För den kategori av entusiastiska forskare som är intresserade av existerande världar som är lämpliga för utforskning, är den välkända frasen: "Finns det livet på Mars, finns det livet på Mars", har upphört att vara relevant idag. Det visade sig att det finns världar inom solsystemet som är mycket mer intressanta i denna aspekt än den röda planeten. Ett levande exempel på detta är Saturnus största satellit, Titan. Det visade sig att denna himmelska kropp liknar vår planet. Den information som forskare har idag möjliggör förekomsten av en vetenskaplig version att livet på Satans satellit på Titan är ett faktum.
Vad är så intressant för earthlings Titan?
Efter att en man i årtionden försökt lyckas hitta en värld inom vårt solsystem som åtminstone liknade vår jord från fjärran, informerade Titan om hopp i det vetenskapliga samfundet. Forskare har blivit intresserade av denna himmelska kropp, som började 2005, då en automatisk Huygens-prob landade på ytan av en av Solens största satelliter. Under de närmaste 72 minuterna överförde rymdfarkostens inbyggda foto- och videokamera en bild av ytan på detta objekt och andra videomaterial om denna avlägsna värld. Även för en så begränsad tid som tilldelats för instrumentell forskning av en avlägsen satellit, kunde forskare få en uttömmande mängd information.
Landning på Titans yta utfördes inom ramen för det internationella programmet "Cassini-Huygens", som syftade till studien av Saturnus och dess satelliter. Den automatiska interplanetarstationen Cassini lanserades 1997 och är en generell utveckling av ESA och NASA för en detaljerad studie av Saturnus och det omgivande området på denna planet. Efter 7 års flygning över solsystemets utlopp levererade stationen Huygens rymdsonden till Titan. Denna unika enhet är frukten av det gemensamma arbetet med experter från NASA och den italienska rymdorganisationen, vars lag hade lagt stora förhoppningar på detta flyg.
De resultat som forskare från arbetsstationen "Cassini" och från styrelsen för sonden "Huygens" visade sig vara ovärderliga. Trots det faktum att den avlägsna satelliten uppträdde inför jordens ögon som ett stort tyst isrände, förändrade den efterföljande detaljerade studien av objektets yta uppfattningen om Titan. I fotografierna som erhölls med hjälp av Huygens-proben var det möjligt att demontera Saturns satellits yta, som i huvudsak bestod av fasta vattenis och sedimentära lager av organisk natur, i minsta detalj. Det visade sig att den täta och ogenomträngliga atmosfären i en avlägsen satellit har nästan samma sammansättning som det jordbundna luftgaskuvertet.
I framtiden kastade Titans forskare en annan seriös bonus. För första gången i historien om utforskning och studier av utomjordisk rymd utanför jorden, hittades den flytande materien av samma natur som fanns på planeten Jorden under de första åren av dess existens. Den himmelska kroppens lättnad kompletterar det stora havet, många sjöar och hav. Allt detta ger anledning att tro att vi har att göra med en himmelsk kropp, som kan vara en annan oas av livet i vårt solsystem. Studier av Saturns satellit-sammansättning och flytande medium avslöjade förekomsten av väsentliga ämnen för organismens liv. Det antas att under vissa förutsättningar som studerar denna himmelska kropp kan levande organismer detekteras på Titan.
I detta avseende blir den efterföljande studien av Saturns största satellit relevant. Det är hög sannolikhet att tillsammans med Mars är det Titan som kan bli det andra kosmiska hemmet för mänsklig civilisation.
Akademisk syn på Titan
Titans storlek gör att den kan vara med solsystemets planeter. Denna himmelska kropp har en diameter på 5152 km, vilket är större än kvicksilverdiametern (4879 km) och något mindre än Mars (6779 km). Titans massa är 1.3452 · 1023 kg, vilket är 45 gånger mindre än vår planets massa. På satelliten av Saturnus är den andra i solsystemet, bakom satellit Jupiter - Ganymede.
Trots sin imponerande storlek och vikt har Titan en låg densitet, endast 1,8798 g / cm³. För jämförelse är densiteten hos moderplanets Saturnus endast 687 k / m3. Forskare har identifierat ett svagt gravitationsfält från en satellit. Åtgärdskraften på ytan av Titan är 7 gånger svagare än de jordiska parametrarna, och tyngdkraftsaccelerationen är densamma som på månen - 1,88 m / s2 mot 1,62 m / s2.
En karakteristisk egenskap är Titans position i rymden. Saturns största satellit roterar runt sin moderplan i en elliptisk bana med en hastighet av 5,5 km / s, som ligger utanför regionen av Saturns ringar. Det genomsnittliga avståndet från Titan till Saturns yta är 1 222 miljoner km. Hela systemet ligger på ett avstånd av 1 miljarder 427 miljoner km från solen, vilket är 9,5 gånger längre än avståndet mellan vårt centrala luminarium och jorden.
Liksom vår satellit, är "Saturnens Moon" alltid vänt åt den åt sidan. Detta beror på synkroniseringen av satellitens rotation runt sin egen axel med Titans omloppsperiod kring moderplaneten. En komplett revolution kring Saturnus, dess största satellit gör för 15 jorddagar. På grund av det faktum att Saturnus och dess satelliter har en ganska hög lutningsvinkel för rotationsaxeln till ekliptikens axel, finns årstider på ytan av Titan. Varje 7,5 jord år på satelliten av Saturnus ger sommaren plats för en kall vinterperiod. Enligt astronomiska observationer idag på sidan av Titan, som vetter mot Saturnus, är höst. Snart kommer satelliten att försvinna från solens strålar bakom moderplaneten och titanhösten kommer att ersättas av en lång och hård vinter.
Temperaturerna på satellitytan varierar inom minus 140-180 grader Celsius. Uppgifterna från Huygens rymdsondens styrelse avslöjade ett nyfiken faktum. Skillnaden mellan polära och ekvatoriska temperaturer är bara 3 grader. Detta förklaras av närvaron av en tät atmosfär som förhindrar effekterna av solljus på ytan av Titan. Trots atmosfärens höga densitet, på grund av de låga temperaturerna, finns det ingen vätskautfällning på Titan. På vintern täcker ytan av satelliten snön från etan, vattenånga och ammoniak. Det här är bara en liten del av vad vi vet om Titan. Intressanta fakta om Saturns största satellit hänför sig till bokstavligen något fält, från astronomi, klimatologi och glaciologi till mikrobiologi.
Titan i all sin härlighet
Fram till nyligen var det mesta av informationen om Saturns satellit baserad på visuella observationer som erhållits från Voyager rymdsonden, som svepte förbi 1980 på ett avstånd av 7000 km. Hubble-teleskopet lyfte upp slöjan av sekretess om detta rymdobjekt. För att få en uppfattning om satellitens yta tillätde den inte sin täta atmosfär, vilken i densitet och tjocklek är mindre än det venusiska och jordbundna luftgaskuvertet.
Uppdraget för den automatiska stationen Cassini 2004 hjälpte till att ta bort den dimma som regerade över denna himmelska kropp. Under fyra år var enheten i en bana av Saturnus, som utför konsekvent fotografering av sina satelliter och Titan också. Forskning från Cassini-sonden utfördes med hjälp av en kamera med infrarött filter och en speciell radar. Bilderna togs från olika vinklar på ett avstånd av 900-2000 km från satellitytans yta.
Kulminationen av studien av Titan var landningen på sin yta av Huygens-proben, uppkallad efter upptäckten av Saturns satellit. Anordningen, som har kommit in i de täta skikten i atmosfären av Titan, faller ned genom fallskärm i 2,5 timmar. Under denna tid studerade sondens utrustning satellits atmosfärs sammansättning, fotograferade sin yta från en höjd av 150, 70, 30, 15 och 10 kilometer. Efter en lång nedstigning landade rymdsonden på ytan av Titan, begravd 0,2-0,5 meter i smutsig is. Efter landning arbetade Huygens lite mer än en timme och sände en massa användbar information direkt till jorden via Cassini AMS direkt från satellitytan. Tack vare fotografier som tagits från styrelsen för Cassini AMS och Huygens-proben, producerade forskargruppen en karta över Titan. Dessutom hade forskare nu detaljerad information om sin atmosfär, data om ytklimat och terrängfunktioner.
Satellit atmosfär
I läget med Titan, för första gången som studerade och studerade solsystemets himmelska kroppar, fick forskaren möjlighet att studera atmosfären i detalj. Satellit Saturnus har som förväntat en tät och välutvecklad atmosfär som inte bara på många sätt liknar jordens gasskal, men överträffar den också i massa.
Tjockleken på det atmosfäriska lagret av Titan var 400 km. Varje skikt av atmosfären har sin egen sammansättning och koncentration. Gaskompositionen är som följer:
- 98,6% lämnar kväve N;
- 1,6% i atmosfären är metan;
- en liten mängd etan, acetylenföreningar, propan, koldioxid och kolmonoxid, helium och cyan.
Koncentrationen av metan i atmosfären i satelliten, från en höjd av 30 km, ändras nedåt. När satelliten närmar sig ytan minskar metanmängden till 95%, medan koncentrationen av etan ökar till 4-4,5%.
En karakteristisk egenskap hos luftgaskiktet hos satelliten Titan är dess växthuseffekt. Närvaron av kolväteorganiska molekyler i den nedre atmosfären neutraliserar växthuseffekten som skapas av den stora metankoncentrationen. Som en följd av detta kyles ytan av en celestial kropp jämnt på grund av närvaron av kolväten. Dessa samma processer och Saturnus gravitationsfält orsakar cirkulationen av atmosfären av Titan. Denna bild bidrar till bildandet av aktiva klimatprocesser i Saturns satellit.
Det bör noteras att atmosfären i satelliten ständigt förlorar vikt. Detta beror på avsaknaden av ett kraftfullt magnetfält i en himmelsk kropp, som inte kan hålla luftgaskärlet, som är under konstant påverkan av solvinden och gravitationskrafterna av Saturnus. Hittills är atmosfärstrycket på den satellit-ringade jätten 1,5 atm. Detta påverkar alltid väderförhållandena, som varierar med koncentrationen av gaser i Titans atmosfär.
Huvudarbetet med att skapa väder på Titan utförs av täta moln, som till skillnad från de jordbundna luftmassorna består av organiska föreningar. Dessa atmosfäriska formationer är källan till nederbörd på Saturns största satellit. På grund av låga temperaturer är atmosfären i en himmelleg kropp torr. Den största koncentrationen av molnighet finns i polarområdena. På grund av de låga temperaturerna är fuktigheten i atmosfären extremt låg, så nederbörd på Titan är metan-iskristaller och frost, som består av kväve, etan och ammoniakföreningar.
Ytan på Titan och dess struktur
Saturnus satellit har inte bara en intressant atmosfär. Dess yta är ett extremt nyfiken objekt ur geologins synvinkel. Under en tjock filt av metan hittade fotolinser och kameror från Huygens rymdsonden hela kontinenterna separerade av många sjöar och hav. Liksom på jorden finns det massor av steniga och bergiga formationer på kontinenterna, det finns djupa sprickor och fördjupningar. De ersätts av stora slätter och dalar. I den ekvatoriella delen av den himmelska kroppen bildar partiklar av kolväte och vattenis en stor sanddyner. Det antas att Huygens rymdsond har gjort en landning i en av dessa sanddyner.
Full likhet med den levande planet lägger till närvaron av en flytande struktur. På Titan, har floder som har källor, slingrande kanaler och deltas - de platser där floderna strömmar i sjöbassängerna - upptäckts. Enligt uppgifterna från fotografierna har vissa Titan-floder en kanallängd på mer än 1000 km. I stort sett hela Titanens flytande massa är koncentrerad i marina bassänger och sjöar, som upptar ett imponerande område - upp till 30-40% av alla yta i denna himmelska kropp.
Bevis på närvaron av stora kluster av flytande medium på ytan av satelliten var en stor ljuspunkt, som länge förvirrade astronomer. Därefter visades att det ljusa området på Titan är en stor pool av flytande kolväten, kallad Krakenhavet. Av området är denna imaginära reservoar större än den största sjön på jorden - Kaspiska havet. Ett annat lika intressant objekt är Liegei-havet - den största naturreservat för flytande metan och etan.
Noggrann information om sammansättningen av det flytande mediet på havet och sjöarna i Titan erhölls tack vare AMC "Casssini". Med hjälp av data från fotografier och datorsimuleringar bestämdes vätskans sammansättning på Titan under terrestriska förhållanden:
- etan är 76-80%;
- propan i havet och sjöarna av Titan 6-7%;
- metan står för 5-10%.
Förutom de grundläggande elementen som representeras som frusna gaser finns vätecyanid, butan, buten och acetylen närvarande i vätskan. Huvudansamlingen av vatten på Titan har en något annorlunda natur från jordens form. På ytan av satelliten hittades enorma mängder överhettade isfyllningar bestående av vatten och ammoniak. Det antas att under ytan kan vara stora naturreservat fyllda med flytande vatten med ammoniak upplöst i den. I denna aspekt är den inre strukturen hos satelliten också intressant.
Idag finns det olika versioner av Titans interna struktur. Såsom är fallet med alla markplaneter har den en fast kärna, inte järnnickel, som på solens första fyra planeter, utan en sten. Diametern är ca 3400-3500 km. Nästa kommer den roliga delen. Till skillnad från jorden, där manteln börjar efter kärnan, på Titan fylls detta utrymme av täta pressade lager av vattenis och metanhydrat. Det finns förmodligen ett flytande lager mellan de enskilda skikten. Men trots sin kyla och steniga natur är satelliten i aktiv fas och tektoniska processer observeras på den. Detta underlättas av tidvattenstyrkor som orsakas av Saturnus gigantiska tyngdkraft.
Möjlig framtid för Titan
Att döma av data från studier som genomförts under det senaste decenniet handlar om mänskligheten med ett unikt föremål för solsystemet. Det visade sig att Titan är den enda himmelska kroppen, förutom jorden, som kännetecknas av alla tre typer av aktiviteter. På satellit Saturnus finns spår av konstant geologisk aktivitet, vilket är en bekräftelse på hans levande tektoniska aktivitet.
Naturen på ytan av Titan är också av stort intresse. Dess struktur, komposition och lättnad talar för det faktum att Saturns satellityta är i ständig rörelse. Här, som på jorden, under påverkan av vind och nederbörd, observeras jorderosion, förväxling av stenar och sedimentering uppträder.
Sammansättningen av atmosfären i satelliten och de cirkulationsprocesser som förekommer i den bildade klimatet på Titan. Alla dessa tecken talar för det faktum att livet kan existera på Titan under vissa förutsättningar. Naturligtvis kommer det att vara en annan form av liv från jordiska organismer, men dess existens kommer att bli en kolossal upptäckt för mänskligheten.
