Ako ďaleko od Zeme je Titan?
Titan je šiesty mesiac planéty Saturn, šiesta planéta od Slnka.
Väčšina
Tento obrovský mesiac je jediný mesiac v rokuSlnečná sústava s hustou atmosférou. Okrem toho je to jediný svet okrem Zeme, na ktorého povrchu sa nachádzajú rieky, jazerá a moria. Rovnako ako Zem, aj atmosféra Titanu je zložená predovšetkým z dusíka a malého množstva metánu. Toto je jediné miesto v slnečnej sústave, okrem Zeme, kde, ako viete, existuje známy cyklus tekutín. Z mrakov padajú na povrch mesiaca a vypĺňajú jazerá a moria a potom sa odparujú a odparujú späť do neba. Tiež sa verí, že Titan má podmorský oceán, ktorý je svojou slanosťou podobný ako Mŕtve more.
Veľkosť a vzdialenosť
Polomer Titanu je asi 2 575 kilometrov.je skoro O 50% širší ako Mesiac. Titan je od Saturnu vzdialený približne 1,2 milióna km, čo je asi 1,4 miliardy km od Slnka, teda asi 9,5 AU. (astronomické jednotky). Jeden a.u. je vzdialenosť od Zeme k Slnku. Svetlu zo Slnka trvá asi 80 minút, kým dosiahne Titan; Kvôli ich veľkej vzdialenosti je slnečné svetlo na Saturne a Titane asi 100-krát slabšie ako na Zemi.
Titan trvá 15 dnía 22 hodín, aby sa dokončila úplná revolúcia okolo Saturnu. Podobne ako Mesiac Zeme, aj Titan ukazuje planéte vždy tú istú „tvár“ na ktorej obieha. Saturn obieha okolo Slnka asi 29 pozemských rokov a os rotácie plynového obra je naklonená ako os Zeme, čo znamená, že ročné obdobia sa menia. Pravda, každé takéto obdobie trvá viac ako sedem pozemských rokov. Každá z nich na Titane má rovnaký rozvrh ako Saturn – ročné obdobia trvajú viac ako sedem pozemských rokov, celý cyklus trvá 29 pozemských rokov.
Tvorenie
Vedci si nie sú istí pôvodom Titanu.Jeho atmosféra však napovedá. Niekoľko prístrojov NASA a ESA Cassini-Huygens meralo izotopy dusík-14 a dusík-15 v atmosfére Titanu. Prístroje zistili, že pomer izotopov dusíka na Titane je najviac podobný pomeru izotopov dusíka v kométach z Oortovho oblaku, sféry stoviek miliárd ľadových telies, o ktorých sa predpokladá, že obiehajú okolo Slnka vo vzdialenosti 5 000 až 100 000 AU. - približne 150 miliónov km. Pomer dusíka v atmosfére Titanu naznačuje, že stavebné kamene tohto mesiaca sa vytvorili na začiatku histórie slnečnej sústavy v rovnakom studenom disku plynu a prachu, ktorý vytvorilo Slnko (takzvanú protosolárnu hmlovinu),
Povrch
Mimochodom, povrch Titanu je jedným z najviacpodobné miestam Zeme v slnečnej sústave, aj keď teploty sú tam oveľa nižšie a samotný „povlak“ má iné chemické zloženie. Je tu taká zima (-179 ° C), že ľad z vody vyzerá skôr ako skaly. Na Titáne, rovnako ako na Zemi, je možná sopečná činnosť, ale namiesto roztavenej horniny je tu „láva“ tekutej vody. Povrch Titanu tvoria prúdy metánu a etánu, ktoré rozrezávajú korytá riek a plnia veľké jazerá skvapalneným zemným plynom. Žiadny iný svet v slnečnej sústave okrem Zeme nemá na svojom povrchu takú tekutú aktivitu.
Atmosféra
Naša slnečná sústava je domovom viacerýchviac ako 150 mesiacov, ale Titan je jedinečný v tom, že je to jediný mesiac s hustou atmosférou. Na povrchu Titanu je atmosférický tlak asi o 60% vyšší ako na Zemi - zhruba to isté, čo by človek pocítil, keby plával asi 15 metrov pod hladinou v oceáne na Zemi. Pretože je Titan menej hmotný ako Zem, jeho gravitácia neudrží toľko svojej plynovej škrupiny, takže atmosféra siaha do výšky 10-násobku Zeme - takmer 600 km do vesmíru.
Atmosféra Titanu je väčšinou dusíkatá(asi 95%) a metán (asi 5%) s malým množstvom ďalších zlúčenín bohatých na uhlík. Vysoko v atmosfére Titanu sú molekuly metánu a dusíka oddelené ultrafialovým svetlom od Slnka a vysokoenergetické častice urýchľované v magnetickom poli Saturnu. Časti týchto molekúl sa rekombinujú a vytvárajú rôzne organické chemikálie (látky obsahujúce uhlík a vodík) a často zahŕňajú dusík, kyslík a ďalšie prvky nevyhnutné pre život na Zemi. Niektoré zo zlúčenín vytvorených týmto rozpadom a recykláciou metánu a dusíka vytvárajú akýsi smog - hustý oranžový opar, ktorý sťažuje viditeľnosť mesačného povrchu z vesmíru. (Kozmické lode a ďalekohľady však môžu vidieť opar pri určitých vlnových dĺžkach svetla za ľudským okom.)
Ako sa študoval Titan a aké misie ho čakajú?
„Cassini-Huygens“
Už viac ako desať rokov, vesmírKozmická loď Cassini od NASA zdieľala zázraky Saturnu a jeho rodiny ľadových mesiacov a zaviedla nás do úžasných svetov. Cassini dopravila pasažiera do mesačného systému Saturnu – európsku sondu Huygens – prvý umelý objekt, ktorý pristál na planéte vzdialenej vonkajšej slnečnej sústavy
Po 20 rokoch vo vesmíre 13 z nich preskúmaloSaturn, lodi došlo palivo. Na ochranu mesiacov planéty, vysvetlila NASA, bol Cassini vyslaný na odvážnu poslednú misiu, ktorá spečatila jeho osud. 15. septembra 2017 o 14:55:06 moskovského času kozmická loď zavŕšila svoju 20-ročnú misiu v systéme Saturn a vyhorela v atmosfére plynového giganta, keď sa jej podarilo otráviť najnovšie údaje o plynovom gigantovi na Zem. NASA vysielala posledné minúty života vesmírnej sondy naživo.
Cassini-Huygens ukázala, že Titan je jedným zsvetov, ktoré sa najviac podobajú Zemi, s akými sme sa stretli, a vrhli svetlo na históriu našej domovskej planéty. Faktom je, že Cassini bola v istom zmysle strojom času. Identifikoval procesy, ktoré pravdepodobne formovali vývoj našej slnečnej sústavy. Dlhá misia sondy Cassini umožnila pozorovať zmeny počasia a sezónne zmeny na inej planéte. Misia ukázala, že Saturnove mesiace sú jedinečné svety s vlastnými príbehmi.
Cassini-Huygens ukázal, že medzi nimi je aj Titannajviac pozemské svety, s ktorými sme sa stretli, a osvetľujú históriu našej domovskej planéty. Ide o to, že Cassini bola v istom zmysle strojom času. Identifikoval procesy, ktoré pravdepodobne formovali vývoj našej slnečnej sústavy. Dlhá misia Cassini umožnila pozorovať počasie a sezónne zmeny na inej planéte. Misia odhalila, že mesiace Saturnu sú jedinečné svety, ktoré môžu rozprávať svoje príbehy. Početné merania gravitácie Titanu sondou Cassini ukázali, že Mesiac skrýva podzemný oceán tekutej vody (pravdepodobne zmiešanej so soľami a amoniakom).
Sonda Európskej vesmírnej agentúryHuygens tiež meral rádiové signály počas svojho zostupu na povrch v roku 2005, čo poskytlo silný dôkaz o oceáne 55 až 80 km pod ľadovou pôdou. Objav globálneho oceánu tekutej vody pridáva Titan k hŕstke svetov v našej slnečnej sústave, ktoré by mohli potenciálne hostiť obývateľné prostredie. Okrem toho by rieky, jazerá a moria na Titane s tekutým metánom a etánom mohli slúžiť ako obývateľné prostredie na povrchu Mesiaca, hoci akýkoľvek život tam by bol pravdepodobne veľmi odlišný od života na Zemi. Hoci zatiaľ neexistujú dôkazy o živote na Titane, jeho zložitá chémia a jedinečné prostredie z neho urobili cieľ pre ďalší výskum.
Vážka
V lete 2019 NASA oznámila, že ďalší cieľv slnečnej sústave - jedinečný, bohato organický svet Titanu. Pri hľadaní stavebných prvkov života bude misia Dragonfly trvať niekoľko bojových letov, aby preskúmala a preskúmala oblasti okolo Saturnovho ľadového mesiaca.
Dragonfly mal pôvodne odštartovať dňa2026 a príchod v roku 2034. V septembri 2020 však NASA požiadala tím Dragonfly, aby objasnil alternatívny dátum pripravenosti na spustenie v roku 2027. Na prispôsobenie sa tomuto novému dátumu nebudú potrebné žiadne zmeny v architektúre misie a neskoršie spustenie nebude mať vplyv na operácie Dragonfly.
Rotorové lietadlo bude lietať v desiatkachsľubné miesta na Titane pri hľadaní prebiotických chemických procesov spoločných pre Titan aj Zem. Dragonfly predstavuje prvý let vedeckého vozidla NASA s viacerými rotormi na inej planéte; má osem rotorov a lieta ako veľký dron. Využije výhody hustej atmosféry Titanu – štyrikrát hustejšej ako Zem – a stane sa prvým vozidlom, ktoré kedy prenesie celý svoj vedecký náklad na nové miesta, aby bolo možné opakovane a cielene pristupovať k povrchovým materiálom.
Titán je obdobou veľmi skorej Zeme amôže poskytnúť kľúč k tomu, ako by mohol vzniknúť život na našej planéte. Počas svojej 2,7-ročnej základnej misie bude Dragonfly skúmať rozmanité prostredie od organických dún až po dno nárazového krátera, kde kedysi existovali tekutá voda a zložité organické materiály kľúčové pre život snáď desaťtisíce rokov. Jeho prístroje budú študovať, ako ďaleko prebiotická chémia pokročila. Budú tiež skúmať vlastnosti atmosféry a povrchu Mesiaca, jeho podpovrchových oceánov a zásobníkov tekutín. Nástroje budú navyše hľadať chemické dôkazy o minulom alebo súčasnom živote.
Ako bude Titan pre ľudstvo stále užitočný?
Najprv si ujasnime, že Titan jemesiac, ktorý je v mnohých ohľadoch viac podobný planéte. Má hustú atmosféru, ktorá je približne 1,5-násobkom tlaku na povrchu zemskej atmosféry. Žiadny zo 177 ďalších satelitov v slnečnej sústave nemá takú atmosféru. Okrem toho je Titan jediným miestom v slnečnej sústave, okrem Zeme, so stabilnými kvapalinami na povrchu: na povrchu Titanu sú jazerá a moria. Titan je teda úžasný a veľmi podobný svet Zemi.
Hustá atmosféra Titanu je užitočná, pretože jeznamená, že na Titane nemusíte nosiť objemný skafander. Ale hlavný dôvod, prečo sa mi to páči, je jednoduchý: atmosféra Titanu nám pomôže prežiť. Vo vesmíre je žiarenie smrteľné. Energetické častice zo Slnka, najmä galaktické kozmické lúče (GCR), prenikajú do ľudských tkanív a spôsobujú rakovinu a kognitívne poruchy. Aby astronauti zostali v rámci súčasných limitov rizika rakoviny pre NASA, môžu cestovať za obežnou dráhou Nízkej Zeme (LEO) až 200 dní; cesta na Mars bude pravdepodobne trvať viac ako 600 dní. Ale tieto deštruktívne častice nemôžu dosiahnuť povrch Titanu; sú absorbované atmosférou, čo znamená, že je to bezpečné prostredie pre ľudí. Atmosféra Marsu nie je dostatočne hustá, aby poskytovala spoľahlivú ochranu pred GCR a Zemou.
Ľudia žijúci na Titane môžu chodiť (aleboradšej skočte — keďže gravitácia tvorí 14 percent zemskej príťažlivosti, o niečo menej ako Mesiac), nosia obleky, aby sa zahriali. Titan je studený (teplota povrchu je asi -290 stupňov Fahrenheita). A ľudia budú musieť nosiť respirátory, aby dýchali kyslík, pretože atmosféra je prevažne dusíková. Svetlo na Titane je trochu slabé, ako tesne po západe slnka tu na Zemi, kvôli časticiam oparu v hustej atmosfére. Ľudia žijúci na jednej pologuli Titanu, vždy otočení k Saturnu, budú mať nádherný výhľad na planétu s prstencami.
Naozaj zábavné (a potenciálne užitočné)Ide o to, že vďaka nízkej gravitácii a hustej atmosfére môžu ľudia na Titane ľahko lietať vlastnou silou, ak si krídla pripútajú k rukám! V budúcnosti sa ľudia môžu člnkovať po jazerách a moriach, ktoré sú väčšinou vo vyšších zemepisných šírkach.
Pretože Titan je tak studený, všetka vodazamrznuté – jazerá a moria pozostávajú z tekutého metánu a etánu. Tieto uhľovodíky (ako zemný plyn tu na Zemi) sú na Titane hojné – nielen v jazerách a moriach, ale aj na povrchu a v atmosfére. Poskytujú hotový zdroj materiálov na vytváranie stavebných materiálov, ako sú plasty. Ľudia by mohli spaľovať metán ako energiu, možno pomocou jadrového reaktora na elektrolýzu vody (pretože atmosféra Titanu neobsahuje kyslík, ktorý by sme potrebovali na spaľovanie metánu).
Nedávno astronómovia zmerali hĺbkuveľké more metánu na Titane. Ukázalo sa, že je to najmenej 0,3 km: to stačí na štúdium na robotickej ponorke. Ukázalo sa, že hĺbka malého Sinusovho mora, ktoré sa nachádza na Titane, je 85 m. najväčšie more Krakenu ešte nebolo zmerané. Oba zásobníky pozostávajú zo zmesi etánu a metánu, pričom prevláda druhá zložka. Ide o obrovské množstvo energie.
Ďalšou možnosťou pre chemickú energiu je hydrogenácia acetylénu (tj. 3H2 + C2H2); vodík aj acetylén sú prítomné v atmosfére Titanu.
Okrem toho možno môžeme zvážiťvyužívanie veterných turbín ako alternatívneho zdroja energie. Hustota vzduchu na Titane je asi päťkrát väčšia ako na Zemi, takže potenciálna veterná energia je významná. Hoci na povrchu Titanu nefúka veľa vetra (merania Cassini ukazujú rýchlosť vetra okolo 1 m/s; pre porovnanie, typické rýchlosti vetra na Zemi sú okolo 4 m/s), merania Huygens ukázali rýchlosť vetra okolo 20 metrov za sekundu pri nadmorská výška 40 km znamená, že priviazané vzdušné veterné farmy môžu produkovať stovky megawattov energie.
Aký je problém?
Ak je Titan taký dobrý a zaujímavý, tak prečo to nebol ešte zvládnutý? Prečo je väčšina misií smerovaná na Mars a Mesiac? Problémom je vzdialenosť.
Čas letu na Saturn sa môže pohybovať od 4rokov až takmer 7 rokov, v závislosti od orbitálneho vzťahu k Zemi v čase vypustenia. Bez výrazného energetického pokroku by to znamenalo extrémne dlhú cestu do a z akejkoľvek potenciálnej kolónie.
Navyše je toho veľa, čo treba prekonaťprekážkami, medzi ktoré v neposlednom rade patrí učenie sa, ako budú ľudia žiť a pracovať v mikrogravitácii. Okrem toho, pestovanie potravín na Titane pomocou plodín, ako to robíme tu na Zemi, by nebolo efektívne vzhľadom na nižší tok slnečnej energie dosahujúcej na povrch Titanu a už aj tak nízku účinnosť fotosyntézy tu na Zemi. Ľudia na Titane budú potrebovať biotechnológiu a nekonvenčné produkty. Možno budú budúci ľudia na Titane schopní použiť nejaký druh umelej fotosyntézy.
Zostáva len čakať na prielom vo vede.
Čítaj viac
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť
Vedci navrhli kolonizáciu satelitu Ceres
Pozrite sa na najvzácnejšie blesky: modrý prúd a škriatok odobratý z ISS