Sellaiselle innokkaille tutkijoille, jotka ovat kiinnostuneita tutkimukseen soveltuvien maapallon ulkopuolisten maailmojen olemassaolosta, tunnettu lause: "Onko Marsissa elämää, onko elämää Marsissa", ei enää ole merkityksellistä tänään. Kävi ilmi, että aurinkokunnan sisällä on maailmoja, jotka ovat tässä mielessä paljon kiinnostavampia kuin Red Planet. Voimakas esimerkki tästä on Saturnuksen suurin satelliitti, Titan. Kävi ilmi, että tämä taivaallinen ruumis on hyvin samanlainen kuin planeettamme. Tiedemiehen tänään antama tieto mahdollistaa tieteellisen version olemassaolon, jonka mukaan Saatanan satelliitilla Titanissa elämä on melkoinen tosiasia.
Mikä on niin mielenkiintoista Titaanille?
Kun mies on vuosikymmeniä yrittänyt menestyksekkäästi löytää aurinkokuntamme sisällä maailman, joka muistutti ainakin maapalloa kaukaa, tietoa Titanista tuodaan toivoa tieteelliseen yhteisöön. Tiedemiehet ovat kiinnostuneet tästä taivaankappaleesta vuodesta 2005 alkaen, jolloin automaattinen Huygens-anturi laskeutui yhden aurinkokunnan suurimman satelliitin pinnalle. Seuraavien 72 minuutin aikana avaruusaluksen sisäinen valokuva- ja videokamera siirtyi maapallolle tämän kohteen ja muiden videomateriaalien valokuvasta tästä kaukaisesta maailmasta. Jopa niin vähän aikaa, joka on varattu kaukaisen satelliitin instrumentaaliselle tutkimukselle, tutkijat pystyivät saamaan tyhjentävän määrän tietoa.
Titanin pinnan laskeutuminen toteutettiin kansainvälisen Cassini-Huygens-ohjelman puitteissa, jonka tavoitteena oli Saturnuksen ja sen satelliittien tutkiminen. Vuonna 1997 käynnistetty Cassinin automaattinen linja-autoasema on ESA: n ja NASA: n yleinen kehitystyö Saturnusta ja tämän planeetan ympäröivää aluetta varten. Seitsemän vuoden lentämisen jälkeen aurinkokunnan laajennuksista, asema toimitti Huygens-avaruusanturin Titanille. Tämä ainutlaatuinen laite on NASAn ja Italian avaruusjärjestön asiantuntijoiden yhteisen työn hedelmä, jonka tiimi oli asettanut suuria toiveita tähän lentoon.
Tulokset, jotka tutkijat saivat työasemalta "Cassini" ja koettimen "Huygens" hallituksesta, osoittautuivat korvaamattomiksi. Huolimatta siitä, että kaukainen satelliitti ilmestyi maanpäällisten silmien edessä valtavana hiljaisena jään valtakunnana, myöhempi yksityiskohtainen tutkimus kohteen pinnasta muutti Titanin käsitystä. Huygens-koettimella saaduissa valokuvissa oli mahdollista purkaa Saturnuksen satelliitin pinta, joka koostui pääasiassa kiinteän veden jäästä ja orgaanisen luonnon sedimenttikerroksista. Kävi ilmi, että kaukaisen satelliitin tiheässä ja läpäisemättömässä ilmapiirissä on lähes sama koostumus kuin maanpäällisillä ilma-kaasukääreillä.
Tulevaisuudessa Titan-tutkijat heittivät toisen vakavan bonuksen. Ensimmäistä kertaa maapallon ulkopuolisen maapallon avaruuden etsinnän ja tutkimuksen historiassa löydettiin samantyyppisiä nestemäisiä aineita, jotka olivat maapallolla sen olemassaolon alkuvuosina. Taivaankappaleen helpotus täydentää valtamerta, lukuisia järviä ja meriä. Kaikki tämä antaa syyn uskoa, että olemme tekemisissä taivaallisen ruumiin kanssa, joka voisi olla toinen elämän keidas aurinkokuntamme. Saturnuksen satelliitin ilmakehän ja nestemäisen väliaineen koostumuksen tutkimukset paljastivat elintärkeiden aineiden esiintymisen organismien elämässä. Oletetaan, että tietyissä olosuhteissa tämän taivaankappaleen tutkimisessa elävät organismit voidaan havaita Titanissa.
Tältä osin merkitykselliseksi tulee myöhemmin Saturnuksen suurimmasta satelliitista tehty tutkimus. On suuri todennäköisyys, että yhdessä Marsin kanssa on Titan, joka voisi tulla toiseksi kosmiseen kotiin ihmisen sivilisaatiolle.
Akateeminen näkemys Titanista
Titanin koko mahdollistaa sen, että se on aurinkokunnan planeettojen kanssa. Tämä taivaankappale on halkaisijaltaan 5152 km, mikä on suurempi kuin Mercuryn halkaisija (4879 km) ja hieman alle Marsin (6779 km). Titanin massa on 1,3452 · 1023 kg, joka on 45 kertaa pienempi kuin planeettamme massa. Saturnuksen satelliitin massalla on toinen aurinkokunnan järjestelmä, Jupiter - Ganymeden satelliitin takana.
Vaikuttavasta koostaan ja painosta huolimatta Titanin tiheys on pieni, vain 1,8798 g / cm3. Vertailun vuoksi Saturnuksen äiti-planeetan tiheys on vain 687 k / m3. Tutkijat ovat tunnistaneet heikon gravitaatiokentän satelliitista. Vetovoima Titanin pinnalla on 7 kertaa heikompi kuin maalliset parametrit, ja painovoiman kiihtyminen on sama kuin Kuun - 1,88 m / s2 vs. 1,62 m / s2.
Tyypillinen piirre on Titanin asema avaruudessa. Saturnuksen suurin satelliitti pyörii äiti-planeettansa ympärillä elliptisesti kiertoradalla nopeudella 5,5 km / s, Saturnuksen renkaiden ulkopuolella. Keskimääräinen etäisyys Titanista Saturnuksen pintaan on 1, 222 miljoonaa km. Tämä koko järjestelmä sijaitsee 1 miljardin 427 miljoonan kilometrin etäisyydellä auringosta, joka on 9,5 kertaa pidempi kuin keskusvalon ja maan välinen etäisyys.
Kuten satelliittimme, "Saturnuksen kuu" käännetään aina sen puolelle. Tämä johtuu siitä, että satelliitin pyöriminen oman akselinsa ympäri synnyttää Titanin kiertorajan äiti-planeetan ympärille. Täydellinen vallankumous Saturnuksen ympärillä, sen suurin satelliitti tekee 15 maan päivää. Koska Saturnilla ja sen satelliiteilla on melko suuri kulmakulma pyörimisakselissa ekliptisen akselin suuntaan, Titanin pinnalla on vuodenaikoja. Saturnuksen satelliitin jokainen 7,5 maan vuosi, kesä antaa kylmän talven. Astronomisten havaintojen mukaan tänään Satanniin nähden Titanin puolella on syksy. Pian satelliitti katoaa auringon säteistä äidin planeetan takana ja titaanisyksy korvataan pitkällä ja kovalla talvella.
Satelliittipinnan lämpötilat vaihtelevat miinus 140-180 astetta. Huygens-avaruusanturin johtokunnalta saadut tiedot paljastivat utelias tosiasian. Polaarisen ja ekvatoriaalisen lämpötilan välinen ero on vain 3 astetta. Tämä selittyy tiheän ilmakehän läsnäololla, joka estää auringonvalon vaikutukset Titanin pinnalle. Huolimatta ilmakehän suuresta tiheydestä alhaisissa lämpötiloissa Titanissa ei ole nestemäistä saostumista. Talvella satelliitin pinta peittää lumen etaanista, vesihöyryhiukkasista ja ammoniakista. Tämä on vain pieni osa siitä, mitä tiedämme Titanista. Mielenkiintoisia faktoja Saturnuksen suurimmasta satelliitista liittyy kirjaimellisesti mihin tahansa kenttään tähtitieteestä, klimatologiasta ja glaciologiasta mikrobiologiaan.
Titan koko kirkkaudessaan
Viime aikoihin asti suurin osa Saturnus-satelliittia koskevista tiedoista perustui visuaalisiin havaintoihin, jotka saatiin Voyager-avaruusanturista, joka ohitti 1980-luvun 7000 km: n etäisyydellä. Hubble-kaukoputki nosti hieman tätä avaruusobjektia koskevan salaisuuden peitteen. Saadakseen käsityksen satelliitin pinnasta ei sallittu sen tiheä ilmapiiri, jonka tiheys ja paksuus on huonompi kuin Venusian ja maanpäällisen ilma-kaasun kirjekuori.
Cassini-automaattiaseman tehtävä vuonna 2004 auttoi poistamaan sumun, joka hallitsi tätä taivaankappaletta. Neljän vuoden ajan laite oli Saturnan kiertoradalla, ja hän järjesti johdonmukaisesti myös hänen satelliittejaan ja Titania. Cassini-anturin tutkimus tehtiin infrapunasuodattimella varustetun kameran ja erikoisradarin avulla. Kuvat otettiin eri näkökulmista 900-2000 km: n etäisyydellä satelliitin pinnasta.
Titanin tutkimuksen huipentuma oli Huygens-koettimen laskeutuminen sen pinnalle, joka oli nimetty Saturnuksen satelliitin löydön perusteella. Laite, joka on tullut Titanin ilmakehän tiheisiin kerroksiin, laskeutui laskuvarjolla 2,5 tuntia. Tänä aikana koetinlaite tutki satelliitin ilmakehän koostumusta, kuvasi sen pinnan korkeudesta 150, 70, 30, 15 ja 10 kilometriä. Pitkän laskeutumisen jälkeen avaruusanturi laskeutui Titanin pinnalle, haudattiin 0,2-0,5 metriä likaa jäätä. Laskeutumisen jälkeen Huygens työskenteli hieman yli tunnin ajan ja välitti massaa hyödyllistä tietoa suoraan Maahan Cassini AMS: n kautta suoraan satelliittipinnalta. Cassini AMS: n hallituksesta ja Huygens-koettimesta otettujen valokuvien ansiosta tutkijaryhmä teki kartan Titanista. Lisäksi tiedemiehillä on nyt yksityiskohtaisia tietoja ilmakehässään, pinnan ilmasto- ja maasto-ominaisuuksia koskevista tiedoista.
Satelliitti-ilmapiiri
Titanin tilanteessa tutkija oli ensimmäistä kertaa opiskellut ja tutkineet aurinkokunnan taivaankappaleita, ja sillä oli tilaisuus tutkia yksityiskohtaisesti ilmapiiriä. Saturnuksen satelliitilla on odotetusti tiheä ja hyvin kehittynyt ilmapiiri, joka ei pelkästään muistuta maapallon kaasukuorta, vaan myös ylittää sen massan.
Titanin ilmakehän paksuus oli 400 km. Jokaisella ilmakerroksella on oma koostumus ja konsentraatio. Kaasukoostumus on seuraava:
- 98,6% lähtee typestä N;
- 1,6% ilmakehässä on metaani;
- pieni määrä etaania, asetyleeniyhdisteitä, propaania, hiilidioksidia ja hiilimonoksidia, heliumia ja syaania.
Metaanin pitoisuus satelliitin ilmakehässä alkaa 30 km: n korkeudesta alkaen alaspäin. Kun satelliitti lähestyy pintaa, metaanin määrä laskee 95 prosenttiin, kun taas etaanin pitoisuus nousee 4–4,5 prosenttiin.
Satelliitin Titanin ilmakaasukerroksen ominaispiirre on sen kasvihuoneilmiö. Hiilivetyjen orgaanisten molekyylien läsnäolo alemmassa ilmakehässä neutraloi metaanin valtavan pitoisuuden aiheuttaman kasvihuoneilmiön. Tämän seurauksena taivaankappaleen pinta jäähdytetään tasaisesti hiilivetyjen läsnäolon vuoksi. Nämä samat prosessit ja Saturnuksen gravitaatiokenttä aiheuttavat Titanin ilmakehän. Tämä kuva edistää aktiivisten ilmastoprosessien muodostumista Saturnuksen satelliitin ilmapiirissä.
On syytä huomata, että satelliitin tunnelma menettää jatkuvasti painoaan. Tämä johtuu voimakkaan magneettikentän puuttumisesta taivaankappaleessa, joka ei kykene pitämään ilmakaasukuorta, joka on auringon tuulen ja Saturnuksen gravitaatiovoimien jatkuvan vaikutuksen alaisena. Tähän mennessä satelliittirenkaan jättämän jättiläisen ilmakehän paine on 1,5 atm. Tämä vaikuttaa aina sääolosuhteisiin, jotka vaihtelevat Titanin ilmakehän kaasujen pitoisuuden mukaan.
Pääasiallinen työ Titanin sääolosuhteiden luomiseksi tapahtuu tiheillä pilvillä, jotka toisin kuin maanpäälliset ilmamassat koostuvat orgaanisista yhdisteistä. Nämä ilmakehän muodostumat ovat Saturnuksen suurimman satelliitin sademäärän lähde. Alhaisesta lämpötilasta johtuen taivaankappaleen ilmapiiri on kuiva. Suurin pilvipitoisuus on polaarisilla alueilla. Alhaisesta lämpötilasta johtuen ilmakehän kosteus on erittäin alhainen, joten Titanissa saostuminen on metaanijään kiteitä ja pakkasta, jotka koostuvat typen, etaanin ja ammoniakin yhdisteistä.
Titanin pinta ja sen rakenne
Saturnuksen satelliitilla ei ole vain mielenkiintoista tunnelmaa. Sen pinta on erittäin utelias geologian näkökulmasta. Paksu peittoinen metaani, valokuva-objektiivit ja Huygens-avaruusanturin kamerat löysivät koko mantereen, joka oli erotettu lukuisista järvistä ja meristä. Kuten maan päällä, mantereilla on runsaasti kivisiä ja vuoristoisia kokoonpanoja, on syviä rakoja ja masentumia. Ne korvataan suurilla tasangoilla ja laaksoilla. Taivaankappaleen päiväntasaajan osassa hiilivety- ja vesijäämät muodostavat suuren osan dyynit. Oletetaan, että Huygensin avaruusanturi on laskeutunut johonkin näistä dyyneistä.
Täydellinen samankaltaisuus elävän planeetan kanssa lisää nestemäisen rakenteen läsnäoloa. Titanissa on löydetty jokia, joissa on lähteitä, käämityskanavia ja deltoja - paikkoja, joissa jokit virtaavat merialueisiin. Valokuvista saatujen tietojen mukaan joidenkin Titan-jokien kanavan pituus on yli 1000 km. Lähes kaikki Titanin nestemäinen massa on keskittynyt merialueisiin ja järviin, joissa on vaikuttava alue - jopa 30-40% tämän taivaankappaleen kaikista pinta-aloista.
Todiste suurten nestemäisten väliaineiden klustereiden esiintymisestä satelliitin pinnalla oli valtava valopilkku, joka jo pitkään hämmentää tähtitieteilijöitä. Myöhemmin todettiin, että Titanin valoisa alue on valtava nestemäisten hiilivetyjen allas, jota kutsutaan Kraken-mereksi. Alueittain tämä kuvitteellinen säiliö on suurempi kuin maan suurin järvi - Kaspianmeri. Toinen yhtä mielenkiintoinen kohde on Liegei-meri - suurin luonnon nestemäisen metaanin ja etaanin säiliö.
Tarkka tieto Titanin merien ja järvien nestemäisen väliaineen koostumuksesta saatiin AMC "Casssinin" työn avulla. Valokuvien ja tietokonenäytteiden avulla Titanissa olevan nesteen koostumus määritettiin maanpäällisissä olosuhteissa:
- etaani on 76 - 80%;
- propaani meren ja Titanin järvissä 6-7%;
- metaanin osuus on 5–10%.
Jäähdytyskaasuina esitettyjen peruselementtien lisäksi nesteessä on vedyn syanidia, butaania, buteenia ja asetyleeniä. Veden pääkertyminen Titanilla on hieman erilainen kuin maan muodossa. Satelliitin pinnalla havaittiin valtavia määriä ylikuumentuneita jään kerrostumia, jotka koostuivat vedestä ja ammoniakista. Oletetaan, että pinnan alla voi olla suuria luonnollisia säiliöitä, jotka on täytetty nestemäisellä vedellä, ja siinä oleva ammoniakki. Tässä mielessä myös satelliitin sisäinen rakenne on mielenkiintoinen.
Nykyään Titanin sisäisestä rakenteesta on erilaisia versioita. Kuten kaikkien maanpäällisten planeettojen kohdalla, sillä on kiinteä ydin, ei rauta-nikkeli, kuten aurinkokunnan ensimmäiset neljä planeettaa, mutta kivi. Sen halkaisija on noin 3400-3500 km. Seuraavaksi tulee hauska osa. Toisin kuin Maa, jossa vaippa alkaa ytimen jälkeen, Titanissa tämä tila on täynnä tiheitä puristettuja vesijään ja metaanihydraatin kerroksia. Yksittäisten kerrosten väliin on luultavasti nestekerros. Kuitenkin kylmyydestään ja kivistä luonteestaan huolimatta satelliitti on aktiivisessa vaiheessa ja siinä havaitaan tektonisia prosesseja. Tätä helpottavat Saturnuksen valtavan painovoiman aiheuttamat vuoroveden voimat.
Titanin mahdollinen tulevaisuus
Viimeisen vuosikymmenen aikana tehtyjen tutkimusten perusteella ihmiskunta käsittelee aurinkokunnan ainutlaatuista kohdetta. Kävi ilmi, että Titan on ainoa taivaankappale maan lisäksi, jolle on ominaista kaikki kolme toiminnan tyyppiä. Saturnuksen satelliitissa on jälkiä jatkuvasta geologisesta aktiivisuudesta, joka on hänen elävän tektonisen aktiivisuutensa vahvistus.
Titanin pinnan luonne on myös erittäin kiinnostava. Sen rakenne, kokoonpano ja helpotus puhuvat siitä, että Saturnin satelliitin pinta on jatkuvasti liikkeessä. Täällä, kuten maapallolla, havaitaan tuulen ja saostumisen vaikutuksesta maaperän eroosio, kallioiden säätyminen ja sedimentaatio.
Satelliitin ilmakehän koostumus ja siinä esiintyvät kiertoprosessit muodostivat Titanille ilmaston. Kaikki nämä merkit kannattavat sitä, että elämä voi esiintyä Titanissa tietyin edellytyksin. Luonnollisesti se on erilainen elämänmuoto maallisista organismeista, mutta sen olemassaolo tulee olemaan valtava löytö ihmiskunnalle.
