Titan Dünya'dan ne kadar uzakta?
Titan, Güneş'ten altıncı gezegen olan Satürn gezegeninin altıncı ayıdır.
En çok
Bu dev ay, içindeki tek ayYoğun atmosfere sahip bir güneş sistemi. Ayrıca yüzeyinde nehirler, göller ve denizlerin bulunduğu yeryüzünden başka tek dünyadır. Dünya gibi, Titan'ın atmosferi de esas olarak nitrojen ve az miktarda metandan oluşur. Güneş sisteminde, bildiğiniz gibi, tanıdık bir akışkan döngüsünün olduğu Dünya dışında tek yer burasıdır. Bulutlardan ayın yüzeyine düşer, gölleri ve denizleri doldururlar ve sonra buharlaşıp tekrar gökyüzüne doğru buharlaşırlar. Ayrıca Titan'ın tuzluluk açısından Ölü Deniz'e benzeyen bir buz altı okyanusuna sahip olduğuna inanılıyor.
Boyut ve mesafe
Titan'ın yarıçapı yaklaşık 2.575 kilometredir.o neredeyse Ay'dan %50 daha geniş. Titan, Güneş'ten yaklaşık 1,4 milyar km veya yaklaşık 9,5 AU uzaklıkta olan Satürn'den yaklaşık 1,2 milyon km uzaklıktadır. (astronomi birimleri). Bir a.u. Dünya'nın Güneş'e olan uzaklığıdır. Güneş'ten gelen ışığın Titan'a ulaşması yaklaşık 80 dakika sürer; Uzaklıklarından dolayı Satürn ve Titan'daki güneş ışığı Dünya'dakinden yaklaşık 100 kat daha zayıftır.
Titan 15 gün sürerve Satürn'ün etrafında tam bir devrimi tamamlamak için 22 saat. Dünya'nın Ayı gibi Titan da yörüngede dönerken gezegene her zaman aynı "yüzü" gösterir. Satürn'ün Güneş'in etrafında dönmesi yaklaşık 29 Dünya yılını alır ve gaz devinin dönme ekseni Dünya'nınki gibi eğiktir, bu da mevsimlerin değiştiği anlamına gelir. Doğru, bu tür mevsimlerin her biri yedi dünya yılından fazla sürer. Titan'daki her biri Satürn'le aynı programa sahiptir; mevsimler yedi Dünya yılından fazla sürer, tam bir döngü 29 Dünya yılını alır.
Oluşumu
Bilim adamları Titan'ın kökeninden emin değiller.Ancak atmosferi bir ipucu veriyor. Birkaç NASA ve ESA Cassini-Huygens cihazı Titan'ın atmosferindeki nitrojen-14 ve nitrojen-15 izotoplarını ölçtü. Cihazlar, Titan'daki nitrojen izotop oranının, Güneş'in etrafında 5.000 ila 100.000 AU uzaklıkta döndüğü düşünülen yüz milyarlarca buzlu cisimden oluşan bir küre olan Oort Bulutu'ndaki kuyruklu yıldızlardaki nitrojen izotop oranına çok benzediğini buldu. - yaklaşık 150 milyon km. Titan'ın atmosferindeki nitrojen oranı, bu ayın yapı taşlarının güneş sistemi tarihinin erken dönemlerinde aynı soğuk gaz ve toz diskinde oluştuğunu gösteriyor. Güneş'i (protosolar bulutsu olarak adlandırılan) oluşturdu,
Yüzey
Bu arada, Titan'ın yüzeyi en çokGüneş sistemindeki yerlere benzer şekilde, buradaki sıcaklıklar çok daha düşüktür ve "kaplama" nın kendisi farklı bir kimyasal bileşime sahiptir. Burası o kadar soğuk (-179 ° C) ki, sudaki buz daha çok kayalara benziyor. Titan'da, Dünya'da olduğu gibi, volkanik aktivite mümkündür, ancak erimiş kaya yerine sıvı su "lav" ile. Titan'ın yüzeyi, nehir yataklarını kesen ve büyük gölleri sıvılaştırılmış doğal gazla dolduran metan ve etan akışlarından oluşur. Güneş sistemindeki Dünya dışında hiçbir dünyanın yüzeyinde bu kadar sıvı aktivitesi yoktur.
Atmosfer
Güneş sistemimiz daha fazlasına ev sahipliği yapıyor150 aydan fazla, ancak Titan, yoğun bir atmosfere sahip tek ay olmasıyla benzersizdir. Titan'ın yüzeyinde, atmosferik basınç Dünya'dakinden yaklaşık% 60 daha yüksek - bir insanın Dünya'daki okyanusta yüzeyin yaklaşık 15 metre altında yüzdüğünde hissedeceği gibi. Titan Dünya'dan daha az kütleli olduğu için, yerçekimi gaz kabuğunu o kadar fazla tutmaz, bu nedenle atmosfer Dünya'nın 10 katı bir yüksekliğe - neredeyse 600 km uzaya uzanır.
Titan'ın atmosferi çoğunlukla nitrojendir(yaklaşık% 95) ve metan (yaklaşık% 5) ile az miktarda diğer karbon bakımından zengin bileşikler. Titan'ın yüksek atmosferinde, metan ve nitrojen molekülleri, Güneş'ten gelen ultraviyole ışık ve Satürn'ün manyetik alanında hızlanan yüksek enerjili parçacıklarla ayrılır. Bu moleküllerin kısımları, çeşitli organik kimyasallar (karbon ve hidrojen içeren maddeler) oluşturmak için yeniden birleşir ve sıklıkla nitrojen, oksijen ve Dünya'daki yaşam için gerekli olan diğer elementleri içerir. Metan ve nitrojenin bu şekilde parçalanması ve geri dönüştürülmesiyle oluşan bileşiklerin bir kısmı, bir tür duman yaratır - Ay yüzeyinin uzaydan görülmesini zorlaştıran kalın turuncu bir sis. (Bununla birlikte, uzay aracı ve teleskoplar, insan gözünün ötesinde ışığın belirli dalga boylarında pusun içinden görebilir.)
Titan nasıl çalışıldı ve hangi görevler onu bekliyor?
"Cassini-Huygens"
On yılı aşkın süredir uzayNASA'nın Cassini uzay aracı, Satürn'ün ve onun buzlu uydu ailesinin harikalarını paylaşarak bizi harika dünyalara götürdü. Cassini, uzak dış güneş sistemindeki bir gezegene inen ilk yapay nesne olan Avrupa Huygens sondasını Satürn'ün ay sistemine bir yolcu teslim etti.
Uzayda geçen 20 yılın ardından, 13'ü keşfedildiSatürn, geminin yakıtı bitmiş. NASA, gezegenin aylarını korumak için, Cassini'nin kaderini belirleyen cüretkar bir son göreve gönderildiğini açıkladı. 15 Eylül 2017, Moskova saatiyle 14:55:06, uzay aracı, Satürn sistemindeki 20 yıllık görevini tamamladı ve gaz devinin en son verilerini zehirlemeyi başararak gaz devinin atmosferinde yandı. Dünya. NASA, uzay aracının hayatının son dakikalarını canlı yayınladı.
Cassini-Huygens, Titan'ın bunlardan biri olduğunu gösterdi.karşılaştığımız en Dünya benzeri dünyalar ve ana gezegenimizin tarihine ışık tutuyor. Gerçek şu ki Cassini bir bakıma zaman makinesiydi. Muhtemelen güneş sistemimizin gelişimini şekillendiren süreçleri belirledi. Cassini'nin uzun görevi, başka bir gezegendeki hava durumunu ve mevsimsel değişiklikleri gözlemlemeyi mümkün kıldı. Misyon, Satürn'ün uydularının anlatacak kendi hikayeleri olan eşsiz dünyalar olduğunu gösterdi.
Cassini-Huygens, Titan'ınkarşılaştığımız en Dünya benzeri dünyalar ve ana gezegenimizin tarihine ışık tutuyor. Mesele şu ki, Cassini bir bakıma zaman makinesiydi. Güneş sistemimizin gelişimini muhtemelen şekillendiren süreçleri belirledi. Uzun Cassini görevi, başka bir gezegendeki hava durumunu ve mevsimsel değişiklikleri gözlemlemeyi mümkün kıldı. Görev, Satürn'ün uydularının hikayelerini anlatabilecek eşsiz dünyalar olduğunu ortaya çıkardı. Cassini uzay aracı tarafından Titan'ın yerçekiminin sayısız ölçümü, Ay'ın bir yeraltı sıvı su okyanusunu (muhtemelen tuzlar ve amonyakla karıştırılmış) gizlediğini göstermiştir.
Avrupa Uzay Ajansı sondasıHuygens ayrıca 2005 yılında yüzeye inişi sırasında radyo sinyallerini de ölçtü; bu, buzlu zeminin 55-80 km altında bir okyanus olduğuna dair güçlü bir kanıt sağladı. Küresel bir sıvı su okyanusunun keşfi, güneş sistemimizde potansiyel olarak yaşanabilir ortamlara ev sahipliği yapabilecek bir avuç dünyaya Titan'ı da ekliyor. Buna ek olarak Titan'ın sıvı metan ve etandan oluşan nehirleri, gölleri ve denizleri, ay yüzeyinde yaşanabilir ortamlar olarak hizmet verebilir; ancak oradaki yaşam muhtemelen Dünya'daki yaşamdan çok farklı olacaktır. Henüz Titan'da yaşam olduğuna dair bir kanıt bulunmamasına rağmen, karmaşık kimyası ve benzersiz ortamı, onu daha ileri araştırmalar için bir hedef haline getirmiştir.
Yusufçuk
2019 yazında NASA, bir sonraki hedefinGüneş sisteminde - Titan'ın eşsiz, zengin organik dünyası. Dragonfly görevi, yaşamın yapı taşlarını araştırmayı ilerletmek için, Satürn'ün buzlu ayının etrafındaki alanları keşfetmek ve keşfetmek için çok sayıda çeşitlilik gerektirecek.
Dragonfly'ın başlangıçta fırlatılması planlanmıştı2026 ve varış 2034. Ancak Eylül 2020'de NASA, Dragonfly ekibinden 2027 olarak alternatif bir fırlatmaya hazırlık tarihini netleştirmesini istedi. Bu yeni tarihe uyum sağlamak için görev mimarisinde herhangi bir değişikliğe gerek kalmayacak ve daha sonraki bir tarihte başlatılması Dragonfly'ın operasyonlarını etkilemeyecek.
Rotorcraft düzinelerce uçacakHem Titan'da hem de Dünya'da ortak olan prebiyotik kimyasal süreçlerin araştırılması için Titan'da gelecek vaat eden alanlar. Dragonfly, NASA'nın başka bir gezegendeki ilk çok rotorlu bilim aracı uçuşunu işaret ediyor; sekiz rotoru var ve büyük bir drone gibi uçuyor. Titan'ın yoğun atmosferinden (Dünya'dan dört kat daha yoğun) yararlanacak ve yüzey malzemelerine tekrarlanabilir ve hedefli erişim için bilimsel yükünün tamamını yeni konumlara taşıyacak ilk araç olacak.
Titanyum, çok erken Dünya'ya benzer vegezegenimizde yaşamın nasıl ortaya çıkabileceğine dair bir ipucu sağlayabilir. Dragonfly, 2.7 yıllık temel görevi sırasında, organik kumullardan, sıvı su ve karmaşık organik malzemelerin bir zamanlar belki de on binlerce yıl boyunca bir arada var olduğu bir çarpma kraterinin dibine kadar farklı bir ortamı keşfedecek. Aletleri, prebiyotik kimyanın ne kadar ilerlediğini inceleyecek. Ayrıca Ay'ın atmosferinin ve yüzeyinin, yer altı okyanusunun ve sıvı rezervuarlarının özelliklerini de keşfedecekler. Ek olarak, aletler geçmiş veya şimdiki yaşamın kimyasal kanıtlarını arayacaktır.
Titan hala insanlık için nasıl faydalı olacak?
Öncelikle şunu açıklığa kavuşturalım: Titanbirçok yönden bir gezegene benzeyen bir ay. Dünya atmosferinin yüzeyindeki basıncın yaklaşık 1,5 katı kadar kalın bir atmosfere sahiptir. Güneş sistemindeki diğer 177 uydunun hiçbirinde böyle bir atmosfer yoktur. Ayrıca Titan, güneş sisteminde Dünya dışında yüzeyinde sabit sıvıların bulunduğu tek yerdir: Titan'ın yüzeyinde göller ve denizler vardır. Yani Titan harika ve Dünya'ya çok benzeyen bir dünya.
Titan'ın yoğun atmosferi kullanışlıdır çünküTitan'dayken büyük bir uzay giysisi giymenize gerek olmadığı anlamına gelir. Ancak bunu sevmemin ana nedeni basit: Titan'ın atmosferi hayatta kalmamıza yardımcı olacak. Uzayda radyasyon ölümcüldür. Güneş'ten gelen enerji parçacıkları ve özellikle galaktik kozmik ışınlar (GCR) insan dokularına nüfuz ederek kansere ve bilişsel bozukluğa neden olur. NASA'nın mevcut kanser riski sınırları içinde kalmak için astronotlar, 200 güne kadar Düşük Dünya Yörüngesi'nin (LEO) ötesine seyahat edebilir; Mars'a yapılacak bir gezi muhtemelen 600 günden fazla sürecek Ancak bu yıkıcı parçacıklar Titan'ın yüzeyine ulaşamaz; atmosfer tarafından emilirler, bu da insanlar için güvenli bir ortam olduğu anlamına gelir. Mars'ın atmosferi, GCR ve Dünya'dan güvenilir koruma sağlayacak kadar yoğun değil.
Titan'da yaşayan insanlar yürüyebilir (veyabunun yerine atla — yerçekimi Dünya'nın yüzde 14'ü kadar olduğundan, Ay'dan biraz daha az) ısınmak için takım elbise giyiliyor. Titan soğuktur (yüzey sıcaklığı yaklaşık -290 Fahrenheit derecedir). Atmosfer çoğunlukla nitrojenden oluştuğu için insanların oksijen solumak için solunum cihazı takması gerekecek. Yoğun atmosferdeki sis parçacıkları nedeniyle Titan'daki ışık, Dünya'da gün batımından hemen sonra olduğu gibi biraz sönük. Titan'ın bir yarım küresinde yaşayan ve her zaman Satürn'e bakan insanlar, halkalı gezegenin harika manzarasına sahip olacaklar.
Gerçekten komik (ve potansiyel olarak yararlı)Mesele şu ki, düşük yerçekimi ve yoğun atmosfer sayesinde Titan'daki insanlar kanatlarını ellerine bağlarlarsa kolayca kendi güçleri altında uçabilirler! Gelecekte, insanlar çoğunlukla daha yüksek enlemlerde olan göl ve denizlerde kayıkla gezmeye gidebilecek.
Titan çok soğuk olduğu için tüm sudonmuş—göller ve denizler sıvı metan ve etandan oluşur. Bu hidrokarbonlar (Dünya'daki doğal gaz gibi) Titan'da bol miktarda bulunur; yalnızca göllerde ve denizlerde değil, yüzeyde ve atmosferde de bulunur. Plastik gibi yapı malzemeleri oluşturmak için hazır bir malzeme kaynağı sağlarlar. İnsanlar enerji için metan yakabilir, belki de suyu elektrolize etmek için bir nükleer reaktör kullanabilirler (Titan'ın atmosferi metan yakmak için ihtiyaç duyduğumuz oksijeni içermediğinden).
Son zamanlarda gökbilimciler derinliği ölçtüler.Titan'da büyük bir metan denizi. En az 0,3 km olduğu ortaya çıktı: robotik bir denizaltı üzerinde incelemek için bu yeterli. Titan'da bulunan küçük Sinüs Denizi'nin derinliğinin 85 m olduğu ortaya çıktı. Kraken'in en büyük denizi henüz ölçülmedi. Her iki rezervuar da ikinci bileşen baskın olan etan ve metan karışımından oluşuyor. Bu çok büyük miktarda bir enerjidir.
Kimyasal enerji için başka bir seçenek, asetilenin (yani 3H2 + C2H2) hidrojenasyonudur; Titan'ın atmosferinde hem hidrojen hem de asetilen mevcuttur.
Ayrıca, olasılığını da göz önünde bulundurabilirizRüzgar türbinlerinin alternatif enerji kaynağı olarak kullanılması. Titan'daki hava yoğunluğu Dünya'dakinden yaklaşık beş kat daha fazladır, dolayısıyla potansiyel rüzgar enerjisi önemlidir. Titan'ın yüzeyinde çok fazla rüzgar olmamasına rağmen (Cassini ölçümleri rüzgar hızlarının yaklaşık 1 m/s olduğunu gösteriyor; karşılaştırma için, Dünya'daki tipik rüzgar hızlarının yaklaşık 4 m/s olduğunu gösteriyor), Huygens ölçümleri saniyede yaklaşık 20 metre rüzgar hızı gösterdi. 40 km'lik bir rakım, bağlı hava rüzgar santrallerinin yüzlerce megawatt enerji üretebileceği anlamına geliyor.
Sorun nedir?
Titan bu kadar iyi ve ilginçse, neden henüz ustalaşmadı? Görevlerin çoğu neden Mars ve Ay'a yöneliktir? Sorun mesafedir.
Satürn'e uçuş süresi 4'ten değişebilirfırlatma anında Dünya ile yörünge ilişkisine bağlı olarak neredeyse 7 yıla kadar. Enerjide önemli ilerlemeler olmadan bu, herhangi bir potansiyel koloniye gidip gelmek için son derece uzun bir yolculuk anlamına gelir.
Ayrıca aşılması gereken çok şey varEngellerin en önemlisi, insanların yerçekimsiz ortamda nasıl yaşayacağını ve çalışacağını öğrenmektir. Ek olarak, Titan'ın yüzeyine ulaşan güneş enerjisi akışının düşük olması ve Dünya'da zaten düşük olan fotosentez verimliliği göz önüne alındığında, bizim burada Dünya'da yaptığımız gibi Titan'da gıda yetiştirmek verimli olmayacaktır. Titan'daki insanların biyoteknolojiye ve alışılmadık ürünlere ihtiyacı olacak. Belki Titan'daki gelecekteki insanlar bir tür yapay fotosentezi kullanabilecekler.
Geriye sadece bilimde bir atılım beklemek kalıyor.
Daha fazla oku
Kürtaj ve bilim: doğum yapacak çocuklara ne olacak
Bilim adamları, Ceres uydusunu kolonileştirmeyi önerdiler
En ender şimşek işaretlerine bakın: ISS'den alınan mavi jet ve elf