Jak daleko od Země je Titan?
Titan je šestý měsíc planety Saturn, šestá planeta od Slunce.
Většina
Tento obří měsíc je jediným měsícemSluneční soustava s hustou atmosférou. Kromě toho je to jediný svět kromě Země, na jehož povrchu jsou řeky, jezera a moře. Podobně jako Země, i atmosféra Titanu je složena převážně z dusíku a malého množství metanu. Toto je jediné místo ve sluneční soustavě, kromě Země, kde, jak víte, existuje známý cyklus tekutin. Z mraků padají na povrch měsíce a zaplňují jezera a moře a poté se vypařují a odpařují zpět do nebe. Předpokládá se také, že Titan má podmořský oceán podobný slanosti jako Mrtvé moře.
Velikost a vzdálenost
Poloměr Titanu je asi 2 575 kilometrů.je skoro O 50 % širší než Měsíc. Titan je přibližně 1,2 milionu km od Saturnu, který sám je přibližně 1,4 miliardy km od Slunce, neboli asi 9,5 AU. (astronomické jednotky). Jeden a.u. je vzdálenost od Země ke Slunci. Světlu ze Slunce trvá asi 80 minut, než dosáhne Titanu; Kvůli jejich velké vzdálenosti je sluneční světlo na Saturnu a Titanu asi 100krát slabší než na Zemi.
Titan trvá 15 dnía 22 hodin k dokončení úplné revoluce kolem Saturnu. Stejně jako pozemský Měsíc, Titan vždy ukazuje stejnou „tvář“ planetě, na které obíhá. Saturnu trvá oběh kolem Slunce asi 29 pozemských let a rotační osa plynného obra je nakloněna jako osa Země, což znamená, že se roční období mění. Pravda, každé takové období trvá déle než sedm pozemských let. Každý z nich na Titanu má stejný rozvrh jako Saturn – roční období trvají více než sedm pozemských let, celý cyklus trvá 29 pozemských let.
Formace
Vědci si nejsou jisti původem Titanu.Její atmosféra však napovídá. Několik přístrojů NASA a ESA Cassini-Huygens měřilo izotopy dusíku-14 a dusíku-15 v atmosféře Titanu. Přístroje zjistily, že poměr izotopů dusíku na Titanu je nejvíce podobný poměru izotopů dusíku v kometách z Oortova oblaku, což je koule stovek miliard ledových těles, o nichž se předpokládá, že obíhají kolem Slunce ve vzdálenosti 5 000 až 100 000 AU. - přibližně 150 milionů km. Poměr dusíku v atmosféře Titanu naznačuje, že stavební kameny tohoto měsíce vznikly na počátku historie sluneční soustavy ve stejném studeném disku plynu a prachu, který vytvořilo Slunce (takzvanou protosolární mlhovinu),
Povrch
Mimochodem, povrch Titanu je jedním z nejvícepodobné místům Země ve sluneční soustavě, i když teploty jsou mnohem nižší a samotný „povlak“ má jiné chemické složení. Je tu tak chladno (-179 ° C), že led z vody vypadá spíše jako skály. Na Titanu, stejně jako na Zemi, je možná vulkanická aktivita, ale místo roztavené horniny se používá „láva“ v tekuté vodě. Povrch Titanu je tvořen proudy metanu a etanu, které rozřezávají koryta řek a plní velká jezera zkapalněným zemním plynem. Žádný jiný svět ve sluneční soustavě kromě Země nemá na svém povrchu takovou kapalnou aktivitu.
Atmosféra
Naše sluneční soustava je domovem vícenež 150 měsíců, ale Titan je jedinečný v tom, že je to jediný měsíc s hustou atmosférou. Na povrchu Titanu je atmosférický tlak asi o 60% vyšší než na Zemi - přibližně stejný, jaký by člověk pocítil, kdyby plaval asi 15 metrů pod hladinou v oceánu na Zemi. Jelikož je Titan méně hmotný než Země, jeho gravitace nedrží natolik svůj plynový obal, takže atmosféra se rozprostírá do výšky 10krát vyšší než Země - téměř 600 km do vesmíru.
Atmosféra Titanu je většinou dusíkatá(asi 95%) a methan (asi 5%) s malým množstvím dalších sloučenin bohatých na uhlík. Vysoko v atmosféře Titanu jsou molekuly metanu a dusíku odděleny ultrafialovým světlem od Slunce a vysokoenergetické částice zrychlené v magnetickém poli Saturnu. Části těchto molekul se rekombinují a vytvářejí různé organické chemikálie (látky obsahující uhlík a vodík) a často zahrnují dusík, kyslík a další prvky důležité pro život na Zemi. Některé ze sloučenin vzniklých při tomto rozkladu a recyklaci metanu a dusíku vytvářejí jakýsi smog - hustý oranžový opar, díky kterému je měsíční povrch z vesmíru obtížně viditelný. (Kosmické lodě a dalekohledy však mohou vidět skrz opar na určitých vlnových délkách světla nad rámec toho, co vidí lidské oko.)
Jak byl Titan studován a jaké mise na něj čekají?
Cassini-Huygens
Více než deset let, vesmírKosmická loď Cassini společnosti NASA sdílela zázraky Saturnu a jeho rodiny ledových měsíců a zavedla nás do podivuhodných světů. Cassini dopravila pasažéra do měsíčního systému Saturnu – evropské sondy Huygens – prvního umělého objektu, který přistál na planetě ve vzdálené vnější sluneční soustavě
Po 20 letech ve vesmíru 13 z nich prozkoumaloSaturn, lodi došlo palivo. K ochraně měsíců planety, vysvětlila NASA, byla Cassini vyslána na odvážnou závěrečnou misi, která zpečetila její osud. 15. září 2017, v 14:55:06 moskevského času, loď dokončila svou 20letou misi v systému Saturn a shořela v atmosféře plynového giganta, když se jí podařilo otrávit nejnovější data o plynném gigantovi na Země. NASA vysílala poslední minuty života vesmírné sondy naživo.
Cassini-Huygens ukázala, že Titan je jedním z nichsvěty, které se nejvíce podobají Zemi, se kterými jsme se setkali, a osvětlují historii naší domovské planety. Faktem je, že Cassini byla v jistém smyslu stroj času. Identifikoval procesy, které pravděpodobně formovaly vývoj naší sluneční soustavy. Dlouhá mise sondy Cassini jí umožnila pozorovat změny počasí a sezónní změny na jiné planetě. Mise ukázala, že Saturnovy měsíce jsou jedinečné světy s vlastními příběhy.
Cassini-Huygens ukázal, že Titan je jedním znejvíce Země podobné světy, se kterými jsme se setkali, a vrhají světlo na historii naší domovské planety. Faktem je, že Cassini byl v jistém smyslu stroj času. Identifikoval procesy, které pravděpodobně formovaly vývoj naší sluneční soustavy. Dlouhá mise Cassini umožnila pozorovat počasí a sezónní změny na jiné planetě. Mise odhalila, že měsíce Saturnu jsou jedinečné světy, které mohou vyprávět své vlastní příběhy. Četná měření gravitace Titanu sondou Cassini ukázala, že Měsíc skrývá podzemní oceán kapalné vody (pravděpodobně ve směsi se solemi a amoniakem).
Sonda Evropské vesmírné agenturyHuygens také během svého sestupu na povrch v roce 2005 změřil rádiové signály, což poskytlo silný důkaz o oceánu 55–80 km pod ledovou zemí. Objev globálního oceánu kapalné vody přidává Titan k hrstce světů v naší sluneční soustavě, které by mohly potenciálně hostit obyvatelná prostředí. Kromě toho by řeky, jezera a moře na Titanu s kapalným metanem a etanem mohly sloužit jako obyvatelná prostředí na povrchu Měsíce, i když jakýkoli život tam by se pravděpodobně velmi lišil od života na Zemi. Ačkoli zatím neexistují žádné důkazy o životě na Titanu, jeho složitá chemie a jedinečné prostředí z něj učinily cíl pro další výzkum.
Vážka
V létě roku 2019 oznámila NASA další cílve sluneční soustavě - jedinečný, bohatě organický svět Titanu. Při hledání stavebních kamenů života bude mise Dragonfly několikrát bojovat, aby prozkoumala a prozkoumala oblasti kolem ledového měsíce Saturnu.
Dragonfly měl původně odstartovat dne2026 a příchod v roce 2034. V září 2020 však NASA požádala tým Dragonfly, aby objasnil alternativní datum připravenosti ke startu v roce 2027. Pro přizpůsobení se tomuto novému datu nebudou nutné žádné změny v architektuře mise a pozdější start nebude mít vliv na operace Dragonfly.
Vrtulník bude létat v desítkáchslibná místa na Titanu při hledání prebiotických chemických procesů společných pro Titan i Zemi. Dragonfly představuje první let vědeckého vozidla NASA s více rotory na jiné planetě; má osm rotorů a létá jako velký dron. Využije hustou atmosféru Titanu – čtyřikrát hustší než Země – a stane se prvním vozidlem, které kdy přepraví celý svůj vědecký náklad na nová místa pro opakovatelný a cílený přístup k povrchovým materiálům.
Titan je obdobou velmi rané Země amůže poskytnout vodítko, jak mohl na naší planetě vzniknout život. Během své 2,7leté základní mise Dragonfly prozkoumá rozmanité prostředí od organických dun až po dno impaktního kráteru, kde kdysi koexistovala kapalná voda a složité organické materiály pro život možná desítky tisíc let. Jeho přístroje budou studovat, jak daleko prebiotická chemie pokročila. Budou také zkoumat vlastnosti měsíční atmosféry a povrchu, jeho podpovrchového oceánu a rezervoárů kapalin. Kromě toho budou nástroje hledat chemické důkazy o minulém nebo současném životě.
Jak bude Titan pro lidstvo stále užitečný?
Nejprve si ujasněme, že Titan jeměsíc, který se v mnoha ohledech podobá spíše planetě. Má hustou atmosféru, která je přibližně 1,5krát větší než tlak na povrchu zemské atmosféry. Žádný ze 177 dalších satelitů ve sluneční soustavě takovou atmosféru nemá. Kromě toho je Titan jediným místem ve sluneční soustavě, kromě Země, se stabilními kapalinami na povrchu: na povrchu Titanu jsou jezera a moře. Titan je tedy úžasný a velmi podobný svět Zemi.
Hustá atmosféra Titanu je užitečná, protože jeznamená, že na Titanu nemusíte nosit objemný skafandr. Ale hlavní důvod, proč se mi to líbí, je jednoduchý: atmosféra Titanu nám pomůže přežít. Ve vesmíru je záření smrtelné. Částice energie ze Slunce, zejména galaktické kosmické paprsky (GCR), pronikají do lidských tkání a způsobují rakovinu a kognitivní poruchy. Aby astronauti zůstali v rámci současných limitů rizika rakoviny pro NASA, mohou cestovat za nízkou oběžnou dráhou Země (LEO) až 200 dní; cesta na Mars bude pravděpodobně trvat déle než 600 dní. Ale tyto destruktivní částice nemohou dosáhnout povrchu Titanu; jsou absorbovány atmosférou, což znamená, že se jedná o bezpečné prostředí pro člověka. Atmosféra Marsu není dostatečně hustá, aby poskytovala spolehlivou ochranu před GCR a Zemí.
Lidé žijící na Titanu mohou chodit (nebospíše skok — protože gravitace tvoří 14 procent zemské gravitace, o něco méně než Měsíc), nosí obleky, aby se zahřály. Titan je studený (povrchová teplota je asi -290 stupňů Fahrenheita). A lidé budou muset nosit respirátory, aby mohli dýchat kyslík, protože atmosféra je převážně dusíková. Světlo na Titanu je trochu slabé, jako těsně po západu slunce zde na Zemi, kvůli částicím oparu v husté atmosféře. Lidé žijící na jedné polokouli Titanu, vždy obrácení k Saturnu, budou mít nádherný výhled na planetu s prstenci.
Opravdu vtipné (a potenciálně užitečné)Jde o to, že díky nízké gravitaci a husté atmosféře mohou lidé na Titanu snadno létat svou vlastní silou, pokud si svážou křídla o ruce! V budoucnu se lidé budou moci plavit po jezerech a mořích, která jsou většinou ve vyšších zeměpisných šířkách.
Protože Titan je tak studený, všechna vodazamrzlé – jezera a moře se skládají z kapalného metanu a etanu. Tyto uhlovodíky (jako zemní plyn zde na Zemi) jsou na Titanu hojné – nejen v jezerech a mořích, ale i na povrchu a v atmosféře. Poskytují pohotový zdroj materiálů pro vytváření stavebních materiálů, jako jsou plasty. Lidé by mohli spalovat metan pro energii, možná pomocí jaderného reaktoru k elektrolýze vody (protože atmosféra Titanu neobsahuje kyslík, který bychom potřebovali ke spalování metanu).
Nedávno astronomové změřili hloubkuvelké moře metanu na Titanu. Ukázalo se, že je to nejméně 0,3 km: to stačí na to, abyste to mohli studovat na robotické ponorce. Ukázalo se, že hloubka malého Sinusova moře, které se nachází na Titanu, je 85 m. největší moře Krakenu ještě nebylo změřeno. Oba zásobníky se skládají ze směsi etanu a metanu, převládá druhá složka. To je obrovské množství energie.
Další možností pro chemickou energii je hydrogenace acetylenu (tj. 3H2 + C2H2); vodík i acetylen jsou přítomny v atmosféře Titanu.
Navíc o možnosti můžeme uvažovatvyužití větrných turbín jako alternativního zdroje energie. Hustota vzduchu na Titanu je asi pětkrát větší než na Zemi, takže potenciální větrná energie je významná. Přestože na povrchu Titanu příliš nefouká (měření sondy Cassini ukazují rychlost větru kolem 1 m/s; pro srovnání, typické rychlosti větru na Zemi jsou kolem 4 m/s), Huygensova měření ukázala rychlost větru kolem 20 metrů za sekundu při výška 40 km znamená, že připoutané vzdušné větrné farmy mohou produkovat stovky megawattů energie.
Co je za problém?
Pokud je Titan tak dobrý a zajímavý, tak proč to ještě nebyl zvládnut? Proč je většina misí směrována na Mars a Měsíc? Problémem je vzdálenost.
Doba letu na Saturn se může lišit od 4let až téměř 7 let, v závislosti na orbitálním vztahu k Zemi v době spuštění. Bez významného energetického pokroku by to znamenalo extrémně dlouhou cestu do az jakékoli potenciální kolonie.
Navíc je co překonávatpřekážky, z nichž v neposlední řadě je poznání, jak budou lidé žít a pracovat v mikrogravitaci. Pěstování potravin na Titanu pomocí plodin, jak to děláme zde na Zemi, by navíc nebylo efektivní vzhledem k nižšímu toku sluneční energie, která by se dostala na povrch Titanu, a již tak nízké účinnosti fotosyntézy zde na Zemi. Lidé na Titanu budou potřebovat biotechnologie a nekonvenční produkty. Možná budou budoucí lidé na Titanu schopni použít nějaký druh umělé fotosyntézy.
Zbývá už jen počkat na průlom ve vědě.
Přečtěte si více
Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí
Vědci navrhli kolonizovat satelit Ceres
Podívejte se na nejvzácnější blesky: modrý proud a elf z ISS