土星の衛星タイタンを探査する今後のドラゴンフライ・ミッションの科学的目的が、その目的を達成するために必要な機器とともに、新たな研究論文で説明されている。
ドラゴンフライは2027年頃の打ち上げが予定されており、2030年代半ばにはタイタンの空を飛ぶはずです。その頃には私は60代半ば、立派な高齢者になっていますが、間違いなく子供のような情熱を持ってこのミッションを見守るでしょう。というのも、タイタンは（もちろん地球以外では）宇宙で一番好きな場所だからです。奇妙で謎めいていて、時にどこか懐かしい特徴もたくさんあるからです。また、フランク・ハーバート著『デューン』シリーズの熱烈なファンとして、油で覆われた表面を持つタイタンは、架空のハルコネン惑星ギーディ・プライムに似ているとずっと想像していました。
タイタンは太陽系で唯一、濃い大気と、炭化水素の海や湖といった形で存在する表層の液体を持つ衛星です。熱帯地域には宇宙線が表層の氷を吹き飛ばした結果、巨大な砂丘が広がっています。また、タイタンにはシャングリラ砂海と呼ばれる広大な赤道砂漠があり、時折砂嵐が発生します。この点で、タイタンは『デューン』のアラキスにも似ています（タイタンに巨大なサンドワームやハルコネンが存在するかどうかはまだ不明です）。
タイタンは科学的なターゲットに溢れているため、ロボット探査機にとって理想的な目的地です。ドラゴンフライ計画は2019年から計画されていますが、正式な目的はつい最近になって明らかになりました。ドラゴンフライ計画の副主任研究者であり、アイダホ大学の物理学教授であるジェイソン・バーンズ氏は、惑星科学ジャーナルに掲載された新しい論文の筆頭著者です。
ドラゴンフライは、長さ約1メートルの8つのローターを備えたデュアルクアドロータードローンです。NASAのインジェニュイティヘリコプターが現在火星上空を飛行中であるため、ドラゴンフライは異星の惑星を飛行する2番目の航空機、そして異星の衛星を飛行する初の航空機となります。
これはタイタンへの初めてのミッションではありません。ESA/NASAの静止探査機ホイヘンスは2005年にタイタンに着陸し、私が今まで見た中で最も不気味な写真のいくつかを撮影しました。また、13年間土星を周回した探査機カッシーニは、その無線機能を用いてタイタンの厚い雲頂を透視しました。しかし、ドラゴンフライはタイタンの科学的探査を新たなレベルへと引き上げるでしょう。
「タイタンは探検家にとってのユートピアです」と、文理学部天文学准教授で今回の研究の共著者であるアレックス・ヘイズ氏は声明で述べた。「タイタンに関して私たちが抱く科学的疑問は非常に広範囲にわたります。なぜなら、表面で実際に何が起こっているのか、まだよく分かっていないからです。カッシーニ探査機が土星軌道からタイタンを探査した際に、1つの疑問が解明されるたびに、10個の新たな疑問が生まれました。」
新たな論文が指摘するように、ドラゴンフライは主に宇宙生物学ミッションに参加するが、それだけに限るわけではない。この空中ドローンは、バイオシグネチャー（過去または現在の生物学的プロセスを示唆する兆候）を探し、月の化学組成（生命に必要な分子構成要素を含む）と現在の居住可能性に関する測定を行う。
ミッション計画者は、タイタンの赤道付近、つまりホイヘンスが着陸した地点から北に約700キロメートル（435マイル）離れた地点を着陸地点として選定しました。ドラゴンフライはシャングリラ砂漠の砂海を探査し、生命のゆりかごである可能性のあるセルク衝突クレーターを訪れる可能性もあります。
このミッションは主に北半球の冬に実施されます。タイタンの重力は地球の7分の1で、風は穏やか、そして大気は揚力を生み出すのに十分な厚さがあるため、重量0.5トンの無人機は問題なく飛行できるはずです。ミッションの科学者たちは、液体メタンからなる雨が問題になるとは予想していませんが、確信は持てません。
研究者の言葉を借りれば「回転翼航空機型移動着陸機」であるドラゴンフライは、地上でのほとんどの時間を科学調査と地球へのデータ送信に費やします。この無人機は、タイタンの2日に一度、30分から1時間飛行します。タイタンの1日は地球の16日に相当します。研究チームは、火星探査機の目的地選定と同様に、いわばオンザフライで新たな目的地を選択します。
ドローンの搭載物には、科学カメラ8台、分光計2台、そして複雑な有機物を採取するためのドリル1台が含まれます。また、ドラゴンフライは、気温、気圧、風速、風向、湿度を測定できる11種類の機器を備えた地球物理学および気象観測装置も搭載します。
カッシーニが宇宙からの粗い電波画像を提供できたのに対し、ドラゴンフライはタイタンの化学反応と大気表面の相互作用に関する理論を検証または反証するために必要な地上調査を行う。また、チームはタイタンの地球規模のメタン循環における熱帯砂漠の役割についても研究する。
「私の主な科学的関心は、タイタンを地球に似た複雑な世界として理解し、その進化を促しているプロセスを解明することです」とヘイズ氏は述べた。「それは、メタン循環と地表や大気との相互作用から、地表全体にわたる物質の移動経路、そして内部との潜在的な交換まで、あらゆることを含みます。」
論文によると、潜在的な生命痕跡の探索には、「我々が知っているような生命」、つまり生存に液体の水を必要とする生命と、「我々が知っているようなものではない生命」、例えばタイタンの液体炭化水素の中に居場所を見つけることができる生命が含まれるという。
タイタンが地球と似ている点、あるいは若い地球がタイタンに似ていた可能性のある点を見つけることは、もちろん非常に重要です。しかし、タイタンが地球と異なる点を全て知ることにも、私は同じくらい興味を持っています。2030年代には、タイタンが太陽系で最も異質な場所であるという更なる検証を含め、異質なものを探し求めていくつもりです。
さらに：土星の衛星タイタンのメタンの海の深さは1,000フィート以上ある可能性がある。
