Cik tālu no Zemes atrodas Titāns?
Titāns ir Saturnas planētas sestais mēness, sestā planēta no Saules.
Lielākā daļa
Šis milzu mēness ir vienīgais mēnesisSaules sistēma ar blīvu atmosfēru. Turklāt šī ir vienīgā pasaule bez Zemes, uz kuras virsmas ir upes, ezeri un jūras. Tāpat kā Zeme, arī Titāna atmosfēru veido galvenokārt slāpeklis un neliels daudzums metāna. Šī ir vienīgā vieta Saules sistēmā, izņemot Zemi, kur, kā jūs zināt, ir pazīstams šķidrumu cikls. No mākoņiem tie nokrīt uz mēness virsmas un piepilda ezerus un jūras, un pēc tam iztvaiko un iztvaiko atpakaļ debesīs. Tiek arī uzskatīts, ka Titānam ir zemledus okeāns, kura sāļums ir līdzīgs Nāves jūrai.
Izmērs un attālums
Titāna rādiuss ir aptuveni 2575 kilometri.viņš ir gandrīz 50% platāks nekā Mēness. Titāns atrodas aptuveni 1,2 miljonu km attālumā no Saturna, kas pats atrodas aptuveni 1,4 miljardu km attālumā no Saules jeb aptuveni 9,5 AU. (astronomiskās vienības). Viens a.u. ir attālums no Zemes līdz Saulei. Saules gaismai ir nepieciešamas apmēram 80 minūtes, lai sasniegtu Titānu; Lielā attāluma dēļ saules gaisma uz Saturna un Titāna ir aptuveni 100 reizes vājāka nekā uz Zemes.
Titan aizņem 15 dienasun 22 stundas, lai pabeigtu pilnu apgriezienu ap Saturnu. Tāpat kā Zemes Mēness, arī Titāns vienmēr rāda planētai vienu un to pašu "seju", kad tā riņķo. Saturnam ir nepieciešami aptuveni 29 Zemes gadi, lai riņķotu ap Sauli, un gāzes giganta rotācijas ass ir sasvērta tāpat kā Zemei, kas nozīmē, ka gadalaiki mainās. Tiesa, katra šāda sezona ilgst vairāk nekā septiņus zemes gadus. Katrs no tiem uz Titāna atrodas pēc tāda paša grafika kā Saturns – gadalaiki ilgst vairāk nekā septiņus Zemes gadus, pilns cikls aizņem 29 Zemes gadus.
Veidošanās
Zinātnieki nav pārliecināti par Titāna izcelsmi.Tomēr tās atmosfēra sniedz pavedienu. Vairāki NASA un ESA Cassini-Huygens instrumenti izmērīja slāpekļa-14 un slāpekļa-15 izotopus Titāna atmosfērā. Instrumenti atklāja, ka slāpekļa izotopu attiecība uz Titāna ir vislīdzīgākā slāpekļa izotopu attiecībai komētās no Ortas mākoņa, kas ir simtiem miljardu ledus ķermeņu sfēra, kas, domājams, riņķo ap Sauli 5000 līdz 100 000 AU attālumā. - aptuveni 150 miljoni km. Slāpekļa attiecība Titāna atmosfērā liecina, ka šī mēness būvmateriāli veidojās Saules sistēmas vēstures sākumā tajā pašā aukstajā gāzes un putekļu diskā, kas veidoja Sauli (tā saukto protosolārais miglājs),
Virsma
Starp citu, Titāna virsma ir viena no visvairāklīdzīgi kā Zemes vietas Saules sistēmā, kaut arī temperatūra tur ir daudz zemāka, un pašam "pārklājumam" ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs. Šeit ir tik auksts (-179 ° C), ka ledus no ūdens drīzāk izskatās pēc akmeņiem. Titānā, tāpat kā uz Zemes, vulkāniskā aktivitāte ir iespējama, bet ar šķidru ūdeni izkausēta ieža vietā "lava". Titāna virsmu veido metāna un etāna plūsmas, kas sagriež upju gultnes un lielos ezerus piepilda ar sašķidrinātu dabasgāzi. Neviena cita Saules sistēmas pasaule, izņemot Zemi, uz tās virsmas nav tik šķidra.
Atmosfēra
Mūsu Saules sistēma ir mājvieta vairāknekā 150 pavadoņi, bet Titāns ir unikāls ar to, ka tas ir vienīgais mēness ar blīvu atmosfēru. Titāna virspusē atmosfēras spiediens ir par aptuveni 60% augstāks nekā uz Zemes - apmēram tāds pats kā cilvēks justos, ja uz Zemes okeānā peldētu apmēram 15 metrus zem virsmas. Tā kā Titāns ir mazāk masīvs nekā Zeme, tā gravitācija neuztur tik daudz gāzes apvalka, tāpēc atmosfēra sniedzas līdz augstumam, kas ir 10 reizes lielāks nekā Zeme - gandrīz 600 km kosmosā.
Titāna atmosfērā pārsvarā ir slāpeklis(apmēram 95%) un metānu (apmēram 5%) ar nelielu daudzumu citu ar oglekli bagātu savienojumu. Augsti Titāna atmosfērā metāna un slāpekļa molekulas atdala ultravioletā gaisma no Saules un Saturna magnētiskajā laukā paātrinātas augstas enerģijas daļiņas. Šo molekulu daļas rekombinējas, veidojot dažādas organiskas ķīmiskas vielas (vielas, kas satur oglekli un ūdeņradi), un bieži vien tajā ietilpst slāpeklis, skābeklis un citi dzīvībai uz Zemes būtiski elementi. Daži no savienojumiem, kas izveidojušies, sadaloties un pārstrādājot metānu un slāpekli, rada sava veida smogu - biezu oranžu dūmaku, kas Mēness virsmu apgrūtina no kosmosa. (Tomēr kosmosa kuģi un teleskopi var redzēt miglu noteiktos gaismas viļņu garumos ārpus cilvēka acs.)
Kā tika pētīts Titāns un kādas misijas to gaida?
"Cassini-Huygens"
Vairāk nekā desmit gadus kosmossNASA kosmosa kuģis Cassini dalījās ar Saturna un tā ledus pavadoņu ģimenes brīnumiem, aizvedot mūs uz brīnišķīgām pasaulēm. Cassini nogādāja Saturna mēness sistēmā pasažieri - Eiropas zondi Huygens - pirmo mākslīgo objektu, kas nolaidās uz planētas tālajā ārējā Saules sistēmā
Pēc 20 gadiem kosmosā, no kuriem 13 izpētītiSaturns, kuģim ir beigusies degviela. Lai pasargātu planētas pavadoņus, NASA paskaidroja, Kasīni tika nosūtīts drosmīgā pēdējā misijā, kas apzīmogoja tās likteni. 2017. gada 15. septembrī pulksten 14:55:06 pēc Maskavas laika kosmosa kuģis pabeidza 20 gadu misiju Saturna sistēmā un sadega gāzes giganta atmosfērā, jo bija izdevies saindēt jaunākos datus par gāzes gigantu, lai Zeme. NASA tiešraidē pārraidīja kosmosa zondes dzīves pēdējās minūtes.
Cassini-Huygens parādīja, ka Titāns ir viens noZemei līdzīgākās pasaules, ar kurām esam sastapušies, un izgaismo mūsu dzimtās planētas vēsturi. Fakts ir tāds, ka Cassini savā ziņā bija laika mašīna. Viņš identificēja procesus, kas, iespējams, veidoja mūsu Saules sistēmas attīstību. Cassini ilgā misija ļāva novērot laikapstākļus un sezonālās izmaiņas uz citas planētas. Misija parādīja, ka Saturna pavadoņi ir unikālas pasaules ar saviem stāstiem.
Kasīni-Huigenss parādīja, ka Titāns ir viens noviszemei līdzīgākās pasaules, ar kurām mēs esam sastapušies, un izgaismojuši savas mājas planētas vēsturi. Lieta ir tāda, ka Kasīni savā ziņā bija laika mašīna. Viņš identificēja procesus, kas, iespējams, ietekmēja mūsu Saules sistēmas attīstību. Garā Cassini misija ļāva novērot laika apstākļus un sezonas izmaiņas uz citas planētas. Misija atklāja, ka Saturna pavadoņi ir unikālas pasaules, kas var pastāstīt savus stāstus. Neskaitāmi Titāna smaguma mērījumi, izmantojot kosmosa kuģi Cassini, parādīja, ka Mēness slēpj šķidrā ūdens pazemes okeānu (iespējams, sajauktu ar sāļiem un amonjaku).
Eiropas Kosmosa aģentūras zondeHuigenss arī mērīja radiosignālus, kad tas nolaidās virszemē 2005. gadā, kas sniedza pārliecinošus pierādījumus par okeānu, kas atrodas 55–80 km zem ledainās zemes. Globālā šķidrā ūdens okeāna atklāšana pievieno Titānu dažām mūsu Saules sistēmas pasaulēm, kurās potenciāli varētu būt apdzīvojama vide. Turklāt Titāna upes, ezeri un šķidrā metāna un etāna jūras varētu kalpot kā apdzīvojama vide uz Mēness virsmas, lai gan jebkura dzīvība tur varētu ļoti atšķirties no dzīvības uz Zemes. Lai gan vēl nav pierādījumu par dzīvi uz Titāna, tā sarežģītā ķīmija un unikālā vide ir padarījusi to par galamērķi turpmākiem pētījumiem.
Spāre
2019. gada vasarā NASA paziņoja, ka nākamais mērķisSaules sistēmā - unikālā, bagātīgi organiskā Titāna pasaule. Turpinot dzīves celtniecības elementu meklējumus, Dragonfly misija prasīs vairākus pasākumus, lai izpētītu un izpētītu teritorijas ap Saturna ledaino mēnesi.
Sākotnēji bija paredzēts palaist Dragonfly2026 ar un ierašanās 2034. gadā. Tomēr 2020. gada septembrī NASA lūdza Dragonfly komandai precizēt alternatīvu palaišanas gatavības datumu 2027. gadā. Lai pielāgotos šim jaunajam datumam, misijas arhitektūra nebūs jāmaina, un palaišana vēlāk neietekmēs Dragonfly darbību.
Rotorplāksne lidos desmitiemdaudzsološas vietas uz Titāna, meklējot prebiotiskos ķīmiskos procesus, kas kopīgi gan Titānam, gan Zemei. Dragonfly iezīmē NASA pirmo vairāku rotoru zinātnisko transportlīdzekļu lidojumu uz citas planētas; tam ir astoņi rotori un tas lido kā liels drons. Tas izmantos Titāna blīvās atmosfēras priekšrocības, kas ir četras reizes blīvākas nekā Zeme, lai kļūtu par pirmo transportlīdzekli, kas jebkad nogādās visu savu zinātnisko kravu uz jaunām vietām, lai nodrošinātu atkārtotu un mērķtiecīgu piekļuvi virsmas materiāliem.
Titāns ir analogs ļoti agrīnai Zemei unvar sniegt pavedienu tam, kā dzīve varētu rasties uz mūsu planētas. Savas 2,7 gadus ilgās bāzes misijas laikā Dragonfly izpētīs daudzveidīgu vidi, sākot no organiskām kāpām līdz trieciena krātera apakšai, kur šķidrs ūdens un sarežģīti organiski materiāli, kas kādreiz ir dzīvojuši, pastāvēja līdzās desmitiem tūkstošu gadu. Viņa instrumenti pētīs, cik tālu ir progresējusi prebiotiskā ķīmija. Viņi arī pētīs Mēness atmosfēras un virsmas, tā pazemes okeāna un šķidruma rezervuāru īpašības. Turklāt rīki meklēs ķīmiskus pierādījumus par iepriekšējo vai pašreizējo dzīvi.
Kā Titāns joprojām būs noderīgs cilvēcei?
Vispirms liksim skaidri pateikt, ka Titāns irmēness, kas daudzējādā ziņā līdzinās planētai. Tam ir bieza atmosfēra, kas aptuveni 1,5 reizes pārsniedz spiedienu Zemes atmosfēras virsmā. Nevienam no 177 citiem Saules sistēmas satelītiem nav tādas atmosfēras. Turklāt Titāns ir vienīgā vieta Saules sistēmā, izņemot Zemi, uz kuras virsmas ir stabili šķidrumi: uz Titāna virsmas ir ezeri un jūras. Tātad Titāns ir brīnišķīga un Zemei ļoti līdzīga pasaule.
Titāna blīvā atmosfēra ir noderīga, jo tānozīmē, ka, braucot uz Titāna, jums nav jāvalkā apjomīgs skafandrs. Bet galvenais iemesls, kāpēc man tas patīk, ir vienkāršs: Titāna atmosfēra palīdzēs mums izdzīvot. Kosmosā radiācija ir nāvējoša. Enerģijas daļiņas no Saules un it īpaši galaktiskie kosmiskie stari (GCR) iekļūst cilvēka audos, izraisot vēzi un kognitīvos traucējumus. Lai uzturētos NASA pašreizējās vēža riska robežās, astronauti var ceļot ārpus Zemes Zemes orbītas (LEO) pat 200 dienas; ceļojums uz Marsu, iespējams, aizņems vairāk nekā 600 dienas. Bet šīs postošās daļiņas nevar sasniegt Titāna virsmu; tos absorbē atmosfēra, kas nozīmē, ka tā ir droša vide cilvēkiem. Marsa atmosfēra nav pietiekami blīva, lai nodrošinātu drošu aizsardzību no GCR un Zemes.
Cilvēki, kas dzīvo uz Titāna, var staigāt (vaidrīzāk lēkt — jo gravitācija ir 14 procenti no Zemes, nedaudz mazāk nekā Mēness), valkā uzvalkus, lai uzturētu siltumu. Titāns ir auksts (virsmas temperatūra ir aptuveni -290 grādi pēc Fārenheita). Un cilvēkiem būs jāvalkā respiratori, lai elpotu skābekli, jo atmosfērā lielākoties ir slāpeklis. Gaisma uz Titāna ir nedaudz vāja, piemēram, tieši pēc saulrieta šeit uz Zemes, jo blīvajā atmosfērā ir dūmakas daļiņas. Cilvēkiem, kas dzīvo vienā Titāna puslodē, vienmēr pavēršoties pret Saturnu, pavērsies brīnišķīgs skats uz gredzenoto planētu.
Tiešām smieklīgi (un potenciāli noderīgi)Lieta ir tāda, ka, pateicoties zemajam smagumam un blīvajai atmosfērai, cilvēki Titānā var viegli lidot zem sava spēka, ja tie sasien spārnus pie rokām! Nākotnē cilvēki var laivot pa ezeriem un jūrām, kas pārsvarā atrodas augstākos platuma grādos.
Jo Titāns ir tik auksts, viss ūdensaizsaluši — ezeri un jūras sastāv no šķidra metāna un etāna. Šo ogļūdeņražu (tāpat kā dabasgāzes šeit uz Zemes) ir daudz uz Titāna — ne tikai ezeros un jūrās, bet arī virspusē un atmosfērā. Tie nodrošina gatavu materiālu avotu būvmateriālu, piemēram, plastmasas, radīšanai. Cilvēki varētu sadedzināt metānu enerģijas iegūšanai, iespējams, izmantojot kodolreaktoru, lai elektrolizētu ūdeni (jo Titāna atmosfērā nav skābekļa, kas mums būtu nepieciešams metāna sadedzināšanai).
Nesen astronomi izmērīja dziļumuliela metāna jūra uz Titāna. Izrādījās, ka tas ir vismaz 0,3 km: ar to pietiek, lai to izpētītu uz robotizētas zemūdenes. Izrādījās, ka mazās Sinusa jūras, kas atrodas uz Titāna, dziļums ir 85 metri. lielākā Krakenas jūra vēl nav izmērīta. Abi rezervuāri sastāv no etāna un metāna maisījuma, kas ir dominējošais otrais komponents. Tas ir milzīgs enerģijas daudzums.
Vēl viena ķīmiskās enerģijas iespēja ir acetilēna hidrogenēšana (ti, 3H 2 + C 2 H 2); Titāna atmosfērā ir gan ūdeņradis, gan acetilēns.
Turklāt mēs varam apsvērt iespējuizmantojot vēja turbīnas kā alternatīvu enerģijas avotu. Gaisa blīvums uz Titāna ir apmēram piecas reizes lielāks nekā uz Zemes, tāpēc potenciālā vēja enerģija ir ievērojama. Lai gan uz Titāna virsmas nav daudz vēja (Cassini mērījumi rāda vēja ātrumu aptuveni 1 m/s; salīdzinājumam, tipiskais vēja ātrums uz Zemes ir aptuveni 4 m/s), Huygens mērījumi uzrādīja vēja ātrumu aptuveni 20 metru sekundē plkst. 40 km augstums nozīmē, ka piesieti gaisa vēja parki var saražot simtiem megavatu enerģijas.
Kāda ir problēma?
Ja Titāns ir tik labs un interesants, tad kāpēc tas vēl nav apgūts? Kāpēc lielākā daļa misiju tiek virzītas uz Marsu un Mēnesi? Problēma ir attālums.
Lidojuma laiks līdz Saturnam var svārstīties no 4gadiem līdz gandrīz 7 gadiem, atkarībā no orbītas attiecības ar Zemi palaišanas brīdī. Bez būtiskiem sasniegumiem enerģētikā tas nozīmētu ārkārtīgi garu ceļojumu uz un no jebkuras iespējamās kolonijas.
Turklāt ir daudz kas jāpārvaršķēršļi, no kuriem ne mazāk svarīgi ir uzzināt, kā cilvēki dzīvos un strādās mikrogravitācijā. Turklāt pārtikas audzēšana uz Titāna, izmantojot kultūraugus, kā mēs šeit uz Zemes, nebūtu efektīva, ņemot vērā mazāku saules enerģijas plūsmu, kas sasniedz Titāna virsmu, un jau tā zemo fotosintēzes efektivitāti šeit uz Zemes. Cilvēkiem uz Titāna būs nepieciešamas biotehnoloģijas un netradicionāli produkti. Iespējams, ka nākamie cilvēki uz Titāna varēs izmantot kādu mākslīgo fotosintēzi.
Atliek tikai gaidīt sasniegumu zinātnē.
Lasīt vairāk
Aborts un zinātne: kas notiks ar bērniem, kas dzemdēs
Zinātnieki ir ierosinājuši kolonizēt Ceres satelītu
Paskatieties uz retākajām zibens spērienēm: zilā strūkla un elfs, kas ņemti no SKS