Derzeit laufen Tests mit der Dragonfly der NASA, einer atomgetriebenen Drohne in Autogröße, die auf dem Saturnmond Titan nach möglichen Vorläufern des Lebens suchen soll. Doch bevor Dragonfly in die Lüfte fliegen kann, muss die NASA sicherstellen, dass es der einzigartigen Umgebung des Mondes standhält.
Das Hauptziel von Dragonfly besteht darin, die komplexe Chemie auf Titan zu untersuchen, die möglicherweise Aufschluss über die Ursprünge des Lebens in unserem Sonnensystem gibt. Ausgestattet mit Kameras, Sensoren und Probenehmern wird dieser Rover Gebiete auf Titan erkunden, von denen bekannt ist, dass sie organische Materialien enthalten, insbesondere jene Bereiche, in denen diese Materialien in der Vergangenheit möglicherweise auf flüssiges Wasser unter der eisigen Mondoberfläche gestoßen sind.
Der Lander wird die stickstoffreiche Atmosphäre des Titanen mit vier koaxialen Rotoren durchqueren. Um jedoch sicherzustellen, dass diese Rotoren unter solchen Bedingungen funktionieren können, führte das Dragonfly-Team mehrere Tests im Langley Research Center der NASA in Hampton, Virginia, durch, darunter den Betrieb der Rotoren der Drohne. In einem Windkanal, der die Wetterbedingungen auf dem größten Saturnmond simulieren kann.
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„Alle diese Tests fließen in Dragonfly Titan-Simulationen und Leistungsvorhersagen ein“, sagte Ken Hibbard, Dragonfly-Missionssystemingenieur am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), in einem Artikel. NASA-Erklärung.
Es wurden vier Dragonfly-Testkampagnen durchgeführt: zwei in einem 14 x 22 Fuß großen Unterschalltunnel und zwei weitere in einem 16 Fuß großen transsonischen dynamischen Tunnel (TDT). Der Unterschalltunnel wird zur Validierung von Fluiddynamikmodellen verwendet, die von Missionswissenschaftlern entwickelt wurden, während die Schwergaskapazität von TDT mit variabler Dichte zur Validierung von Computermodellen zur Simulation der atmosphärischen Bedingungen genutzt wird, denen Dragonfly wahrscheinlich auf Titan begegnen würde.
Der letzte Test, der im Juni durchgeführt wurde, umfasste ein halbgroßes Modell des Dragonfly mit Hunderten von Testläufen, sagte Bernadine Giuliano, APLs Testleiterin für das Projekt.
„Wir haben die Bedingungen im gesamten geplanten Flugbereich bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten, Rotorgeschwindigkeiten und Flugwinkeln getestet, um die aerodynamische Leistung des Fahrzeugs zu bewerten“, sagte Giuliano. „Wir haben insgesamt mehr als 700 Durchläufe durchgeführt, darunter mehr als 4.000 einzelne Datenpunkte. Alle Testziele wurden erfolgreich erreicht und die Daten werden dazu beitragen, das Vertrauen in unsere Simulationsmodelle auf der Erde zu stärken, bevor wir die Bedingungen auf Titan extrapolieren.“
Die Analyse dieser Fülle an Daten erfordert eine gemeinsame Anstrengung mit Spezialisten von Institutionen wie der University of Central Florida bis zum Ames Research Center der NASA im Silicon Valley. Rick Hessler von APL, der die Testkampagnen von TDT leitete, betonte den Wert dieser Tests für das Verständnis der Leistung des Dragonfly-Rotors in der einzigartigen Atmosphäre von Titan.
„Die Schwergasumgebung bei TDT hat eine Dichte, die dreieinhalb Mal höher ist als die von Luft, während der Druck und die Umgebungstemperatur auf Meereshöhe liegen“, sagte Hessler. „Dadurch können die Rotoren unter Titan-ähnlichen Bedingungen betrieben werden und den Auftrieb und die dynamische Belastung besser reproduzieren, die ein tatsächlicher Lander erfahren würde.“
Als die einzelnen Teile der Mission zusammenkamen, rückten für das Team die Ungeheuerlichkeit und der historische Charakter der Mission in den Fokus.
„Mit Dragonfly verwandeln wir Science-Fiction in erforschende Realität“, sagte Hibbard. „Die Mission kommt Stück für Stück voran und wir freuen uns auf jeden nächsten Schritt, diesen revolutionären Hubschrauber über den Himmel und die Oberfläche von Titan zu schicken.“
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