La Misión Titán Saturno ( TSSM ) fue una propuesta conjunta de la NASA y la ESA para una exploración de Saturno y sus lunas Titán y Encelado , [1] donde Cassini reveló muchos fenómenos complejos . Se propuso lanzar TSSM en 2020, recibir asistencia gravitatoria de la Tierra y Venus y llegar al sistema de Saturno en 2029. La misión principal de 4 años incluiría una gira de dos años por Saturno, una fase de muestreo aéreo de Titán de dos meses, y una fase de órbita de Titán de 20 meses .
En 2009, se dio prioridad a una misión a Júpiter y sus lunas sobre la misión Titán al sistema Saturno , [3] aunque se seguirá evaluando TSSM para su posible desarrollo y lanzamiento.
La Misión Titán Saturno (TSSM) se creó oficialmente en enero de 2009 mediante la fusión de la Misión Titán y Encélado ( TandEM ) de la ESA con el estudio Titan Explorer (2007) de la NASA , [4] aunque los planes para combinar ambos conceptos se remontan al menos a principios de 2008. TSSM estaba compitiendo contra la propuesta de financiación de la Misión del Sistema Europa Júpiter (EJSM), y en febrero de 2009 se anunció que NASA/ESA había dado prioridad a EJSM por delante de TSSM. [5] [6] TSSM continuó estudiándose para una fecha de lanzamiento posterior, cerca de la década de 2020. En febrero y octubre de 2009 se propusieron informes de evaluación detallados de los elementos de la misión [7], así como un concepto específico para un módulo de aterrizaje en los lagos de Titán llamado Titan Mare Explorer (TiME) con el potencial de convertirse en parte del TSSM. , respectivamente.
En 2014 se pensó que el TSSM podría haber sido revivido para un lanzamiento en el cohete de carga súper pesada SLS. [2]
La misión TSSM consta de un orbitador y dos sondas de exploración de Titán: un globo aerostático (tipo Montgolfier) que flotará en las nubes de Titán, y un módulo de aterrizaje que aterrizará en uno de sus mares de metano .
Los datos de ambas sondas se transmitirán a un orbitador Titán. Estarán equipados para estudiar las características de Titán con instrumentos de obtención de imágenes, perfiles de radar y muestreos de superficie y atmosféricos , mucho más completos que los realizados por la misión Cassini-Huygens .
La nave espacial utilizará varios sobrevuelos asistidos por gravedad de otros planetas para poder llegar a Saturno. El diseño de referencia preveía un lanzamiento en septiembre de 2020, seguido de cuatro asistencias gravitacionales ( Tierra – Venus –Tierra-Tierra) y la llegada a Saturno nueve años después, en octubre de 2029. Esta es una de las varias opciones de transferencia Tierra-Saturno disponibles desde el año 2018 a 2022. Sin embargo, los planes actuales de la NASA no dan prioridad al TSSM y es poco probable que se pueda cumplir alguna de las fechas de lanzamiento propuestas.
A la llegada a Saturno, en octubre de 2029, el sistema de propulsión química del orbitador colocaría el sistema de vuelo en órbita alrededor de Saturno, seguido de una fase de gira por Saturno de dos años, caracterizada por el despliegue de elementos in situ , e incluyendo un mínimo de siete Sobrevuelos de Encelado y 16 sobrevuelos de Titán. Durante este período, las repetidas asistencias y maniobras de gravedad del satélite reducirán la energía necesaria para insertarse en la órbita de Titán. A medida que la nave complete su sobrevuelo por Encelado, el orbitador analizará las inusuales columnas criovolcánicas en el polo sur de la luna.
La Montgolfière , un globo aerostático, se lanzaría durante la aproximación al primer sobrevuelo de Titán para la entrada balística en la atmósfera de Titán para su misión de seis meses terrestres desde abril de 2030 hasta octubre de 2030. Basado en los descubrimientos de Cassini-Huygens, la Montgolfière debería poder circunnavegar Titán al menos una vez durante su vida nominal en su latitud de despliegue de aproximadamente 20°N, 10 kilómetros sobre la superficie de Titán.
Se han presentado numerosas propuestas con respecto al concepto de módulo de aterrizaje en lagos. Uno de los planes más detallados hasta el momento es el llamado Titan Mare Explorer (TiME), que originalmente se propuso como una misión de exploración separada, pero que eventualmente podría posponerse e incluirse en el TSSM. [8] [9] Si se aprueba, el orbitador lanzará TiME en su segundo sobrevuelo a Titán. Debido a la capa de neblina de Titán y su distancia al Sol, el módulo de aterrizaje no puede funcionar con paneles solares y dependería del nuevo Generador Avanzado de Radioisótopos Stirling (ASRG), [9] [10] que es un prototipo destinado a proporcionar disponibilidad de fuentes de alimentación de larga duración para redes terrestres y otras misiones planetarias. El módulo de aterrizaje apuntará a Ligeia Mare , un mar polar norte de hidrocarburos líquidos a unos 79°N. La sonda descenderá en paracaídas, como la sonda Huygens de 2005. Durante las 6 horas de descenso analizará la atmósfera y luego aterrizará sobre la superficie líquida. La función principal de la nave propulsada por plutonio es tomar muestras y analizar materia orgánica en la superficie durante un período de aproximadamente 3 a 6 meses; esta sería la primera exploración flotante de un mar extraterrestre.
Los principales objetivos de la misión TSSM se pueden resumir en cuatro categorías:
En Titán, los objetivos científicos serían proporcionar información sobre aspectos tales como la composición de la superficie y la distribución geográfica de los diversos constituyentes orgánicos; sobre el ciclo del metano y los yacimientos de metano ; sobre las edades de las características de la superficie y, en particular, sobre si el criovulcanismo y el tectonismo están en curso activamente o son reliquias de un pasado más activo; sobre la presencia o ausencia de amoníaco , de un campo magnético y de un océano subterráneo; sobre la química que impulsa la formación de iones complejos en la atmósfera superior; y en un amplio rango de altitudes en la atmósfera, de 400 a 900 km, que sigue siendo poco explorado después de Cassini. Además, queda mucho por entender sobre los cambios estacionales de la atmósfera en todos los niveles y la fuga a largo plazo de sus constituyentes al espacio.
El módulo de aterrizaje TiME aterrizaría en Ligeia Mare , un mar de metano en el hemisferio norte de Titán. Se cree que el ciclo del metano de Titán es análogo al ciclo hidrológico de la Tierra , con un fluido de trabajo meteorológico existente en fase líquida y gaseosa. TiME discerniría directamente el ciclo del metano de Titán y ayudaría a comprender sus similitudes y diferencias con el ciclo hidrológico de la Tierra. [9] Sin embargo, aún quedan preguntas por responder sobre las fuentes de reabastecimiento de metano a la atmósfera. Este mundo está construido por actividades orgánicas que todavía operan y los hallazgos de Cassini-Huygens sugieren un mundo con un equilibrio de procesos geológicos y atmosféricos que es el mejor análogo del sistema solar a la Tierra . Además, se cree que un océano interior descubierto por Cassini, en las profundidades de la densa atmósfera y superficie de Titán, está compuesto en gran parte por agua líquida. TSSM sería la primera misión en los 50 años de exploración espacial donde se llevará a cabo un estudio in situ extenso e interdisciplinario de la química orgánica activa y el clima en la tierra, el mar y el aire de otro mundo.
