con quelle della Namibia, un paese dell'Africa meridionale. Queste montagne di sabbia in Namibia si innalzano fino a 100 metri. Su Titano, le dune più alte trovate sembrano essere da 100 a 175 metri. Ma, al posto della sabbia, le dune sono fatte di granuli di idrocarburi scuri, o pezzetti di metano ed etano congelati che potrebbero assomigliare a macinati di caffè. Ci sono altre somiglianze spettacolari: come la Terra, Titano è scolpito da fiumi e laghi fluenti e mari che prendono il nome da mitiche creature marine. Ma questi corpi di liquidi, alcuni grandi come i Grandi Laghi del Nord America, sono fatti di metano anziché di acqua. Mentre il gas scorre attraverso la superficie, portando via le rocce lungo il suo percorso, produce colline e valli che ricordano quelle del White Canyon nello Utah e di Guangxi in Cina.
Anche le rocce sparse sulla superficie di Titano sembrano familiari. Eppure sono fatte di ghiaccio d'acqua che rimane congelato e solido nel freddo della luna. Gli scienziati sospettano anche che Titano possa aver avuto vulcani attivi ma che hanno vomitato acqua liquida anziché roccia fusa. Dalla superficie di Titano, ci si potrebbe sentire a casa alla vista delle nuvole nel cielo eppure, al posto dell'acqua, a volte inondano la superficie di con pioggia di metano.

La missione DragonFly è prevista per il lancio nel 2026 con arrivo su Titano nel 2034.

fonti: NASA

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