Saturnuksen kuu Titan on huomattavan samanlainen kuin Maa. Mitä suunnitelmia ihmiskunnalla on siihen?

Kuinka kaukana maasta on Titan?

Titan on Saturnuksen planeetan kuudes kuu, aurinko kuudes planeetta.

Useimmat

Saturnuksen suuri kuu, Titan, on jäinen maailma,jonka pinnan peittää kokonaan kultaisen sävyn sumuinen tunnelma. Titan on aurinkokuntamme toiseksi suurin kuu. Vain Jupiterin satelliitti - Ganymede - on suurempi ja sitten vain 2%. Titan on suurempi kuin maapallon kuu ja jopa suurempi kuin elohopea-planeetta.

Tämä jättiläinen kuu on ainoa kuu vuonnaAurinkokunta, jossa on tiheä ilmakehä. Lisäksi tämä on ainoa maailma maapallon lisäksi, jonka pinnalla on jokia, järviä ja meriä. Maan tavoin Titanin ilmakehä koostuu pääosin typestä ja pienistä määristä metaania. Tämä on ainoa paikka aurinkokunnassa maan lisäksi, jossa, kuten tiedätte, on tuttu nesteiden kierto. Pilvistä ne putoavat kuun pinnalle ja täyttävät järvet ja meret ja haihtuvat sitten ja haihtuvat takaisin taivaalle. Uskotaan myös, että Titanilla on jään alla oleva valtameri, jonka suolapitoisuus on samanlainen kuin Kuolleenmeren.

Koko ja etäisyys

Titanin säde on noin 2575 kilometriä,se on lähes 50% leveämpi kuin kuu. Titan sijaitsee noin 1,2 miljoonaa kilometriä Saturnuksesta, mikä sinänsä on noin 1,4 miljardia kilometriä auringosta, eli noin 9,5 AU. (tähtitieteelliset yksiköt). Yksi au Onko etäisyys maasta aurinkoon. Auringon valo saavuttaa Titanin noin 80 minuutissa; Suuren etäisyyden takia Saturnuksen ja Titanin auringonvalo on noin sata kertaa heikompi kuin maapallolla.

Titan kestää 15 päivää ja 22 tuntiatäydellinen vallankumous Saturnuksen ympärillä. Kuten maan kuu, Titan näyttää planeetalle aina saman "kasvot" kuin se kiertää. Saturnuksella kestää noin 29 maavuotta kiertää aurinkoa, ja kaasujätin pyörimisakseli on kallistettu kuin maapallo, mikä tarkoittaa, että vuodenajat muuttuvat. Totta, jokainen tällainen kausi kestää yli seitsemän maapallovuotta. Jokainen heistä Titanilla on samassa aikataulussa kuin Saturnus - vuodenaikoja on yli seitsemän maapallovuotta, koko sykli kestää 29 maavuotta.

Muodostus

Tutkijat eivät ole varmoja Titanin alkuperästä.Sen ilmapiiri tarjoaa kuitenkin vihjeen. Useat NASA: n ja ESA: n Cassini-Huygens -laitteet ovat mittaaneet typpi-14- ja typpi-15-isotooppeja Titanin ilmakehässä. Instrumentit havaitsivat, että Titanin typpi-isotooppisuhteet muistuttavat eniten Oort-pilven komeettojen typpi-isotooppisuhteita, joka on satojen miljardien jääkappaleiden pallo, jonka uskotaan kiertävän aurinkoa välillä 5000 ja 100 000 AU. - noin 150 miljoonaa km. Titanin ilmakehän typpisuhde viittaa siihen, että tämän kuun rakennusosat muodostuivat aurinkokunnan historian alussa samassa kylmässä kaasu- ja pölylevyssä, joka muodosti auringon (kutsutaan protosolaariseksi sumuiksi).

Pinta

Muuten, Titanin pinta on yksi enitensamanlainen kuin maapallon paikat aurinkokunnassa, vaikka lämpötilat ovat siellä paljon alhaisemmat, ja itse "pinnoitteella" on erilainen kemiallinen koostumus. Täällä on niin kylmä (-179 ° C), että vedestä tuleva jää näyttää enemmän kiviltä. Titanilla, kuten maan päälläkin, tulivuoren toiminta on mahdollista, mutta nestemäisellä vedellä "laavaa" sulan kiven sijasta. Titanin pinta muodostuu metaani- ja etaanivirroista, jotka leikkaavat joen pohjat ja täyttävät suuret järvet nesteytetyllä maakaasulla. Mikään muu aurinkokunnan maailma kuin Maa ei ole tällaista nestemäistä toimintaa pinnallaan.

Tunnelma

Aurinkokuntamme on koti enemmänyli 150 kuuta, mutta Titan on ainutlaatuinen, koska se on ainoa tiheän ilmakehän kuu. Titanin pinnalla ilmakehän paine on noin 60% korkeampi kuin maapallolla - suunnilleen sama kuin ihminen tuntisi uidessaan noin 15 metriä maanpinnan alla meressä. Koska Titan on vähemmän massiivinen kuin Maan, sen painovoima ei pidä kaasukuortaan niin paljon, joten ilmakehä ulottuu 10 kertaa maan korkeuteen - lähes 600 km avaruuteen.

Titanin ilmakehässä on enimmäkseen typpeä(noin 95%) ja metaania (noin 5%) pienen määrän kanssa muita hiilipitoisia yhdisteitä. Metaani- ja typpimolekyylit erotetaan korkealla Titanin ilmakehässä ultraviolettivalolla auringolta ja korkean energian hiukkasilla, jotka kiihtyvät Saturnuksen magneettikentässä. Osat näistä molekyyleistä yhdistyvät muodostaen erilaisia ​​orgaanisia kemikaaleja (hiiltä ja vetyä sisältävät aineet) ja sisältävät usein typpeä, happea ja muita maapallon elämälle välttämättömiä elementtejä. Jotkut yhdisteistä, jotka muodostuvat tästä hajoamisesta ja metaanin ja typen kierrätyksestä, muodostavat eräänlaisen savusumun - paksun oranssin sumun, joka tekee kuun pinnan vaikeaksi nähdä avaruudesta. (Avaruusalukset ja teleskoopit voivat kuitenkin nähdä sumun läpi tietyillä valon aallonpituuksilla ihmissilmän ulkopuolella.)

Kuinka Titania tutkittiin ja mitkä tehtävät sitä odottavat?

"Cassini-Huygens"

Yli kymmenen vuoden ajan tilaaNASAn Cassini-avaruusalus jakoi Saturnuksen ja sen jäisten kuiden perheen ihmeet ja vei meidät hämmästyttäviin maailmoihin. Cassini toimitti matkustajan Saturnuksen kuujärjestelmään - eurooppalaiseen koettimeen Huygensiin - joka on ensimmäinen ihmisen tekemä esine, joka laskeutuu kaukaisen ulkoisen aurinkokunnan planeetalle

20 vuoden jälkeen avaruudessa, joista 13 tutkittiinSaturnus, aluksen polttoaine on loppunut. Suojellakseen planeetan kuita, NASA selitti, Cassini lähetettiin rohkeaan viimeiseen tehtävään, joka sinetöi sen kohtalon. 15. syyskuuta 2017 klo 14.55.06 Moskovan aikaa avaruusalus suoritti 20 vuotta kestäneen tehtävänsä Saturnus-järjestelmässä ja paloi kaasujätin ilmakehässä, kun hän oli onnistunut myrkyttämään viimeisimmät tiedot kaasujättiä kohti Maa. NASA lähetti avaruussondin elämän viimeiset minuutit suorana lähetyksenä.

Cassini-Huygens osoitti, että Titan on yksikaikkein maankaltaisimmat maailmat, joita olemme kohdanneet, ja heijastavat valoa kotiplaneettamme historiaan. Asia on, että Cassini oli tavallaan aikakone. Hän tunnisti prosessit, jotka todennäköisesti muokkaivat aurinkokuntamme kehitystä. Cassinin pitkä tehtävä mahdollisti tarkkailla sää- ja kausivaihteluja toisella planeetalla. Tehtävä paljasti, että Saturnuksen kuut ovat ainutlaatuisia maailmoja, jotka voivat kertoa tarinoitaan.

Cassini-Huygens osoitti, että Titan on yksikaikkein maankaltaisimmat maailmat, joita olemme kohdanneet, ja heijastavat valoa kotiplaneettamme historiaan. Asia on, että Cassini oli tavallaan aikakone. Hän tunnisti prosessit, jotka todennäköisesti muokkaivat aurinkokuntamme kehitystä. Pitkä Cassini-lähetys mahdollisti tarkkailla sää- ja kausivaihteluja toisella planeetalla. Tehtävä paljasti, että Saturnuksen kuut ovat ainutlaatuisia maailmoja, jotka voivat kertoa tarinoitaan. Lukuisat Titanin painovoiman mittaukset Cassini-avaruusaluksella ovat osoittaneet, että Kuu piilottaa maanalaisen nestemäisen veden valtameren (todennäköisesti sekoitettuna suolojen ja ammoniakin kanssa).

Euroopan avaruusjärjestön koetinHuygens mitasi myös radiosignaaleja laskeutuessaan pintaan vuonna 2005, mikä osoitti voimakkaasti 55-80 km: n valtameren läsnäoloa jäisen maan alla. Nestemäisen veden valtameren löytäminen lisää Titanin kouralliseen aurinkokuntamme maailmaan, joka voi sisältää elinympäristöä. Lisäksi Titanin nestemäisen metaanin ja etaanin joet, järvet ja meret voivat toimia elinympäristöinä kuun pinnalla, vaikka mikä tahansa siellä oleva elämä todennäköisesti eroaakin maapallon elämästä. Vaikka Titanin elämästä ei vielä ole todisteita, sen monimutkainen kemia ja ainutlaatuinen ympäristö ovat tehneet siitä paikan jatkotutkimuksille.

Sudenkorento

Kesällä 2019 NASA ilmoitti seuraavaksi kohteeksiaurinkokunnassa - Titanin ainutlaatuinen, runsaasti orgaaninen maailma. Elämän rakennuspalikoiden etsimistä varten Sudenkorento-operaatio vie useita sarjoja tutkia ja tutkia Saturnuksen jäisen kuun ympäristöä.

Dragonfly oli alun perin tarkoitus käynnistää klo2026 ja saapuminen vuonna 2034. Kuitenkin syyskuussa 2020 NASA pyysi Dragonfly-tiimiltä vaihtoehtoista laukaisuvalmiuspäivää vuonna 2027. Lähetysarkkitehtuuriin ei tarvitse tehdä muutoksia tämän uuden päivämäärän mukauttamiseksi, eikä myöhempi julkaisu vaikuta Dragonfyleen.

Roottorialus lentää kymmenissälupaavat kohteet Titanilla etsimään sekä Titanille että maapallolle yhteisiä prebioottisia kemiallisia prosesseja. Sudenkorento merkitsee NASA: n ensimmäistä lentoa moniroottorisella tiedeajoneuvolla toisella planeetalla; siinä on kahdeksan roottoria ja se lentää kuin iso drone. Se hyödyntää Titanin tiheää ilmakehää - neljä kertaa tiheämpää kuin Maan - siitä, että siitä tulee ensimmäinen ajoneuvo, joka on koskaan toimittanut kaiken tieteellisen hyötykuormansa uusiin paikkoihin, jotta pintamateriaalit ovat toistettavissa ja kohdennettu.

Titaani on analoginen hyvin varhaisen maan javoi antaa vihjeen siitä, kuinka elämä voisi syntyä planeetallamme. Dragonfly tutkii 2,7 vuoden peruskäynnin aikana monipuolista ympäristöä orgaanisista dyynistä törmäyskraatterin pohjaan, jossa nestemäistä vettä ja monimutkaisia ​​orgaanisia aineita, jotka ovat elämän avaintekijöitä, esiintyi kerran kymmenien tuhansien vuosien ajan. Hänen instrumenttinsa tutkivat kuinka pitkälle prebioottinen kemia on edennyt. He tutkivat myös Kuun ilmakehän ja pinnan, maanalaisen valtameren ja nestesäiliöiden ominaisuuksia. Lisäksi työkalut etsivät kemiallisia todisteita menneestä tai nykyisestä elämästä.

Kuinka Titan on edelleen hyödyllinen ihmiskunnalle?

Ensin tehdään selväksi, että Titan onkuu, joka muistuttaa enemmän planeettaa monin tavoin. Sillä on paksu ilmakehä, joka on noin 1,5 kertaa maapallon ilmakehän pintaan kohdistuva paine. Yhdelläkään aurinkokunnan 177 muusta satelliitista ei ole tällaista ilmapiiriä. Lisäksi Titan on ainoa paikka aurinkokunnassa maan lisäksi, jonka pinnalla on vakaita nesteitä: Titanin pinnalla on järviä ja meriä. Joten, Titan on ihana ja hyvin Maan kaltainen maailma.

Titanin tiheä ilmapiiri on hyödyllinen, koska setarkoittaa, että sinun ei tarvitse käyttää suurta avaruuspukua, kun olet Titanilla. Mutta tärkein syy, miksi pidän siitä, on yksinkertainen: Titanin ilmapiiri auttaa meitä selviytymään. Avaruudessa säteily on tappavaa. Auringon energiahiukkaset ja erityisesti galaktiset kosmiset säteet (GCR) tunkeutuvat ihmisen kudoksiin aiheuttaen syöpää ja kognitiivisia heikkenemisiä. Pysyäkseen NASA: n nykyisissä syöpäriskirajoissa, astronautit voivat matkustaa matalan maan kiertoradan (LEO) yli jopa 200 päivän ajan; matka Marsille kestää todennäköisesti yli 600 päivää. Mutta nämä tuhoavat hiukkaset eivät pääse Titanin pintaan; ne absorboivat ilmakehään, mikä tarkoittaa, että se on turvallinen ympäristö ihmisille. Marsin ilmakehä ei ole tarpeeksi tiheä tarjoamaan luotettavaa suojaa GCR: ltä ja maalta.

Titanilla asuvat ihmiset voivat kävellä (taipikemminkin pomppiminen - koska painovoima on 14 prosenttia maapallon painovoimasta, hieman vähemmän kuin Kuulla) puvuissa lämmön pitämiseksi. Titanilla on kylmä (pintalämpötila noin -290 Fahrenheit-astetta). Ja ihmisten on käytettävä hengityssuojaimia hapen hengittämiseen, koska ilmakehässä on enimmäkseen typpeä. Titanin valo on vähän hämärä, kuten juuri auringonlaskun jälkeen täällä maan päällä, johtuen tiheässä ilmakehässä olevista sumuosista. Ihmisillä, jotka asuvat samalla Titanin pallonpuoliskolla, aina Saturnusta vastapäätä, on upea näkymä rengastetulle planeetalle.

Todella hauska (ja mahdollisesti hyödyllinen)Asia on, että matalan painovoiman ja tiheän ilmapiirin ansiosta Titanin ihmiset voivat helposti lentää omalla voimallaan, kun he sitovat siipensä käsiinsä! Tulevaisuudessa ihmiset voivat mennä veneilyyn järvillä ja merillä, joita esiintyy enimmäkseen korkeammilla leveysasteilla.

Koska Titanilla on niin kylmä, kaikki vesijäätynyt - järvet ja meret koostuvat nestemäisestä metaanista ja etaanista. Näitä hiilivetyjä (esimerkiksi maakaasua täällä maan päällä) on runsaasti Titanissa - paitsi järvissä ja merissä, myös pinnalla ja ilmakehässä. Ne ovat valmiita materiaalien lähteitä rakennusmateriaalien, kuten muovien, luomiseen. Ihmiset voivat polttaa metaania energian tuottamiseksi, mahdollisesti käyttämällä ydinreaktoria veden elektrolyysiin (koska Titanin ilmakehässä ei ole metaanin polttamiseen tarvittavaa happea).

Tähtitieteilijät mittaivat äskettäinsuuri metaanimeri Titanilla. Kävi ilmi, että se on vähintään 0,3 km pitkä: tämä riittää tutkimaan sitä robotti-sukellusveneellä. Kävi ilmi, että Titanilla sijaitsevan pienen Sinusmeren syvyys on 85 m. Suurinta Krakeninmerta ei ole vielä mitattu. Molemmat säiliöt koostuvat etaanin ja metaanin seoksesta, toinen komponentti oli hallitseva. Tämä on valtava määrä energiaa.

Toinen vaihtoehto kemialliselle energialle on asetyleenin (ts. 3H2 + C2H2) hydraus; sekä vety että asetyleeni ovat läsnä Titanin ilmakehässä.

Lisäksi voimme harkita mahdollisuuttatuuliturbiinien käyttäminen vaihtoehtoisena energialähteenä. Titanin ilman tiheys on noin viisi kertaa maapallon tiheys, joten mahdollinen tuulienergia on merkittävää. Vaikka Titanin pinnalla ei ole paljon tuulta (Cassini-mittaukset osoittavat tuulen nopeuden noin 1 m / s; vertailun vuoksi tyypillinen tuulen nopeus maapallolla on noin 4 m / s), Huygens-koettimen mittaukset osoittivat tuulen nopeuden noin 20 metriä sekunnissa 40 km: n korkeudessa - tämä tarkoittaa, että kytketyt tuulivoimapuistot voivat tuottaa satoja megawattia energiaa.

Mikä on ongelma?

Jos Titan on niin hyvä ja mielenkiintoinen, niin miksi sitä ei ole vielä hallittu? Miksi suurin osa tehtävistä suunnataan Marsille ja Kuuhun? Ongelma on etäisyys.

Saturnuksen lentoaika voi vaihdella 4: stävuotta jopa lähes 7 vuotta, riippuen kiertoradan suhteesta maapalloon laukaisuhetkellä. Ilman merkittävää edistystä energiassa tämä tarkoittaisi erittäin pitkää matkaa mahdolliseen siirtokuntaan ja sieltä pois.

Lisäksi on moniaesteitä, joista vähiten tutkitaan, kuinka ihmiset elävät ja työskentelevät mikropainossa. Lisäksi ruoan kasvattaminen Titanilla käyttämällä viljelykasveja, kuten täällä maapallolla, ei ole tehokasta, kun otetaan huomioon Titanin pintaan ulottuva alempi aurinkovirta ja fotosynteesin jo alhainen hyötysuhde täällä maan päällä. Titanin ihmiset tarvitsevat biotekniikkaa ja epätavallisia tuotteita. Ehkä Titanin tulevat ihmiset pystyvät käyttämään jonkinlaista keinotekoista fotosynteesiä.

On vain odotettava tieteen läpimurtoa.

Lue lisää

Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille

Tutkijat ovat ehdottaneet Ceres-satelliitin siirtokuntaa

Katsokaa harvinaisimpia salamoita: sininen suihkukone ja tonttu, joka on otettu ISS: stä