De NASA maakte onlangs bekend dat ‘Dragonfly’ de eerst volgende missie van het ‘New Frontiers Programma’ zal worden. Met de missie wil de NASA een nucleaire Drone naar de oppervlakte van ‘Titan’, één van de manen van Saturnus sturen. Gedurende 2,5 jaar moet de onbemande ruimtesonde onderzoek gaan doen op Titan en zal in die tijd ongeveer 175 kilometer afleggen om verschillende locaties te bezoeken.

De drone of ruimtesonde wordt gebouwd door de Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory en wordt aangedreven door een multi-missie thermo elektrische generator (MMRTG), een nucleaire batterij die op plutonium werkt. De ruimtesonde heeft acht propellors en zal als een drone over de oppervlakte van Titan vliegen.


Volgens de huidige missieplanning wordt Dragonfly in 2026 gelanceerd en komt de ruimtesonde 8 jaar later in 2034 aan op Titan. Dragonfly doet er 8 jaar over omdat de ruimtesonde onderweg naar Titan een aantal keer een zwaartekracht-slinger moet uitvoeren om meer snelheid te krijgen. Op deze manier wordt veel brandstof bespaart en zonder een zwaartekracht-slinger ligt Titan waarschijnlijk buiten het bereik van onze huidige raketten.

Waarom een missie naar planeet Titan? Wat weten we al over Titan?

Uit eerdere observaties en bezoeken van andere ruimtesondes zoals Voyagers en Cassini-Huygens blijkt dat Titan veel lijkt op een ‘vroege versie van de aarde’. Wetenschappers willen met Dragonfly meer onderzoek doen naar mogelijk leven op Titan, dit zou wetenschappers ook een beter beeld kunnen geven over hoe het leven op Aarde is ontstaan.

Titan bevind zich op 860 miljoen kilometer van de Aarde af en is één van de manen van de planeet Saturnus. De planeet Saturnus heeft op dit moment 62 bekende manen waarvan deze op ca. 741.000 afstand staat. Titan is de enige maan in ons zonnestelsel waarvan nu bekend is dat deze een atmosfeer heeft. Titan is de op één na grootste maan in de melkweg en is zelfs groter dan de planeet Mercurius. Titan draait in 15 dagen en 22 uur om Saturnus en de maan heeft ook een eigen magnetisch veld.

Image Credit:
NASA/JPL/University of Arizona

In 1997 lanceerde NASA de Cassini-Huygens missie die in 2004 aankwam bij Titan om metingen verrichten, foto’s te maken en op de Huygens ruimtesonde te laten landen op het hemellichaam. Uit metingen die de Huygens deed tijdens de daling door de atmosfeer van Titan bleek dat de atmosfeer van de maan voornamelijk bestaat uit distikstof (98,4%) en methaan (1,6%) en spoorgassen. Doordat er op Titan een atmosfeer is kent de maan ook weersverschijnselen zoals wind, onweer, regen en heeft de planeet ook wolken zoals te zien is op bovenstaande foto die Cassini-huygens maakte.

De atmosfeer van Titan reikt tot een hoogte van 900km. Ter vergelijking, op Aarde is dit op het hoogste punt ca 15km. De druk op de maan is 1,5 bar dat is anderhalf keer de druk van de aardse atmosfeer. Mede hierdoor hangen er grote smog wolken op Titan.

animatie van de landing van Dragonfly op Titan. Image Credit: John Hopkins APL

Waarom een nucleaire drone? En waarom vliegen over Titan en niet rijden?

Er zijn meerdere argumenten waarom de NASA voor deze missie voor een nucleaire drone gekozen heeft. Door de atmosferische condities op Titan zouden zonnepanelen niet efficient genoeg zijn om een ruimtesonde op Titan jarenlang van energie te voorzien. De dikke laag smog en de stofstormen die ontstaan door de harde wind komt er geregeld niet genoeg zonlicht op het oppervlakte om met zonnepanelen een ruimtesonde te voorzien van energie. Het John Hopkins APL besloot daarom in hun projectvoorstel de ruimtesonde te voorzien van een thermo-elektrische radio-isotopen generator (MMRTG in engels), een soort nucleaire batterij. De MMRTG gebruikt plutonium als brandstof en via het Seebeck-effect wordt elektriciteit opgewekt. Hierdoor kan de Dragonfly jarenlang van de benodigde energie worden voorzien.

Nog niet eerder werd een vergelijkbare ruimtesonde gebouwd om een nieuwe planeet of maan te onderzoeken of verkennen. ‘Landers’ zoals bijvoorbeeld de Marsrover rijden over de oppervlakte. Op de meeste hemellichamen die tot nu toe onderzocht werden was het soms een uitdaging om de lander op het oppervlakte te krijgen. Zo had komeetlander ‘Philea’ zelfs boortjes in z’n landingsgestel om zich te kunnen borgen bij een gebrek aan zwaartekracht. Mede door de hogedruk druk (1,5 bar) zijn de atmosferische condities echter zeer geschikt voor een vliegende ruimtesonde.

Dragonfly wordt uitgerust met alle wetenschappelijke instrumenten waar ook een rijdende lander mee zou worden uitgerust. Maar een groot voordeel van een drone is natuurlijk dat deze kan opstijgen en ook vanuit de lucht foto’s en video’s kan maken van Titan en terug sturen naar de Aarde. Dit geeft wetenschappers ook de kans om op verschillende plekken metingen uit te voeren in de atmosfeer op Titan.

De Dragonfly is uitgerust met vier armen waar aan iedere arm twee propellors gemonteerd zitten. Dragonfly is dus een dual-quadcopter.

Titan ontdekt door Nederlander

De grootste maan van Saturnus werd in 1655 ontdekt door de bekende Nederlandse sterrenkundige, Christiaan Huygens. Huygens noemde de maan in eerste instantie ‘Saturnus Luna’ maar werd later hernoemd naar ‘Titan’.


Wil je nog meer achtergrond informatie lezen?
Bekijk de speciale website van NASA met achtergrond informatie over ‘Titan’