Kuinka kaukana maasta on Titan?
Titan on Saturnuksen planeetan kuudes kuu, aurinko kuudes planeetta.
Enin
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.hän on melkein 50 % leveämpi kuin Kuu. Titan on noin 1,2 miljoonan kilometrin päässä Saturnuksesta, joka itse on noin 1,4 miljardia kilometriä Auringosta eli noin 9,5 AU. (tähtitieteelliset yksiköt). Yksi a.u. on etäisyys maasta aurinkoon. Auringon valolla kestää noin 80 minuuttia päästä Titaniin; Niiden suuren etäisyyden vuoksi auringonvalo Saturnuksella ja Titanilla on noin 100 kertaa heikompi kuin maan päällä.
Titan kestää 15 päivääja 22 tuntia täyden vallankumouksen suorittamiseen Saturnuksen ympärillä. Kuten Maan Kuu, Titan näyttää aina samat "kasvot" planeetalle kiertäessään. Saturnuksella kestää noin 29 Maan vuotta kiertääkseen aurinkoa, ja kaasujättiläisen pyörimisakseli on vinossa kuten Maan, mikä tarkoittaa, että vuodenajat vaihtuvat. Totta, jokainen tällainen kausi kestää yli seitsemän maallista vuotta. Jokainen niistä on Titanilla samassa aikataulussa kuin Saturnus - vuodenajat kestävät yli seitsemän maavuotta, täysi sykli kestää 29 maavuotta.
Muodostus
Tiedemiehet eivät ole varmoja Titanin alkuperästä.Sen ilmapiiri kuitenkin antaa vihjeen. Useat NASAn ja ESA:n Cassini-Huygensin instrumentit mittasivat isotooppeja typpi-14 ja typpi-15 Titanin ilmakehässä. Laitteet havaitsivat, että typen isotooppien suhde Titanilla on eniten samanlainen kuin typen isotooppien suhde Oort-pilven komeetoissa, satojen miljardien jäisten kappaleiden pallossa, jonka uskotaan kiertävän Aurinkoa 5 000 - 100 000 AU:n etäisyydellä. - noin 150 miljoonaa km. Titanin ilmakehän typen suhde viittaa siihen, että tämän kuun rakennuspalikat muodostuivat aurinkokunnan historian alussa samassa kylmässä kaasu- ja pölylevyssä, joka muodostivat auringon (ns. protosolaarisumu),
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 kuuperheen ihmeet ja vei meidät ihmeellisiin maailmoihin. Cassini toimitti matkustajan Saturnuksen kuujärjestelmään - eurooppalaisen Huygens-luotaimen - ensimmäisen keinotekoisen esineen, joka laskeutui kaukaisen 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 yksiMaan kaltaisimpia maailmoja, joita olemme kohdanneet, ja valaisevat kotiplaneettamme historiaa. Tosiasia on, että Cassini oli tietyssä mielessä aikakone. Hän tunnisti prosessit, jotka todennäköisesti muokkasivat aurinkokuntamme kehitystä. Cassinin pitkä tehtävä mahdollisti sään ja vuodenaikojen muutosten havainnoinnin toisella planeetalla. Tehtävä osoitti, että Saturnuksen kuut ovat ainutlaatuisia maailmoja, joilla on omat tarinansa kerrottavana.
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 luotainHuygens mittasi myös radiosignaaleja laskeutuessaan maan pinnalle vuonna 2005, mikä antoi vahvan todisteen valtamerestä 55–80 km jäisen maan alla. Maailmanlaajuisen nestemäisen veden valtameren löytäminen lisää Titanin niihin aurinkokuntamme maailmoihin, joissa voisi mahdollisesti olla asumiskelpoinen ympäristö. Lisäksi Titanin joet, järvet ja nestemäisen metaanin ja etaanin meret voisivat toimia asumiskelpoisina ympäristöinä kuun pinnalla, vaikka mikä tahansa elämä siellä olisi todennäköisesti hyvin erilaista kuin elämä maapallolla. Vaikka Titanilla ei ole vielä todisteita elämästä, sen monimutkainen kemia ja ainutlaatuinen ympäristö ovat tehneet siitä lisätutkimuksen kohteen.
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.
Dragonflyn oli alun perin tarkoitus julkaista2026 ja saapuminen 2034. Syyskuussa 2020 NASA kuitenkin pyysi Dragonfly-tiimiä selventämään vaihtoehtoista laukaisuvalmiuspäivää 2027. Tehtäväarkkitehtuuriin ei vaadita muutoksia tämän uuden päivämäärän huomioon ottamiseksi, eikä myöhempänä ajankohtana julkaiseminen vaikuta Dragonflyn toimintaan.
Roottorialukset lentää kymmeniälupaavat paikat Titanilla etsimään prebioottisia kemiallisia prosesseja, jotka ovat yhteisiä sekä Titanille että maapallolle. Dragonfly merkitsee NASAn ensimmäistä usean roottorin tiedeajoneuvon lentoa toisella planeetalla; siinä on kahdeksan roottoria ja se lentää kuin suuri drone. Se hyödyntää Titanin tiheää ilmakehää – neljä kertaa Maata tiheämpää – tullakseen ensimmäiseksi ajoneuvoksi, joka kuljettaa koko tieteellisen hyötykuorman uusiin paikkoihin, jotta pintamateriaaleja voidaan toistaa ja kohdentaa.
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?
Tehdään ensin selväksi, että Titan onkuu, joka on monella tapaa enemmän kuin planeetta. Sen paksu ilmakehä on noin 1,5 kertaa Maan ilmakehän pinnan paine. Yhdelläkään aurinkokunnan 177 muusta satelliitista ei ole tällaista ilmakehää. Lisäksi Titan on maapallon lisäksi ainoa paikka aurinkokunnassa, jonka pinnalla on stabiileja nesteitä: Titanin pinnalla on järviä ja meriä. Joten, Titan on upea ja hyvin samanlainen maailma kuin Maa.
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 hyppää — koska painovoima on 14 prosenttia Maan, hieman vähemmän kuin Kuu) puvut pitääkseen lämpimänä. Titan on kylmä (pintalämpötila on noin -290 astetta Fahrenheit). Ja ihmisten on käytettävä hengityssuojaimia hengittääkseen happea, koska ilmakehä on enimmäkseen typpeä. Titanin valo on hieman himmeä, kuten juuri auringonlaskun jälkeen täällä maan päällä, koska tiheässä ilmakehässä on sumuhiukkasia. Ihmiset, jotka asuvat yhdellä Titanin pallonpuoliskolla aina Saturnusta kohti, saavat upeat näkymät rengasmaiseen planeettaan.
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 Titan on niin kylmä, kaikki vesijäässä – järvet ja meret koostuvat nestemäisestä metaanista ja etaanista. Näitä hiilivetyjä (kuten maakaasua täällä maan päällä) on runsaasti Titanilla - ei vain järvissä ja merissä, vaan pinnalla ja ilmakehässä. Ne tarjoavat valmiin materiaalilähteen rakennusmateriaalien, kuten muovien, luomiseen. Ihmiset voisivat polttaa metaania energiaksi, ehkä käyttämällä ydinreaktoria veden elektrolysoimiseen (koska Titanin ilmakehä ei sisällä happea, jota tarvitsemme metaanin polttamiseen).
Äskettäin tähtitieteilijät mittasivat syvyyttäsuuri metaanimeri Titanilla. Kävi ilmi, että se on vähintään 0,3 km: tämä riittää tutkimaan sitä robottisukellusveneellä. Kävi ilmi, että Titanilla sijaitsevan pienen Sinusmeren syvyys on 85 metriä. Mutta Krakenin suurinta merta ei ole vielä mitattu. Molemmat säiliöt koostuvat etaanin ja metaanin seoksesta, joista toinen on hallitseva komponentti. 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 mahdollisuuttatuulivoimaloiden käyttö vaihtoehtoisena energialähteenä. Ilman tiheys Titanilla on noin viisi kertaa suurempi kuin maan päällä, joten potentiaalinen tuulienergia on merkittävä. Vaikka Titanin pinnalla ei juurikaan ole tuulta (Cassinin mittaukset osoittavat tuulen nopeudeksi noin 1 m/s; vertailun vuoksi tyypilliset tuulennopeudet maapallolla ovat noin 4 m/s), Huygensin mittaukset osoittivat tuulen nopeudeksi noin 20 metriä sekunnissa klo. 40 km:n korkeus tarkoittaa, että sidotut ilmatuulipuistot 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 voitettavaa on paljonesteitä, joista vähiten on oppia kuinka ihmiset elävät ja työskentelevät mikrogravitaatiossa. Lisäksi ruuan kasvattaminen Titanilla viljelykasveilla, kuten me täällä maan päällä, ei olisi tehokasta, kun otetaan huomioon Titanin pintaan pääsevän aurinkoenergian pienempi virta ja fotosynteesin jo ennestään alhainen tehokkuus täällä maan päällä. Ihmiset Titanilla tarvitsevat bioteknologiaa ja epätavanomaisia tuotteita. Ehkä tulevat ihmiset Titanilla voivat käyttää 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