Milyen messze van a Föld a Titántól?
A Titan a Szaturnusz bolygó hatodik holdja, a Naptól hatodik bolygó.
Legtöbb
Ez az óriási hold az egyetlen holdSűrű légkörű naprendszer. Ezenkívül a Földön kívül ez az egyetlen világ, amelynek felszínén folyók, tavak és tengerek találhatók. A Földhöz hasonlóan a Titan légköre is elsősorban nitrogénből és kis mennyiségű metánból áll. Ez az egyetlen hely a Naprendszerben, a Földön kívül, ahol, mint tudják, a folyadékok ismerős körforgása zajlik. A felhőkből a hold felszínére hullanak, és megtöltik a tavakat és a tengereket, majd elpárolognak és elpárolognak az égbe. Azt is feltételezik, hogy a Titánnak van egy jég alatti része, amely sótartalmában hasonló a Holt-tengerhez.
Méret és távolság
A Titán sugara körülbelül 2575 kilométer.már majdnem 50%-kal szélesebb, mint a Hold. A Titán körülbelül 1,2 millió km-re van a Szaturnusztól, amely maga körülbelül 1,4 milliárd km-re van a Naptól, vagyis körülbelül 9,5 AU. (csillagászati egységek). Egy a.u. a Föld és a Nap távolsága. A Nap fényének körülbelül 80 perc alatt éri el a Titánt; Nagy távolságuk miatt a Szaturnusz és a Titán napfénye körülbelül 100-szor gyengébb, mint a Földön.
A Titan 15 napot vesz igénybeés 22 óra a Szaturnusz körüli teljes forradalom befejezéséhez. A Föld Holdjához hasonlóan a Titán is mindig ugyanazt az "arcát" mutatja a bolygónak, ahogy kering. A Szaturnusznak körülbelül 29 földi évre van szüksége, hogy megkerülje a Napot, és a gázóriás forgástengelye a Földhöz hasonlóan ferde, vagyis az évszakok változnak. Igaz, minden ilyen évszak több mint hét földi évig tart. Mindegyikük a Titánon ugyanazon az ütemezésen van, mint a Szaturnuszon – az évszakok több mint hét földi évig tartanak, egy teljes ciklus 29 földi évet vesz igénybe.
Képződés
A tudósok nem biztosak a Titán eredetében.A légköre azonban támpontot ad. Számos NASA és ESA Cassini-Huygens műszer mérte a nitrogén-14 és nitrogén-15 izotópokat a Titán légkörében. A műszerek megállapították, hogy a Titánon a nitrogénizotópok aránya leginkább az Oort-felhőből származó üstökösök nitrogénizotópjainak arányához hasonlít, amely több százmilliárdnyi jeges testből álló gömb 5000-100000 AU távolságra kering a Nap körül. - körülbelül 150 millió km. A nitrogén aránya a Titán légkörében arra utal, hogy ennek a holdnak az építőkövei a Naprendszer történetének korai szakaszában ugyanabban a hideg gáz- és porkorongban keletkeztek, mint a létrehozta a Napot (az úgynevezett protoszoláris ködöt),
Felület
Egyébként a Titan felülete az egyik leginkábbhasonló a Föld helyeihez a Naprendszerben, bár az ottani hőmérséklet sokkal alacsonyabb, és maga a "bevonat" is más kémiai összetételű. Olyan hideg van itt (-179 ° C), hogy a vízből származó jég inkább sziklákra hasonlít. A Titánon, akárcsak a Földön, vulkáni tevékenység is lehetséges, de folyékony vízzel "láva" van az olvadt kőzet helyett. A Titan felszínét metán- és etánáramok alkotják, amelyek elvágják a medreket, és a nagy tavakat cseppfolyósított földgázzal töltik meg. A Naprendszer egyetlen más világának, a Földön kívül, nincs ilyen folyékony aktivitása a felszínén.
Légkör
Naprendszerünk többnek ad otthontmint 150 hold, de a Titan egyedülálló, mivel ez az egyetlen sűrű légkörű hold. A Titan felszínén a légköri nyomás körülbelül 60% -kal magasabb, mint a Földön - körülbelül ugyanolyan, mint amit egy ember érezne, ha a felszín alatt 15 métert úszna a Föld óceánjában. Mivel a Titan kevésbé masszív, mint a Föld, gravitációja nem tartja annyira gázhéját, így a légkör a Föld 10-szeres magasságáig terjed - csaknem 600 km-re az űrbe.
A Titan légköre többnyire nitrogén(kb. 95%) és metán (kb. 5%) kis mennyiségű egyéb szénben gazdag vegyülettel együtt. A Titan légkörében magasan található metán- és nitrogénmolekulákat ultraibolya fény választja el a Naptól, és a nagy energiájú részecskék felgyorsulnak a Szaturnusz mágneses mezőjében. Ezen molekulák részei rekombinálódva különféle szerves vegyi anyagokat (szenet és hidrogént tartalmazó anyagokat) alkotnak, és gyakran tartalmaznak nitrogént, oxigént és más, a Föld életéhez nélkülözhetetlen elemeket. A metán és a nitrogén ezen bomlásából és újrafeldolgozásából képződött vegyületek egy része egyfajta szmogot hoz létre - vastag narancssárga köd, amely megnehezíti a Hold felszínének az űrből való megjelenését. (Az űrhajók és a távcsövek azonban át tudnak látni párát az emberi szemen túli fény bizonyos hullámhosszain.)
Hogyan tanulmányozták a Titant és milyen küldetések várnak rá?
"Cassini-Huygens"
Több mint tíz éve térA NASA Cassini űrszondája megosztotta a Szaturnusz és jeges holdcsaládjának csodáit, és csodálatos világokba vitt minket. A Cassini utast szállított a Szaturnusz holdrendszerébe - az európai Huygens szondába - az első mesterséges objektum, amely a távoli külső naprendszer bolygóján landolt
20 űrben töltött év után, ebből 13-at fedeztek felSzaturnusz, a hajónak elfogyott az üzemanyaga. A bolygó holdjainak védelme érdekében a NASA elmagyarázta, hogy Cassinit merész végső küldetésre küldték, amely megpecsételte a sorsát. 2017. szeptember 15-én, moszkvai idő szerint 14: 55: 06-kor az űrszonda befejezte 20 éves misszióját a Szaturnusz rendszerben, és a gázóriás légkörében felégett, miután sikerült megmérgezni a gázóriás legfrissebb adatait Föld. A NASA élőben közvetítette az űrszonda életének utolsó perceit.
Cassini-Huygens megmutatta, hogy a Titan az egyika leginkább Földhöz hasonló világok, amelyekkel találkoztunk, és rávilágít szülőbolygónk történetére. A helyzet az, hogy a Cassini bizonyos értelemben időgép volt. Olyan folyamatokat azonosított, amelyek valószínűleg befolyásolták naprendszerünk fejlődését. A Cassini hosszú küldetése lehetővé tette az időjárás és a szezonális változások megfigyelését egy másik bolygón. A küldetés megmutatta, hogy a Szaturnusz holdjai egyedi világok, amelyeknek saját történetük van elmesélni.
Cassini-Huygens megmutatta, hogy a Titan az egyika Földhöz hasonló világok, amelyekkel találkoztunk, és fényt derítettek otthoni bolygónk történetére. A lényeg az, hogy Cassini bizonyos értelemben időgép volt. Meghatározta azokat a folyamatokat, amelyek valószínűleg alakították Naprendszerünk fejlődését. A hosszú Cassini-küldetés lehetővé tette az időjárás és az évszakos változások megfigyelését egy másik bolygón. A küldetés során kiderült, hogy a Szaturnusz holdjai egyedülálló világok, amelyek elmesélhetik történeteiket. A Titan gravitációjának számos mérése a Cassini űrhajóval kimutatta, hogy a Hold egy folyékony víz (valószínűleg sókkal és ammóniával kevert) föld alatti óceánt rejt.
Európai Űrügynökség szondaHuygens rádiójeleket is mért 2005-ben, amikor a felszínre ereszkedett, ami határozott bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a jeges talaj alatt 55–80 km-re óceán található. A folyékony víz globális óceánjának felfedezése hozzáadja a Titánt Naprendszerünk azon maroknyi világához, amelyek potenciálisan lakható környezetnek adnak otthont. Ezenkívül a Titán folyói, tavai és folyékony metánból és etánból álló tengerei lakható környezetként szolgálhatnak a Hold felszínén, bár az ottani élet valószínűleg nagyon különbözik a földi élettől. Noha még nincs bizonyíték a Titán életére, összetett kémiája és egyedülálló környezete további kutatások célpontjává tette.
Szitakötő
2019 nyarán a NASA bejelentette, hogy a következő célponta Naprendszerben - a Titan egyedülálló, gazdagon szerves világa. Az élet építőköveinek keresését elősegítve a Szitakötő misszió többszörös megmérettetéssel fedezi fel a Szaturnusz jeges holdja körüli területeket.
Eredetileg a Dragonfly indulását tervezték volna2026-ban és érkezés 2034-ben. 2020 szeptemberében azonban a NASA felkérte a Dragonfly csapatát, hogy pontosítsanak egy alternatív, 2027-es kilövési készenléti dátumot. Ennek az új dátumnak a figyelembevételéhez nem lesz szükség a küldetés architektúrájának módosítására, és a későbbi indítás nem lesz hatással a Dragonfly működésére.
A forgószárnyas repülőgép tucatnyian fog repülniígéretes helyszínek a Titánon a Titánban és a Földön egyaránt közös prebiotikus kémiai folyamatok keresésében. A Dragonfly a NASA első többrotoros tudományos járműrepülését jelzi egy másik bolygón; nyolc rotorral rendelkezik, és úgy repül, mint egy nagy drón. Kihasználja majd a Titán sűrű atmoszféráját – négyszer sűrűbb, mint a Föld –, és ez lesz az első jármű, amely teljes tudományos rakományát új helyekre szállítja, hogy megismételhető és célzott hozzáférést biztosítson a felszíni anyagokhoz.
A titán analóg a nagyon korai Földdel ésnyomot adhat arról, hogy az élet miként jöhet létre bolygónkon. 2,7 éves bázis küldetése során a Dragonfly változatos környezetet fog felkutatni a szerves dűnéktől a becsapódási kráter aljáig, ahol folyékony víz és összetett szerves anyagok az élet kulcsában valaha együtt éltek talán több tízezer évig. Műszerei azt vizsgálják, hogy a prebiotikus kémia milyen mértékben fejlődött. Megvizsgálják a Hold légkörének és felszínének, felszín alatti óceánjának és folyadéktartályainak tulajdonságait is. Ezen felül az eszközök megkeresik a múlt vagy a jelen életének kémiai bizonyítékait.
Hogyan lesz a Titan még mindig hasznos az emberiség számára?
Először is tisztázzuk, hogy a Titán azegy hold, amely sok szempontból inkább egy bolygóhoz hasonlít. Vastag atmoszférája van, amely körülbelül 1,5-szerese a Föld légkörének felszíni nyomásának. A Naprendszer 177 másik műholdja közül egyiknek sincs ilyen atmoszférája. Ráadásul a Titán a Földön kívül az egyetlen hely a Naprendszerben, ahol stabil folyadékok vannak a felszínen: a Titán felszínén tavak és tengerek találhatók. Tehát a Titán egy csodálatos és a Földhöz nagyon hasonló világ.
A Titan sűrű légköre azért hasznos, mert azazt jelenti, hogy nem kell terjedelmes űrruhát viselnie, amikor a Titan-on van. De a fő ok, amiért szeretem, egyszerű: a Titan légköre segít túlélni. Az űrben a sugárzás halálos. A Nap energiarészecskéi és különösen a galaktikus kozmikus sugarak (GCR) behatolnak az emberi szövetekbe, rákot és kognitív károsodást okozva. A NASA jelenlegi rákkockázati határain belül maradva az űrhajósok akár 200 napig is utazhatnak az alacsony földi pályán (LEO); egy Mars-utazás valószínűleg több mint 600 napot vesz igénybe. De ezek a romboló részecskék nem juthatnak el a Titan felszínére; elnyeli őket a légkör, ami azt jelenti, hogy biztonságos környezet az emberek számára. A Mars légköre nem elég sűrű ahhoz, hogy megbízható védelmet nyújtson a GCR és a Föld ellen.
A Titánon élő emberek tudnak járni (vagyinkább ugorj — mivel a gravitáció a Föld 14 százaléka, valamivel kevesebb, mint a Hold) öltönyt viselnek a melegen tartás érdekében. A Titán hideg (felszíni hőmérséklete körülbelül -290 Fahrenheit fok). És az embereknek légzőkészüléket kell viselniük ahhoz, hogy oxigént lélegezzenek, mivel a légkör többnyire nitrogénből áll. A Titán fénye kissé halvány, mint naplemente után itt a Földön, a sűrű légkörben lévő ködrészecskék miatt. A Titán egyik féltekén élő emberek, mindig a Szaturnusz felé néznek, csodálatos kilátást fognak nyújtani a gyűrűs bolygóra.
Nagyon vicces (és potenciálisan hasznos)A helyzet az, hogy az alacsony gravitációnak és a sűrű légkörnek köszönhetően a Titanon tartózkodó emberek könnyedén repülhetnek saját erejük alatt, ha a szárnyaikat a kezükre kötik! A jövőben az emberek csónakázhatnak tavakon és tengereken, amelyek többnyire magasabb szélességi fokokon vannak.
Mert a Titán olyan hideg, az összes vízbefagyott – a tavak és a tengerek folyékony metánból és etánból állnak. Ezek a szénhidrogének (mint a földgáz itt a Földön) bőségesen találhatók a Titánon – nem csak a tavakban és tengerekben, hanem a felszínen és a légkörben is. Kész anyagforrást biztosítanak építőanyagok, például műanyagok készítéséhez. Az emberek metánt égethetnek energiaként, esetleg atomreaktort használva a víz elektrolízisére (mivel a Titán légköre nem tartalmazza a metán elégetéséhez szükséges oxigént).
A közelmúltban a csillagászok megmérték a mélységéthatalmas metántenger a Titánon. Kiderült, hogy ez legalább 0,3 km: ez elég egy robot-tengeralattjárón történő tanulmányozáshoz. Kiderült, hogy a Titánon található kis Sinus-tenger mélysége 85 m a Kraken-tengert még nem mérték. Mindkét tározó etán és metán keverékéből áll, a második komponens túlsúlyban van. Ez hatalmas mennyiségű energia.
A kémiai energia másik lehetősége az acetilén hidrogénezése (azaz 3H2 + C2H2); mind a hidrogén, mind az acetilén jelen van a Titan légkörében.
Ezen kívül megfontolhatjuk a lehetőségetszélturbinák használata alternatív energiaforrásként. A levegő sűrűsége a Titánon körülbelül ötször nagyobb, mint a Földön, így a potenciális szélenergia jelentős. Bár a Titán felszínén nem nagyon fúj a szél (a Cassini mérései körülbelül 1 m/s-os szélsebességet mutatnak; összehasonlításképpen a Földön a jellemző szélsebesség körülbelül 4 m/s), a Huygens mérései szerint a szél körülbelül 20 méter per második a magasságban A 40 km-es távolság azt jelenti, hogy a lekötött légi szélerőművek több száz megawatt energiát tudnak termelni.
Mi a probléma?
Ha a Titan olyan jó és érdekes, akkor miért nem sikerült még elsajátítani? Miért irányítják a legtöbb küldetést a Marsra és a Holdra? A probléma a távolság.
A Szaturnuszig tartó repülési idő 4-től változhatév, majdnem 7 év, attól függően, hogy az induláskor a Föld körüli pálya milyen viszonyban van. Jelentős energetikai előrelépés nélkül ez rendkívül hosszú utat jelentene bármely potenciális kolóniába.
Ezen túlmenően sok mindent le kell küzdeniakadályok, amelyek közül nem utolsósorban annak megtanulása, hogyan fognak élni és dolgozni az emberek mikrogravitációban. Ezen túlmenően, a Titánon az élelmiszerek termesztése haszonnövények felhasználásával, ahogy itt a Földön nem lenne hatékony, tekintettel a Titán felszínét érő napenergia kisebb fluxusára és a fotoszintézis már amúgy is alacsony hatékonyságára itt a Földön. A Titan embereinek biotechnológiára és nem szokványos termékekre lesz szükségük. Talán a jövő emberei a Titánon képesek lesznek valamilyen mesterséges fotoszintézist használni.
Már csak a tudomány áttörésére kell várni.
Olvass tovább
Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak
A tudósok javaslatot tettek a Ceres műhold gyarmatosítására
Nézze meg a legritkább villámokat: az ISS-től vett kék sugár és manó