V roce 2027 má k velkému měsíci planety Saturn, Titanu, vyrazit sonda Dragonfly. Až v polovině 30. let dorazí ke svému cíli, zahájí objevitelskou cestu, která by mohla přinést nové informace o vývoji života v celém vesmíru. Na své palubě totiž ponese kromě jiného i přístroj DraMS (Dragonfly Mass Spectrometer), který bude mít za úkol prozradit vědcům informace o chemických procesech, které na Titanu probíhají. Možná by si mohl posvítit na některé chemické reakce, které kdysi dávno probíhaly na Zemi a ve výsledku vedly ke vzniku života. Těmto procesům se obecně říká prebiotické.

Měsíc Titan se vyznačuje bohatstvím komplexních chemických látek bohatých na uhlík. Dřívější přítomnost tekuté vody na povrchu z něj dělá ideální destinaci ke studiu prebiotických chemických procesů a potenciální obyvatelnosti mimozemských prostředí. Přístroj DraMS umožní vědcům na zemi provádět dálkovou analýzu chemického složení látek na povrchu Titanu. „Chceme zjistit, zda se tento typ reakcí, který by mohl být důležitý pro rané pre-biochemické systémy na Zemi, mohl odehrávat i na Titanu,“ vysvětluje Melissa Trainer z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu. Tato planetoložka a astrobioložka se specializací na Titan je jedním z hlavních vědeckých pracovníků mise Dragonfly. Kromě toho také Melissa Trainer stojí v čele týmu, který zajišťuje vývoj přístroje DraMS, jehož úkolem bude měřením vzorků povrchu Titanu pátrat po stopách prebiotických reakcí.

Tomuto snažení napomůže i samotná konstrukce sondy Dragonfly. Půjde totiž o vrtulemi vybavenou létající sondu, která využije nízké gravitace na Titanu a zároveň jeho husté atmosféry, takže si snadno přeletí mezi různými zajímavými místy na povrchu Titanu, které může dělit i vzdálenost několika kilometrů. Soubor palubních přístrojů se tak po plném prozkoumání jedné lokality velmi rychle dostane na nová místa. Sonda tak bude moci analyzovat informace z různých prostředí s odlišnou geologickou historií. V každé z těchto lokalit bude z povrchu pomocí vrtačky DrACO (Drill for Acquisition of Complex Organics) odebrán vzorek vážící méně než jeden gram, který se poté přemístí do těla sondy. Konkrétně zamíří do místa označovaného jako „podkroví“ (anglicky attic), kde se bude nacházet přístroj DraMS. Tady se do vzorku opře palubní laser, který jej začne ozařovat, nebo bude zahřán v pícce, aby jej mohl DraMS prozkoumat. Jedná se totiž o hmotnostní spektrometr, který analyzuje chemické složení tím, že odděluje jednotlivé složky tvořící vzorek na jednotlivé základní molekuly, které pak prochází senzory za účelem identifikace.

„DraMS je navržen tak, aby pátral po organických molekulách, které se mohou nacházet na Titanu, studoval jejich složení a také prostorové rozložení na povrchu různých prostředí,“ popisuje Trainer. Základem organických látek je uhlík a všechny známé formy života jsou založeny právě na těchto sloučeninách. Vědci se o ne zajímají při hledání odpovědí na otázky spojené se vznikem života, protože tyto látky mohou vzniknout jak vlivem procesů neživých, tak i živých. Hmotnostní spektrometry určují složení vzorku tím, že materiál ionizují (bombardují jej energií, která způsobí, že se jejich atomy nabijí pozitivně či negativně) a analýzou přítomnosti rozličných látek. Tento proces obnáší určení vztahů mezi hmotností molekuly a jejím nábojem, což slouží jako charakteristický podpis konkrétní sloučeniny.

Přístroj DraMS byl vyvinut stejným týmem z Goddardova střediska, který stál za vývojem přístroje SAM (Sample Analysis at Mars) pro rover Curiosity. Průzkum vzorků přímo na místě pomocí DraMS tedy využije technologie, které již byly otestovány na Marsu pomocí SAM. Trainer zdůrazňuje, že význam tohoto technologického odkazu je velmi důležitý a vědci z mise Dragonfly nechtěli znovu vynalézat kolo. Místo toho při výběru technologií pro pátrání po organických látkách na Titanu vsadili na využívání metod, které se již uplatnily na Marsu i jinde. „Tento design nám dal přístroj, který je velmi flexibilní a dokáže se přizpůsobit různým druhům povrchových vzorků,“ popisuje Trainer.

DraMS i další přístroje mise Dragonfly jsou navrhovány a stavěny pod dohledem expertů z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory marylandského Laurelu, kteří pro NASA tuto misi manažersky vedou a také se starají o návrh a stavbu samotné vrtulové sondy. Součástí týmu jsou partneři ze zmíněného Goddardova střediska, ale také francouzské kosmické agentury CNES, kteří dodají modul plynové chromatografie pro DraMS. Ten se postará o dodatečné oddělení látek poté, co opustí výše zmíněnou pícku. Dále jsou zde zastoupeny například Lockheed Martin, Ames Research Center z kalifornského Silicon Valley, Langleyho středisko z Hamptonu ve Virginii, JPL z kalifornské Pasadeny, Penn State University, Malin Space Science Systems, Honeybee Robotics, německá agentura DLR a japonská agentura JAXA.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/dragonfly-landing.png
https://astrobiology.com/wp-content/uploads/2023/03/DRAMS-1024×560.png
https://astrobiology.com/wp-content/uploads/2023/03/DRAMSmain.png
https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2021/pdf/1532.pdf