Dėl entuziastingų mokslininkų, kurie domisi tyrinėjimui tinkamais nežemiškų pasaulių egzistavimu, kategorija, žinoma frazė „Ar yra gyvenimas Marse, ar yra gyvenimas Marse“, šiandien nebėra svarbus. Paaiškėjo, kad Saulės sistemoje yra pasaulių, kurie šiuo aspektu yra daug įdomesni nei Raudonoji Planeta. Ryškus to pavyzdys yra didžiausias Saturno palydovas, Titanas. Paaiškėjo, kad šis dangiškasis kūnas yra labai panašus į mūsų planetą. Informacija, kurią mokslininkai šiandien leidžia, yra mokslinės versijos egzistavimas, kad gyvenimas ant šėtono palydovo ant Titano yra gana faktas.
Kas yra tiek įdomi žemės dailininkams Titan?
Po to, kai žmogus dešimtmečius nesėkmingai bando rasti saulės sistemos pasaulį, kuris bent jau panašus į mūsų Žemę iš tolo, informacija apie Titaną įkvėpė viltį mokslo bendruomenėje. Mokslininkai susidomėjo šiuo dangiškuoju kūnu, pradedant nuo 2005 m., Kai automatinis Huygens zondas nusileido ant vieno didžiausių Saulės sistemos palydovų paviršiaus. Per ateinančias 72 minutes kosminio laivo fotoaparatas ir vaizdo kamera perduoda į žemę šio objekto paviršiaus ir kitų vaizdo įrašų apie šią tolimą pasaulį nuotrauką. Net tokiam ribotam laikui, skiriamam nuotolinio palydovo moksliniams tyrimams, mokslininkai galėjo gauti išsamią informaciją.
Iškrovimas ant Titano paviršiaus buvo vykdomas pagal tarptautinę programą „Cassini-Huygens“, skirtą Saturnui ir jo palydovams studijuoti. „Cassini“ automatinė tarpinė stotis, pradėta 1997 m., Yra bendras ESA ir NASA vystymasis, skirtas išsamiam Saturno ir jo planetos rajono tyrimui. Po septynerių metų plaukimo per saulės sistemos plotus, stotis pristatė „Huygens“ kosmoso zondą Titanui. Šis unikalus įrenginys yra bendras NASA ir Italijos kosmoso agentūros ekspertų, kurių komanda buvo labai tikėjusi dėl šio skrydžio, darbo.
Rezultatai, kuriuos mokslininkai gavo iš darbo stoties "Cassini" ir zondo "Huygens" valdybos, buvo neįkainojami. Nepaisant to, kad tolimasis palydovas pasirodė prieš žemių akis kaip didžiulę tylią ledo karalystę, paskesnis išsamus objekto paviršiaus tyrimas pakeitė Titano suvokimą. Nuotraukose, gautose naudojant „Huygens“ zondą, buvo galima išmontuoti Saturno palydovo paviršių, kuris daugiausia buvo sudarytas iš kieto vandens ledo ir nuosėdų organinio pobūdžio sluoksnių. Paaiškėjo, kad tankus ir neperžengiamas tolimojo palydovo atmosfera turi beveik tokią pačią sudėtį kaip ir sausumos oro-dujų vokai.
Ateityje „Titan“ mokslininkai išmoko dar vieną rimtą premiją. Pirmą kartą nežemiškos erdvės žvalgymo ir tyrinėjimo istorijoje už Žemės ribų buvo atrasta tos pačios rūšies skystoji medžiaga, kuri Žemėje buvo pirmaisiais jos egzistavimo metais. Dangaus dangaus reljefas papildo didžiulį vandenyną, daugybę ežerų ir jūrų. Visa tai suteikia pagrindo manyti, kad mes susiduriame su dangiškuoju kūnu, kuris galėtų būti dar viena gyvenimo oazė mūsų saulės sistemoje. Saturno palydovo atmosferos ir skystosios terpės sudėties tyrimai parodė, kad organizmų gyvenime yra esminių medžiagų. Daroma prielaida, kad tam tikromis sąlygomis, tiriant šį dangiškąjį kūną, Titanu galima aptikti gyvus organizmus.
Atsižvelgiant į tai, svarbi paskesnė Saturno palydovo studija. Yra didelė tikimybė, kad kartu su Marsu Titanas gali tapti antruoju kosminiu žmogiškosios civilizacijos namu.
Akademinis Titano požiūris
Titano dydis leidžia jai būti su Saulės sistemos planetomis. Šis dangaus kūnas yra 5152 km skersmens, kuris yra didesnis nei Mercury (4879 km) ir šiek tiek mažiau nei Marso (6779 km). Titano masė yra 1,3452 · 1023 kg, tai yra 45 kartus mažesnė už mūsų planetos masę. Ant Saturno palydovo masės yra antras saulės sistemos, už Jupiterio - Ganymedės palydovo.
Nepaisant įspūdingo dydžio ir svorio, „Titan“ tankis mažas, tik 1,8798 g / cm³. Palyginimui, Saturno motinos planetos tankis yra tik 687 k / m3. Mokslininkai nustatė silpną gravitacinį lauką iš palydovo. Patrauklumo jėga ant Titano paviršiaus yra 7 kartus silpnesnė už žemiškuosius parametrus, o gravitacijos pagreitis yra toks pat kaip ir Mėnulyje - 1,88 m / s2, palyginti su 1,62 m / s2.
Tipiškas bruožas yra „Titan“ padėtis erdvėje. Didžiausias Saturno palydovas sukasi aplink savo motinos planetą elipsės orbitoje, kurios greitis yra 5,5 km / s, o ne Saturno žiedų regione. Vidutinis atstumas nuo Titano iki Saturno paviršiaus yra 1, 222 mln. Km. Visa ši sistema yra 1 mlrd. 427 mln. Km atstumu nuo Saulės, kuri yra 9,5 karto ilgesnė už atstumą tarp mūsų centrinio šviestuvo ir Žemės.
Kaip ir mūsų palydovas, „Saturno mėnulis“ visada pasukamas į vieną pusę. Tai sukelia palydovo sukimosi aplink savo ašį sinchronizavimas su Titano orbitos periodu aplink motinos planetą. Visapusiška revoliucija aplink Saturną, jo didžiausias palydovas sudaro 15 Žemės dienų. Dėl to, kad Saturnas ir jo palydovai turi gana aukštą sukimosi ašies kampą iki ekliptikos ašies, Titano paviršiuje yra sezonų. Kas 7,5 Žemės metai Saturno palydovui, vasara suteikia kelią šaltam žiemos laikotarpiui. Anot astronominių stebėjimų šiandien, Titano pusėje, kuri susiduria su Saturnu, yra ruduo. Netrukus palydovas išnyks iš saulės spindulių už motinos planetos, o titano rudenį pakeis ilgas ir žiaurus žiema.
Temperatūra palydovo paviršiuje svyruoja nuo minuso 140–180 laipsnių Celsijaus. Iš Huygens kosmoso zondo valdybos gauti duomenys atskleidė įdomų faktą. Skirtumas tarp polinių ir ekvatorinių temperatūrų yra tik 3 laipsniai. Tai paaiškinama tankia atmosfera, kuri apsaugo nuo saulės spindulių poveikio Titano paviršiui. Nepaisant didelio atmosferos tankio dėl žemos temperatūros, ant Titan nėra skysčių. Žiemą palydovo paviršius padengia sniegą nuo etano, vandens garų dalelių ir amoniako. Tai tik nedidelė dalis to, ką mes žinome apie „Titan“. Įdomūs faktai apie didžiausią Saturno palydovą yra susiję su pažodžiui bet kuria sritimi, nuo astronomijos, klimatologijos ir glaciologijos iki mikrobiologijos.
Titanas visame šlovėje
Iki šiol dauguma informacijos apie Saturno palydovą buvo pagrįsta vizualiais stebėjimais, gautais iš „Voyager“ kosminio zondo, kuris praeityje praėjo 1980 m. 7000 km atstumu. Hablo teleskopas šiek tiek pakėlė slaptumo švelnumą apie šį kosmoso objektą. Norėdami gauti idėją apie palydovo paviršių neleido jo tankiai atmosferai, kurios tankis ir storis yra mažesnis už Venusijos ir sausumos oro-dujų voką.
Cassini automatinės stoties misija 2004 m. Padėjo pašalinti šį dangaus kūną valdantį rūką. Ketverius metus prietaisas buvo Saturno orbitoje, nuosekliai fotografuodamas savo palydovus ir Titaną. Cassini zondo tyrimai buvo atlikti naudojant fotoaparatą su infraraudonųjų spindulių filtru ir specialų radarą. Nuotraukos buvo paimtos iš skirtingų kampų 900–2000 km atstumu nuo palydovo paviršiaus.
Titano tyrimo kulminacija buvo „Huygens“ zondo iškrovimas ant jo paviršiaus, pavadintas pagal Saturno palydovo atradėją. Prietaisas, patekęs į tankius Titano atmosferos sluoksnius, 2,5 valandų nusileido parašiutu. Per šį laiką zondo įranga ištyrė palydovo atmosferos sudėtį, fotografavo jos paviršių nuo 150, 70, 30, 15 ir 10 kilometrų aukščio. Po ilgo nusileidimo kosminis zondas nusileido ant Titano paviršiaus, palaidotas 0,2-0,5 metrų nešvariu ledu. Po iškrovimo „Huygens“ dirbo šiek tiek daugiau nei valandą, perduodama daug naudingos informacijos tiesiai į Žemę per Cassini AMS tiesiai iš palydovo paviršiaus. Dėl fotografijų, paimtų iš „Cassini AMS“ valdybos ir „Huygens“ zondo, mokslininkų komanda sukūrė „Titan“ žemėlapį. Be to, mokslininkai dabar turėjo išsamią informaciją apie savo atmosferą, duomenis apie paviršiaus klimato ir reljefo ypatybes.
Palydovinė atmosfera
Situacijoje su Titanu, pirmą kartą studijuojant ir studijuojant saulės sistemos dangiškuosius kūnus, mokslininkas turėjo galimybę išsamiai ištirti atmosferą. Kaip ir tikėtasi, Saturno palydovas turi tankią ir gerai išvystytą atmosferą, kuri ne tik daugeliu atvejų primena Žemės dujotiekį, bet ir viršija ją masėje.
Titano atmosferos sluoksnio storis buvo 400 km. Kiekvienas atmosferos sluoksnis turi savo sudėtį ir koncentraciją. Dujų sudėtis yra tokia:
- 98,6% palieka azotą N;
- 1,6% atmosferoje yra metanas;
- nedidelis etano, acetileno junginių, propano, anglies dioksido ir anglies monoksido, helio ir ciano kiekis.
Metano koncentracija palydovo atmosferoje, pradedant nuo 30 km aukščio, keičiasi žemyn. Kadangi palydovas artėja prie paviršiaus, metano kiekis sumažėja iki 95%, o etano koncentracija padidėja iki 4–4,5%.
Tipinis palydovo Titano oro ir dujų sluoksnio bruožas yra jo šiltnamio efektas. Angliavandenilių organinių molekulių buvimas žemesnėje atmosferoje neutralizuoja šiltnamio efektą, kurį sukelia didžiulė metano koncentracija. Dėl to dangaus kūno paviršius yra vienodai atšaldytas dėl angliavandenilių. Tie patys procesai ir Saturno gravitacinis laukas sukelia Titano atmosferos cirkuliaciją. Šis vaizdas prisideda prie aktyvių klimato procesų formavimo Saturno palydovo atmosferoje.
Pažymėtina, kad palydovo atmosfera nuolat mažėja. Taip yra dėl to, kad dangaus kūne nėra galingo magnetinio lauko, kuris negali išlaikyti oro ir dujų voko, kuris yra nuolatinis saulės vėjo ir Saturno jėgų poveikis. Iki šiol atmosferos slėgis palydovinio žiedo gigantui yra 1,5 atm. Tai visada turi įtakos oro sąlygoms, kurios skiriasi priklausomai nuo dujų koncentracijos Titano atmosferoje.
Pagrindinis darbas, kuriuo siekiama sukurti Titano oro sąlygas, atliekamas tankiais debesimis, kurie, skirtingai nuo sausumos oro masių, susideda iš organinių junginių. Šios atmosferos formacijos yra didžiausio Saturno palydovo kritulių šaltinis. Dėl žemos temperatūros dangaus kūno atmosfera yra sausa. Didžiausia drumstumo koncentracija randama poliariniuose regionuose. Dėl žemos temperatūros atmosferos drėgmė yra labai maža, todėl ant Titano nusėdimas yra metano ledo kristalai ir šalnas, susidedantis iš azoto, etano ir amoniako junginių.
Titano paviršius ir jo struktūra
Saturno palydovas turi ne tik įdomią atmosferą. Jo paviršius yra labai įdomus objektas geologijos požiūriu. Pagal storą metano sluoksnį „Huygens“ erdvės zondo fotoaparatai ir fotoaparatai surado visą žemyną, atskirtą daugeliu ežerų ir jūros. Kaip ir Žemėje, žemynuose yra daug uolienų ir kalnų, yra gilių įtrūkimų ir įdubimų. Jie pakeičiami plačiais lygumais ir slėniais. Dangaus kūno pusiaujo pusėje, angliavandenilių ir vandens ledo dalelės sudaro didžiulį kopų plotą. Manoma, kad Huygens kosmoso zondas nusileido vienoje iš šių kopų.
Visiškas panašumas su gyva planeta papildo skysčio struktūrą. Titane aptiktos upės, turinčios šaltinius, apvijų kanalus ir deltas - vietas, kur upės teka į jūros baseinus. Remiantis iš fotografijų gautais duomenimis, kai kurių „Titan“ upių kanalų ilgis yra didesnis nei 1000 km. Beveik visa „Titan“ skystoji masė sutelkta jūrų baseinuose ir ežeruose, kurie užima įspūdingą plotą - iki 30-40% visų šios dangaus kūno paviršių.
Didelių skystų terpių grupių buvimas palydovo paviršiuje buvo didžiulis šviesus taškas, kuris ilgą laiką supainiojo astronomus. Vėliau buvo įrodyta, kad šviesus Titano plotas yra didžiulis skystųjų angliavandenilių baseinas, vadinamas Krakeno jūra. Pagal teritoriją šis įsivaizduojamas rezervuaras yra didesnis nei didžiausias ežeras Žemėje - Kaspijos jūra. Kitas įdomus objektas yra Liegei jūra - didžiausias natūralus skysto metano ir etano rezervuaras.
AMC "Casssini" darbo dėka buvo gauta tiksli informacija apie Titano vandenų ir ežerų skystos terpės sudėtį. Naudojant fotografijų ir kompiuterinių modelių duomenis, skysčio sudėtis titane buvo nustatyta sausumos sąlygomis:
- etanas yra 76-80%;
- propanas jūrose ir Titano ežeruose 6-7%;
- metanas sudaro 5-10%.
Be pagrindinių elementų, atstovaujamų kaip šaldytos dujos, skystyje yra vandenilio cianido, butano, buteno ir acetileno. Pagrindinis Titano vandens kaupimasis šiek tiek skiriasi nuo žemės formos. Palydovo paviršiuje buvo rasta daug perkaitintų ledo nuosėdų, susidedančių iš vandens ir amoniako. Daroma prielaida, kad po paviršiumi gali būti dideli natūralūs rezervuarai, pripildyti skystu vandeniu ir jame ištirpintas amoniakas. Šiuo požiūriu įdomi yra ir palydovo vidinė struktūra.
Šiandien yra įvairių Titano vidinės struktūros versijų. Kaip ir visos antžeminės planetos, ji turi tvirtą šerdį, o ne geležies-nikelio, kaip ir pirmosios keturios saulės sistemos planetos, bet akmens. Jo skersmuo yra maždaug 3400–3500 km. Kitas ateina įdomus dalis. Skirtingai nuo Žemės, kur mantija prasideda po šerdies, Titan šioje erdvėje užpildyti tankūs presuoti vandens ledo ir metano hidrato sluoksniai. Tarp atskirų sluoksnių yra tikriausiai skystas sluoksnis. Tačiau, nepaisant jo šalčio ir akmeniškumo, palydovas yra aktyvioje fazėje ir jame stebimi tektoniniai procesai. Tai palengvina potvynių jėgos, kurias sukelia didžiulis Saturno sunkumas.
Galima Titano ateitis
Sprendžiant iš pastarojo dešimtmečio atliktų tyrimų duomenų, žmonija susiduria su unikaliu saulės sistemos objektu. Paaiškėjo, kad Titanas yra vienintelis dangiškasis kūnas, be Žemės, kuriam būdingos visos trys veiklos rūšys. Saturno palydovėje yra pastovios geologinės veiklos pėdsakų, kurie yra jo gyvo tektoninio aktyvumo patvirtinimas.
Titano paviršiaus pobūdis taip pat yra labai svarbus. Jos struktūra, sudėtis ir reljefas pasisako už tai, kad Saturno palydovo paviršius yra nuolat judantis. Čia, kaip ir Žemėje, vėjo ir kritulių įtakoje pastebimas dirvožemio erozija, atsiranda uolienų ir sedimentacijos.
„Titano“ klimatas sudarė palydovo atmosferos sudėtį ir jame vykstančius cirkuliacijos procesus. Visi šie požymiai palaiko tai, kad Titane tam tikromis sąlygomis gali egzistuoti gyvenimas. Žinoma, tai bus kitokia gyvybės forma nuo žemiškų organizmų, bet jo egzistencija taps milžinišku žmonijos atradimu.
