For den kategori af entusiastiske forskere, der er interesserede i eksistensen af udenjordiske verdener, der er egnede til efterforskning, er den velkendte sætning: "Er der liv på Mars, er der liv på Mars", er ophørt med at være relevant i dag. Det viste sig, at der er verdener inden for solsystemet, der er meget mere interessante i dette aspekt end den røde planet. Et levende eksempel på dette er Saturns største satellit, Titan. Det viste sig, at denne himmelske krop ligner vores planet. De oplysninger, som forskere har i dag, tillader eksistensen af en videnskabelig version, at livet på Satans satellit på Titan er ret en kendsgerning.
Hvad er så interessant for earthlings Titan?
Efter at en mand i årtier forsøget uden at finde en verden i vores solsystem, der i det mindste lignede vores jord fra fjernt, informerede Titan om håb i det videnskabelige samfund. Forskere er blevet interesserede i denne himmellegeme, der begyndte i 2005, da en automatisk Huygens-probe landede på overfladen af en af Solens største satellitter. I de næste 72 minutter sendte rumfartøjets fotobånd og videokamera et billede af overfladen af dette objekt og andre videomaterialer om denne fjerne verden. Selv for en så begrænset tidsperiode til instrumentel forskning af fjern fjernsyn, var videnskabsmændene i stand til at opnå en udtømmende mængde information.
Landing på overfladen af Titan blev gennemført inden for rammerne af det internationale program "Cassini-Huygens" med henblik på undersøgelsen af Saturn og dets satellitter. Cassinas automatiske interplanetære station blev lanceret tilbage i 1997 og er en generel udvikling af ESA og NASA for en detaljeret undersøgelse af Saturn og det omkringliggende område på denne planet. Efter 7 år med at flyve på tværs af solsystemet, leverede stationen Huygens rumproben til Titan. Denne unikke enhed er frugten af det fælles arbejde fra eksperter fra NASA og det italienske rumfartsselskab, hvis hold havde lagt store forhåbninger på denne flyvning.
De resultater, som forskere fra arbejdspladsen "Cassini" og fra sonde "Huygens" kom til at være uvurderlige. Trods det faktum, at den fjerne satellit optrådte for jordens øjne som et stort tavshed af is, ændrede den efterfølgende detaljerede undersøgelse af objektets overflade opfattelsen af Titan. På de fotografier, der blev opnået ved hjælp af Huygens-sonden, var det muligt at adskille Saturns satellitoverflade, der hovedsagelig bestod af faste vandis og sedimentære lag af økologisk natur, i mindste detalje. Det viste sig, at den tætte og uigennemtrængelige atmosfære i en fjern satellit har næsten samme sammensætning som den jordbaserede luftgaskuvert.
I fremtiden kastede Titan-forskerne en anden alvorlig bonus. For første gang i historien om udforskning og undersøgelse af det ydre jordrum udenfor Jorden blev det flydende stof af samme natur, som var på planeten Jorden i de tidlige år af dets eksistens fundet. Den himmelske krops lindring supplerer det store hav, mange søer og søer. Alt dette giver grund til at tro på, at vi har at gøre med en himmellegeme, som kunne være en anden oase af livet i vores solsystem. Undersøgelser af Saturnits satellits sammensætning og flydende medium afslørede tilstedeværelsen af essentielle stoffer for organismers liv. Det forudsættes, at levende organismer under bestemte betingelser i studiet af denne himmellegeme kan detekteres på Titan.
I den henseende bliver den efterfølgende undersøgelse af Saturns største satellit relevant. Der er høj sandsynlighed for, at sammen med Mars er det Titan, der kunne blive det andet kosmiske hjem for den menneskelige civilisation.
Akademisk visning af Titan
Størrelsen af Titan tillader det at være med planeterne i solsystemet. Denne himmellegeme har en diameter på 5152 km, hvilket er større end diameteren af kviksølv (4879 km) og lidt mindre end Mars (6779 km). Titans masse er 1.3452 · 1023 kg, hvilket er 45 gange mindre end vores planet. På Saturns satellit er den anden i solsystemet, bag Jupiter-Ganymedes satellit.
På trods af sin imponerende størrelse og vægt har Titan en lav densitet, kun 1,8798 g / cm³. Til sammenligning er tætheden af moderplaneten Saturn kun 687 k / m3. Forskere har identificeret et svagt tyngdepunkt fra en satellit. Tiltrækningskraften på overfladen af Titan er 7 gange svagere end de jordiske parametre, og tyngdekraften er den samme som på månen - 1,88 m / s2 mod 1,62 m / s2.
Et karakteristisk træk er Titans position i rummet. Saturns største satellit drejer rundt om sin moderplan i en elliptisk kredsløb med en hastighed på 5,5 km / s, uden for regionen af ringen af Saturn. Den gennemsnitlige afstand fra Titan til overfladen af Saturn er 1, 222 millioner km. Hele systemet ligger i en afstand på 1 mia. 427 mio. Km fra Solen, hvilket er 9,5 gange længere end afstanden mellem vores centrale lysstyrke og Jorden.
Ligesom vores satellit, er "Saturnens Månen" altid vendt til den på den ene side. Dette skyldes synkroniseringen af satellittens rotation omkring sin egen akse med Titans omkreds omkring moderplaneten. En komplet revolution omkring Saturn, den største satellit giver 15 jorddage. På grund af det faktum, at Saturn og dets satellitter har en ret høj vinkel for omdrejningsaksen til ekliptikets akse, er der årstider på overfladen af Titan. Hver 7.5 år på satellitten på Saturn giver sommeren plads til en kold vinterperiode. Ifølge astronomiske observationer i dag på siden af Titan, der vender mod Saturn, er efteråret. Snart vil satellitten forsvinde fra solens stråler bag moderplaneten, og titanhøsten vil blive erstattet af en lang og hård vinter.
Temperaturerne på satellitoverfladen varierer inden for minus 140-180 grader Celsius. De data, der blev opnået fra bordet i Huygens rumproben afslørede en nysgerrig kendsgerning. Forskellen mellem polar og ækvatoriale temperaturer er kun 3 grader. Dette skyldes tilstedeværelsen af en tæt atmosfære, der forhindrer virkningerne af sollys på overfladen af Titan. På trods af atmosfærens høje tæthed er der ingen væskefældning på Titan på grund af de lave temperaturer. Om vinteren dækker overfladen af satellitten sneen fra ethan, vanddamppartikler og ammoniak. Dette er kun en lille del af det, vi ved om Titan. Interessante fakta om Saturns største satellit vedrører bogstaveligt talt ethvert felt, fra astronomi, klimatologi og glaciologi til mikrobiologi.
Titan i al sin herlighed
Indtil for nylig var det meste af oplysningerne om Saturns satellit baseret på visuelle observationer opnået fra Voyager rumsonden, som fejede forbi i 1980 i en afstand af 7000 km. Hubble-teleskopet løftede let sløret om hemmeligholdelse om denne rumobjekt. For at få en ide om satellitens overflade tillod ikke dens tætte atmosfære, som i tæthed og tykkelse er ringere end kun den venusiske og jordbundne luftgaskuvert.
Missionen til den automatiske station Cassini i 2004 bidrog til at fjerne den tåge, der regerede over denne himmellegeme. I fire år var enheden i kredsløb af Saturn, der udførte konsekvent fotografering af hans satellitter og Titan også. Forskning fra Cassini sonden blev udført ved hjælp af et kamera med et infrarødt filter og en speciel radar. Billederne blev taget fra forskellige vinkler i en afstand på 900-2000 km fra overfladen af satellitten.
Kulminationen af undersøgelsen af Titan var landingen på sin overflade af Huygens-sonden, opkaldt efter opdageren af Saturnets satellit. Enheden, der er kommet ind i de tætte lag af atmosfæren af Titan, faldt ned i faldskærm i 2,5 timer. I løbet af denne tid studerede sondens udstyr satellit-atmosfærens sammensætning, fotograferede dens overflade fra en højde på 150, 70, 30, 15 og 10 kilometer. Efter en lang nedstigning landede rumproben på overfladen af Titan, begravet 0,2-0,5 meter i snavset is. Efter landing arbejdede Huygens i lidt mere end en time og sendte en masse nyttige oplysninger direkte til jorden via Cassini AMS direkte fra satellitoverfladen. Takket være fotografier taget fra Cassini AMS og Huygens sonde, producerede forskerholdet et kort over Titan. Desuden besidder forskere nu detaljerede oplysninger om atmosfæren, data om overfladeklima og terrænfunktioner.
Satellit atmosfære
I situationen med Titan, for første gang i færd med at studere og studere solsystemets himmellegemer, havde forskeren mulighed for at studere atmosfæren i detaljer. Satellit Saturn har som forventet en tæt og veludviklet atmosfære, som ikke kun på mange måder ligner jordens gasskal, men overgår også den i masse.
Tykkelsen af det atmosfæriske lag af Titan var 400 km. Hvert lag af atmosfæren har sin egen sammensætning og koncentration. Gassammensætningen er som følger:
- 98,6% efterlader nitrogen N;
- 1,6% i atmosfæren er methan;
- en lille mængde ethan, acetylenforbindelser, propan, carbondioxid og carbonmonoxid, helium og cyan.
Koncentrationen af metan i atmosfæren af satellitten, der starter fra en højde på 30 km, ændres nedad. Når satellitten nærmer sig overfladen, falder mængden af methan til 95%, mens koncentrationen af ethan stiger til 4-4,5%.
Et karakteristisk træk ved luft-gaslaget af satellitten Titan er dets antidyrhuseffekt. Tilstedeværelsen af carbonhydridorganiske molekyler i den nedre atmosfære neutraliserer drivhuseffekten skabt af den enorme koncentration af methan. Som følge heraf bliver overfladen af en himmellegeme afkølet ensartet på grund af tilstedeværelsen af carbonhydrider. Disse samme processer og Saturns gravitationsfelt forårsager cirkulationen af atmosfæren af Titan. Dette billede bidrager til dannelsen af aktive klimatiske processer i Saturns satellit.
Det skal bemærkes, at atmosfæren i satellitten konstant taber sig. Dette skyldes manglen på et kraftfuldt magnetfelt i en himmellegeme, som ikke er i stand til at holde luftgaskuvertet, som er under konstant indflydelse af solvinden og Saturnis tyngdekrafter. Til dato er det atmosfæriske tryk på den satellit-ringede kæmpe 1,5 atm. Dette påvirker altid vejrforholdene, som varierer med koncentrationen af gasser i Titans atmosfære.
Det vigtigste arbejde med at skabe vejr på Titan udføres af tætte skyer, som i modsætning til de jordbaserede luftmasser består af organiske forbindelser. Disse atmosfæriske formationer er kilden til nedbør på Saturns største satellit. På grund af lave temperaturer er atmosfæren i en himmellegeme tør. Den største koncentration af uklarhed findes i polarområderne. På grund af de lave temperaturer er fugtigheden i atmosfæren ekstremt lav, så nedbør på Titan er metan iskrystaller og frost, der består af nitrogen, ethan og ammoniakforbindelser.
Overfladen af Titan og dens struktur
Saturns satellit har ikke kun en interessant atmosfære. Dens overflade er et yderst nysgerrig objekt fra geologiens synspunkt. Under et tykt tæppe metan viste fotolinser og kameraer i Huygens rumsensoren hele kontinenter adskilt af adskillige søer og søer. Som på Jorden er der masser af stenrige og bjergrige formationer på kontinenterne, der er dybe sprækker og depression. De erstattes af store sletter og dale. I den ækvatoriale del af den himmelske krop danner partikler af carbonhydrid og vandis et stort klitterområde. Det antages, at Huygens rumprobe har lavet en landing i et af disse klitter.
Fuld lighed med den levende planet tilføjer tilstedeværelsen af en væskestruktur. På Titan er der opdaget floder med kilder, snoede kanaler og deltaer - de steder, hvor floderne strømmer ind i havbasserne. Ifølge de data, der er taget fra fotografierne, har nogle Titan-floder en kanallængde på mere end 1000 km. Næsten hele Titans væskemasse er koncentreret i havområder og søer, der besidder et imponerende område - op til 30-40% af alle overfladearealer af denne himmellegeme.
Bevis for tilstedeværelsen af store klynger af flydende medium på overfladen af satellitten var et stort lyspunkt, som i lang tid forvirrede astronomer. Derefter blev det bevist, at det lyse område på Titan er en stor pool af flydende kulbrinter, kaldet Krakenhavet. Efter område er dette imaginære reservoir større end den største sø på Jorden - Det Kaspiske Hav. Et andet lige interessant objekt er Liegei-søen - det største naturreservoir for flydende methan og ethan.
Nøjagtige oplysninger om sammensætningen af det flydende medium i havet og søerne Titan blev opnået takket være AMC "Casssini". Ved anvendelse af data fra fotografier og computersimuleringer blev sammensætningen af væsken på Titan bestemt under terrestriske betingelser:
- ethan er 76-80%;
- propan i havene og søerne Titan 6-7%;
- methan står for 5-10%.
Udover de grundlæggende elementer repræsenteret som frosne gasser er hydrogencyanid, butan, buten og acetylen til stede i væsken. Den største ophobning af vand på Titan har en lidt anden karakter end jordens form. På overfladen af satellitten blev der fundet store mængder overophedede isaflejringer bestående af vand og ammoniak. Det antages, at der under overfladen kan være store naturlige reservoarer fyldt med flydende vand med ammoniak opløst i den. I dette aspekt er den interne struktur af satellitten også interessant.
I dag er der forskellige versioner af Titans interne struktur. Som det er tilfældet med alle de jordiske planeter, har den en solid kerne, ikke jern-nikkel, som på solens første fire planeter, men en sten. Dens diameter er ca. 3400-3500 km. Næste kommer den sjove del. I modsætning til Jorden, hvor mantlen begynder efter kernen, er Titan på dette område fyldt med tætte pressede lag vandis og methanhydrat. Der er sandsynligvis et flydende lag mellem de enkelte lag. På trods af dens kulde og stenede natur er satellitten imidlertid i den aktive fase, og tektoniske processer observeres på den. Dette lettes af tidevandsstyrker, som skyldes Saturns gigantiske tyngdekraft.
Mulig fremtid for Titan
At dømme efter data fra undersøgelser udført i det sidste årti, beskæftiger menneskeheden sig med et unikt formål med solsystemet. Det viste sig, at Titan er den eneste himmelske krop, ud over Jorden, som er præget af alle tre typer af aktiviteter. På satellit Saturn er der spor af konstant geologisk aktivitet, som er en bekræftelse af hans levende tektoniske aktivitet.
Naturen af overfladen af Titan er også af stor interesse. Dens struktur, sammensætning og lindring taler for det faktum, at overfladen af Saturns satellit er i konstant bevægelse. Her er, som på Jorden, under påvirkning af vind og nedbør observeret jordosion, forvitring af sten og sedimentering forekommer.
Sammensætningen af atmosfæren i satellitten og de cirkulationsprocesser der forekommer i den dannede klimaet på Titan. Alle disse tegn taler for det faktum, at livet kan eksistere på Titan under visse betingelser. Det vil naturligvis være en anden form for liv fra jordiske organismer, men dets eksistens vil blive en kolossal opdagelse for menneskeheden.
