Dragonfly (Raumsonde)

Dragonfly (Raumsonde)
Missionskonzept
NSSDC ID	(noch nicht vergeben)
Missions­ziel	TitanVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Missionsziel
Betreiber	National Aeronautics and Space Administration NASAVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Betreiber
Instrumente
Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Instrumente DraMS, DraGNS, DraGMet, DragonCam
Verlauf der Mission
Startdatum	2028[1]Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startdatum
Enddatum	nach 2036[2]Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Enddatum

Dragonfly (englisch für Libelle) ist eine geplante Raumfahrtmission der NASA zum Saturnmond Titan. Es handelt sich um die vierte Mission im Rahmen des New-Frontiers-Programms. Dragonfly soll im Jahr 2028 starten und etwa 2034 nach einem mehrjährigen Flug in der Region Shangri-La in der Nähe des Äquators von Titan landen.^[3][4] Im April 2024 bestätigte die NASA die Mission.^[5]

Das Konzept besteht darin, einen Quadrocopter auf der Oberfläche des Titans abzusetzen, der sich dort fliegend fortbewegt und so innerhalb von ein bis zwei Jahren mehrere Orte des Mondes erkunden kann. Besonders interessant wäre die Erforschung des Ufers eines der zahlreichen Methanseen auf Titan.

Vor allem chemische und astrobiologische Forschungen sollen im Vordergrund stehen. Zum Beispiel soll herausgefunden werden, ob die Seen des Titan Vorstufen von Leben beherbergen.^[6]

Geplant ist einen Quadrocopter nach Titan zu schicken, der etwa 875 kg schwer ist und etwa 4 m lang, sowie ca. 1,75 m hoch.^[7] Der Quadrocopter soll den Auftrieb durch Rotorblätter mit einer Länge von etwa 1,35 m erzeugen. Die Energieversorgung erfolgt über eine Radionuklidbatterie mit einer Kapazität von 134 Ah. Es wird ein Akku benötigt, da die Leistung des RTG nicht ausreicht, um mit dem Quadrocopter zu fliegen. Der Akku kann somit die abgegebene Leistung speichern, wodurch die benötigte Leistung zusammenkommt um etwa jeden Monat (jeden zweiten Titantag) einen Flug durchführen zu können.^[8] Der Quadrocopter soll dank einer 100-Watt Antenne direkt zum NASA Deep Space Network auf der Erde senden können. Zur autonomen Navigation soll Dragonfly Lidar, Inertiale Messeinheiten, Kameras, Druck- und Windsensoren nutzen.

Für die wissenschaftliche Untersuchung sollen fünf Instrumente an Bord des Quadrocopters sein.

• DrACO: eine Bohreinheit zur Probenahme. Proben sollen dann in DraMS analysiert werden können
• DraMS: ein Massenspektrometer, zur Analyze chemischer Stoffe und Prozesse, die biologisch von Interesse sind (komplexe organische Verbindungen)
• DraGNS: ein Gammastrahlen- und Neutronendetektor
• DraGMet: ein Instrument zur Untersuchung der Geophysik und Wetterverhältnisse auf Titan. Zusätzlich soll auch die seismische Aktivität Titans untersucht werden.
• DragonCam: eine Kamera zur Untersuchung der Landschaften, geologischer Oberflächeprozesse aber auch nahe Oberflächenaufnahmen.

Gemäß Plan soll Dragonfly etwa 99 % der Zeit an der Oberfläche verbringen. Dabei wäre die Idee, etwa jeden Monat den Standort zu wechseln mit einem Flug. Die Reichweite des Quadrocopters soll mehrere Dutzend Kilometer betragen. Die geplante Fluggeschwindigkeit liegt bei etwa 10 bis 12 Metern pro Sekunde, die Flughöhe soll typischerweise etwa 400 m betragen. Es ist geplant, mindestens 40 Landungen durchzuführen. Die Untersuchung der Dünen an der Oberfläche, sowie auch der Materialien an den verschiedenen Landeorten soll helfen, die Heterogenität der Oberfläche von Titan zu bestimmen. Aufgrund der großen Entfernung der geplanten Landestelle ist es unwahrscheinlich, dass Dragonfly die Ufer der Methanseen studieren wird.^[8]

Der bewilligte Kostenrahmen der Mission beläuft sich Stand 2024 auf 3,35 Milliarden Dollar.^[5]

Ursprünglich waren zwölf Missionsvorschläge eingereicht worden, darunter auch ein Lander, der längere Zeit auf der Venus überstehen soll, eine Sonde zum Saturnmond Enceladus und eine Atmosphärensonde für den Saturn. Daraus wählte die NASA Dragonfly und Caesar, eine Sample return mission zum Kometen Tschurjumow-Gerassimenko, als Finalisten aus. Die Entscheidung für Dragonfly fiel im Juni 2019.^[3]

Commons: Dragonfly (Raumsonde) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Dragonfly. Abgerufen am 9. Juni 2024 (englisch, Projektwebsite der Johns Hopkins University). 
• Dragonfly. NASA; abgerufen am 9. Juni 2024 (englisch, Homepage der NASA Mission). 
• Evan Ackerman: How to Conquer Titan With a Nuclear Quad Octocopter. IEEE Spectrum, 8. Januar 2018 (englisch)

1. ↑ Jeff Foust: NASA postpones Dragonfly review, launch date. Spacenews, 28. November 2023.
2. ↑ FY 2021 President's Budget Request Summary. (PDF; 12,1 MB) NASA, S. 449, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 17. Juni 2020; abgerufen am 24. Februar 2020 (englisch). 
3. ↑ ^{a b} Andrea Witze: NASA drone will soar over Saturn's largest moon. In: Nature. 27. Juni 2019, abgerufen am 27. Juni 2019. 
4. ↑ Eyes on Titan: Dragonfly Team Shapes Science Instrument Payload. In: dragonfly.jhuapl.edu. Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, 9. Januar 2019, abgerufen am 30. September 2019 (englisch). 
5. ↑ ^{a b} Reinhard Kleindl: Die Nasa schickt eine kleinwagengroße Drohne auf den Saturnmond Titan. Der Standard, 19. April 2024, abgerufen am 9. Juni 2024. 
6. ↑ Jason W. Barnes et al. 2021. Science Goals and Objectives for the Dragonfly Titan Rotorcraft Relocatable Lander. Planet. Sci. J 2, 130; doi: 10.3847/PSJ/abfdcf
7. ↑ Spacecraft and Science Payload. Abgerufen am 9. Juni 2024 (englisch). 
8. ↑ ^{a b} Dragonfly soars to final design phase. 20. Dezember 2023, abgerufen am 9. Juni 2024 (englisch).