Hoe ver van de aarde is Titan?
Titan is de zesde maan van de planeet Saturnus, de zesde planeet vanaf de zon.
Meest
Deze gigantische maan is de enige maan inEen zonnestelsel met een dichte atmosfeer. Bovendien is het de enige wereld naast de aarde, op het oppervlak waarvan rivieren, meren en zeeën zijn. Net als de aarde bestaat de atmosfeer van Titan voornamelijk uit stikstof en kleine hoeveelheden methaan. Dit is de enige plaats in het zonnestelsel, naast de aarde, waar, zoals je weet, een bekende cyclus van vloeistoffen bestaat. Van de wolken vallen ze op het oppervlak van de maan en vullen de meren en zeeën, en verdampen en verdampen dan weer in de lucht. Er wordt ook aangenomen dat Titan een onderijs oceaan heeft die qua zoutgehalte vergelijkbaar is met de Dode Zee.
Grootte en afstand
De straal van Titan is ongeveer 2.575 kilometer.hij is bijna 50% breder dan de maan. Titan bevindt zich op ongeveer 1,2 miljoen km van Saturnus, die zelf ongeveer 1,4 miljard km van de zon verwijderd is, oftewel ongeveer 9,5 AU. (astronomische eenheden). Eén a.u. is de afstand van de aarde tot de zon. Het licht van de zon heeft ongeveer 80 minuten nodig om Titan te bereiken; Vanwege hun grote afstand is het zonlicht op Saturnus en Titan ongeveer 100 keer zwakker dan op aarde.
Titan duurt 15 dagenen 22 uur om een volledige revolutie rond Saturnus te voltooien. Net als de Maan van de Aarde toont Titan altijd hetzelfde ‘gezicht’ naar de planeet terwijl deze om haar heen draait. Saturnus doet er ongeveer 29 aardse jaren over om rond de zon te draaien, en de rotatie-as van de gasreus is gekanteld zoals die van de aarde, wat betekent dat de seizoenen veranderen. Het is waar dat elk van deze seizoenen meer dan zeven aardse jaren duurt. Elk van hen op Titan volgt hetzelfde schema als Saturnus: seizoenen duren meer dan zeven aardse jaren, een volledige cyclus duurt 29 aardse jaren.
Vorming
Wetenschappers zijn niet zeker over de oorsprong van Titan.De atmosfeer biedt echter een aanwijzing. Verschillende Cassini-Huygens-instrumenten van NASA en ESA hebben de isotopen stikstof-14 en stikstof-15 in de atmosfeer van Titan gemeten. De instrumenten ontdekten dat de verhouding van stikstofisotopen op Titan het meest lijkt op de verhouding van stikstofisotopen in kometen uit de Oortwolk, een bol van honderden miljarden ijslichamen waarvan men denkt dat ze op een afstand van 5.000 tot 100.000 AU in een baan om de zon draaien. - ongeveer 150 miljoen km. De stikstofverhouding in de atmosfeer van Titan doet vermoeden dat de bouwstenen van deze maan vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel zijn gevormd in dezelfde koude schijf van gas en stof die de aarde heeft gevormd. vormde de zon (de zogenaamde protosolaire nevel),
Oppervlakte
Trouwens, het oppervlak van Titan is een van de meestvergelijkbaar met de aardse plaatsen in het zonnestelsel, hoewel de temperaturen daar veel lager zijn, en de "coating" zelf een andere chemische samenstelling heeft. Het is hier zo koud (-179 ° C) dat het ijs uit het water meer op rotsen lijkt. Op Titan is, net als op aarde, vulkanische activiteit mogelijk, maar met vloeibaar water "lava" in plaats van gesmolten gesteente. Het oppervlak van Titan wordt gevormd door stromen methaan en ethaan die rivierbeddingen doorsnijden en grote meren vullen met vloeibaar aardgas. Geen enkele andere wereld in het zonnestelsel behalve de aarde heeft zo'n vloeibare activiteit op zijn oppervlak.
Atmosfeer
Ons zonnestelsel herbergt meerdan 150 manen, maar Titan is uniek omdat het de enige maan is met een dichte atmosfeer. Aan het oppervlak van Titan is de atmosferische druk ongeveer 60% hoger dan op aarde - ongeveer hetzelfde als een persoon zou voelen als hij ongeveer 15 meter onder het oppervlak in de oceaan op aarde zou zwemmen. Omdat Titan minder massief is dan de aarde, houdt de zwaartekracht zijn gasomhulsel niet zo veel vast, dus strekt de atmosfeer zich uit tot een hoogte van 10 keer de aarde - bijna 600 km de ruimte in.
De atmosfeer van Titan is voornamelijk stikstof(ongeveer 95%) en methaan (ongeveer 5%) met een kleine hoeveelheid andere koolstofrijke verbindingen. Hoog in de atmosfeer van Titan worden methaan- en stikstofmoleculen gescheiden door ultraviolet licht van de zon en worden hoogenergetische deeltjes versneld in het magnetische veld van Saturnus. Delen van deze moleculen recombineren om verschillende organische chemicaliën te vormen (stoffen die koolstof en waterstof bevatten) en bevatten vaak stikstof, zuurstof en andere elementen die essentieel zijn voor het leven op aarde. Sommige van de verbindingen die worden gevormd door deze afbraak en recycling van methaan en stikstof, creëren een soort smog - een dikke oranje waas waardoor het maanoppervlak vanuit de ruimte moeilijk te zien is. (Ruimtevaartuigen en telescopen kunnen echter door waas kijken op bepaalde golflengten van licht voorbij het menselijk oog.)
Hoe werd Titan bestudeerd en welke missies wachten erop?
"Cassini-Huygens"
Al ruim tien jaar ruimteNASA's Cassini-ruimtevaartuig deelde de wonderen van Saturnus en zijn familie van ijzige manen en nam ons mee naar wonderlijke werelden. Cassini bracht een passagier naar het maansysteem van Saturnus - de Europese Huygens-sonde - het eerste kunstmatige object dat op een planeet in het verre buitenste zonnestelsel landde
Na 20 jaar in de ruimte, waarvan er 13 zijn verkendSaturnus, het schip heeft geen brandstof meer. Om de manen van de planeet te beschermen, legde NASA uit, werd Cassini op een gewaagde laatste missie gestuurd die zijn lot bezegelde. Op 15 september 2017, om 14:55:06 Moskou-tijd, voltooide het ruimtevaartuig zijn 20-jarige missie in het Saturnus-systeem en verbrandde het in de atmosfeer van de gasreus, nadat het erin was geslaagd de nieuwste gegevens over de gasreus te vergiftigen tot Aarde. NASA heeft de laatste minuten van het leven van de ruimtesonde live uitgezonden.
Cassini-Huygens liet zien dat Titan een van dede meest aardachtige werelden die we zijn tegengekomen, en werpen licht op de geschiedenis van onze thuisplaneet. Feit is dat Cassini in zekere zin een tijdmachine was. Hij identificeerde processen die waarschijnlijk de ontwikkeling van ons zonnestelsel hebben bepaald. Cassini's lange missie maakte het mogelijk om weers- en seizoensveranderingen op een andere planeet waar te nemen. De missie toonde aan dat de manen van Saturnus unieke werelden zijn met hun eigen verhalen.
Cassini-Huygens liet zien dat Titan er een van isde meest aardse werelden die we zijn tegengekomen, en werpen licht op de geschiedenis van onze thuisplaneet. Het punt is dat Cassini in zekere zin een tijdmachine was. Hij identificeerde de processen die waarschijnlijk de ontwikkeling van ons zonnestelsel hebben gevormd. De lange Cassini-missie maakte het mogelijk om het weer en de seizoensveranderingen op een andere planeet te observeren. De missie onthulde dat de manen van Saturnus unieke werelden zijn die hun verhaal kunnen vertellen. Talrijke metingen van de zwaartekracht van Titan door het Cassini-ruimtevaartuig hebben aangetoond dat de maan een ondergrondse oceaan van vloeibaar water verbergt (waarschijnlijk vermengd met zouten en ammoniak).
Sonde van het Europees RuimteagentschapHuygens mat ook radiosignalen tijdens zijn afdaling naar de oppervlakte in 2005, wat sterke aanwijzingen opleverde voor een oceaan 55-80 km onder de ijskoude grond. De ontdekking van een mondiale oceaan van vloeibaar water voegt Titan toe aan het handjevol werelden in ons zonnestelsel die mogelijk een bewoonbaar milieu zouden kunnen herbergen. Bovendien zouden de rivieren, meren en zeeën van vloeibaar methaan en ethaan op Titan kunnen dienen als bewoonbare omgevingen op het maanoppervlak, hoewel het leven daar waarschijnlijk heel anders zou zijn dan het leven op aarde. Hoewel er nog geen bewijs is van leven op Titan, hebben de complexe chemie en de unieke omgeving het tot een bestemming voor verder onderzoek gemaakt.
Libel
In de zomer van 2019 maakte NASA bekend dat het volgende doelwit isin het zonnestelsel - de unieke, rijk organische wereld van Titan. Om de zoektocht naar de bouwstenen van het leven voort te zetten, zal de Dragonfly-missie meerdere missies nemen om de gebieden rond de ijzige maan van Saturnus te verkennen en te verkennen.
Dragonfly zou oorspronkelijk gelanceerd worden2026 met en aankomst in 2034. In september 2020 vroeg NASA het Dragonfly-team echter om een alternatieve lanceringsdatum van 2027 te verduidelijken. Er zijn geen wijzigingen in de missiearchitectuur nodig om deze nieuwe datum mogelijk te maken, en lancering op een later tijdstip zal geen invloed hebben op de activiteiten van Dragonfly.
Het helikoptervliegtuig zal met tientallen vliegenveelbelovende locaties op Titan op zoek naar prebiotische chemische processen die zowel Titan als de aarde gemeen hebben. Dragonfly markeert NASA's eerste wetenschappelijke voertuigvlucht met meerdere rotoren op een andere planeet; het heeft acht rotors en vliegt als een grote drone. Het zal profiteren van de dichte atmosfeer van Titan – vier keer dichter dan de aarde – om het eerste voertuig te worden dat ooit zijn volledige wetenschappelijke lading naar nieuwe locaties zal vervoeren voor herhaalbare en gerichte toegang tot oppervlaktematerialen.
Titanium is analoog aan de zeer vroege aarde enkan een aanwijzing geven over hoe leven op onze planeet zou kunnen ontstaan. Tijdens zijn 2,7-jarige basismissie zal Dragonfly een diverse omgeving verkennen, van organische duinen tot de bodem van een inslagkrater, waar vloeibaar water en complexe organische materialen die essentieel zijn voor het leven ooit tienduizenden jaren naast elkaar hebben bestaan. Zijn instrumenten zullen onderzoeken hoe ver de prebiotische chemie is gevorderd. Ze zullen ook de eigenschappen van de atmosfeer en het oppervlak van de maan, de ondergrondse oceaan en vloeistofreservoirs onderzoeken. Bovendien zullen de tools zoeken naar chemisch bewijs van het verleden of het huidige leven.
Hoe zal Titan nog steeds nuttig zijn voor de mensheid?
Laten we eerst duidelijk maken dat Titan dat wel iseen maan die in veel opzichten meer op een planeet lijkt. Het heeft een dikke atmosfeer die ongeveer 1,5 maal de druk aan het oppervlak van de aardatmosfeer bedraagt. Geen van de 177 andere satellieten in het zonnestelsel heeft zo’n atmosfeer. Bovendien is Titan de enige plaats in het zonnestelsel, behalve de aarde, met stabiele vloeistoffen aan het oppervlak: er zijn meren en zeeën op het oppervlak van Titan. Titan is dus een prachtige wereld die erg op de aarde lijkt.
De dichte atmosfeer van Titan is handig omdat hetbetekent dat je geen omvangrijk ruimtepak hoeft te dragen als je op Titan zit. Maar de belangrijkste reden waarom ik het leuk vind, is simpel: de atmosfeer van Titan zal ons helpen te overleven. In de ruimte is straling dodelijk. Energiedeeltjes van de zon, en vooral galactische kosmische straling (GCR), dringen het menselijk weefsel binnen en veroorzaken kanker en cognitieve stoornissen. Om binnen NASA's huidige risicogrenzen voor kanker te blijven, kunnen astronauten wel 200 dagen voorbij Low Earth Orbit (LEO) reizen; een reis naar Mars duurt waarschijnlijk meer dan 600 dagen. Maar deze destructieve deeltjes kunnen het oppervlak van Titan niet bereiken; ze worden opgenomen door de atmosfeer, wat betekent dat het een veilige omgeving is voor mensen. De atmosfeer van Mars is niet dicht genoeg om betrouwbare bescherming tegen GCR en de aarde te bieden.
Mensen die op Titan wonen, kunnen lopen (ofspring liever — aangezien de zwaartekracht 14 procent van die van de aarde bedraagt, iets minder dan die van de maan) en pakken draagt om warm te blijven. Titan is koud (oppervlaktetemperatuur is ongeveer -290 graden Fahrenheit). En mensen zullen ademhalingstoestellen moeten dragen om zuurstof in te ademen, aangezien de atmosfeer grotendeels uit stikstof bestaat. Het licht op Titan is een beetje zwak, zoals vlak na zonsondergang hier op aarde, als gevolg van neveldeeltjes in de dichte atmosfeer. Mensen die op één halfrond van Titan wonen, altijd met hun gezicht naar Saturnus gericht, zullen een prachtig zicht hebben op de geringde planeet.
Echt grappig (en mogelijk nuttig)Het ding is, dankzij de lage zwaartekracht en dichte atmosfeer, kunnen mensen op Titan gemakkelijk op eigen kracht vliegen als ze hun vleugels aan hun handen binden! In de toekomst kunnen mensen gaan varen op meren en zeeën, die meestal op hogere breedtegraden liggen.
Omdat Titan zo koud is, al het waterbevroren – meren en zeeën bestaan uit vloeibaar methaan en ethaan. Deze koolwaterstoffen zijn (net als aardgas hier op aarde) in overvloed aanwezig op Titan – niet alleen in de meren en zeeën, maar ook aan de oppervlakte en in de atmosfeer. Ze bieden een kant-en-klare bron van materialen voor het maken van bouwmaterialen zoals kunststoffen. Mensen zouden methaan kunnen verbranden voor energie, misschien met behulp van een kernreactor om water te elektrolyseren (aangezien de atmosfeer van Titan niet de zuurstof bevat die we nodig hebben om methaan te verbranden).
Onlangs hebben astronomen de diepte gemeten vaneen grote zee van methaan op Titan. Het bleek dat het minstens 0,3 km is: dit is genoeg om het op een robotonderzeeër te bestuderen. Het bleek dat de diepte van de kleine Zee van Sinus, die zich op Titan bevindt, 85 m is de grootste zee van Kraken is nog niet gemeten. Beide reservoirs bestaan uit een mengsel van ethaan en methaan, waarbij de tweede component overheerst. Dit is een enorme hoeveelheid energie.
Een andere optie voor chemische energie is de hydrogenering van acetyleen (dwz 3H 2 + C 2 H 2); zowel waterstof als acetyleen zijn aanwezig in de atmosfeer van Titan.
Кроме того, мы можем рассмотреть возможность использования ветряных турбин в качестве альтернативного источника энергии. Плотность воздуха на Титане примерно в пять раз больше, чем на Земле, поэтому потенциальная энергия ветра значительна. Хотя на поверхности Титана не так много ветра (измерения «Кассини» показывают скорость ветра около 1 м/сек; для сравнения, типичная скорость ветра на Земле составляет примерно 4 м/сек), измерения зонда Гюйгенса показали скорость ветра около 20 метров в секунду на высоте 40 км — это означает, что привязанные воздушные ветряные станции могут производить сотни мегаватт энергии.
Wat is het probleem?
Als Titan zo goed en interessant is, waarom is het dan nog niet onder de knie? Waarom zijn de meeste missies gericht op Mars en de maan? Het probleem is de afstand.
De vluchttijd naar Saturnus kan variëren van 4jaar tot bijna 7 jaar, afhankelijk van de orbitale relatie tot de aarde op het moment van lancering. Zonder significante vooruitgang in energie zou dit een extreem lange reis van en naar elke potentiële kolonie betekenen.
Кроме того, предстоит преодолеть множество препятствий, не последним из которых является изучение того, как люди будут жить и работать в условиях микрогравитации. Кроме того, выращивание пищи на Титане с использованием сельскохозяйственных культур, как мы делаем это здесь, на Земле, не будет эффективным, учитывая более низкий поток солнечной энергии, достигающий поверхности Титана, и без того низкую эффективность фотосинтеза здесь, на Земле. Людям на Титане понадобятся биотехнологии и нетрадиционные продукты. Возможно, будущие люди на Титане смогут задействовать какой-нибудь искусственный фотосинтез.
Het enige dat overblijft is wachten op een doorbraak in de wetenschap.
Lees verder
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Wetenschappers hebben voorgesteld om de satelliet van Ceres te koloniseren
Kijk naar de zeldzaamste bliksemschichten: blauwe straaljager en elf uit het ISS