Selliste entusiastlike teadlaste kategooria jaoks, kes on huvitatud uurimiseks sobivate maaväliste maailmade olemasolust, on tuntud fraas: "Kas Marsil on elu, kas Marsil on elu", ei ole enam asjakohane. Selgus, et päikesesüsteemis on maailmas maailmad, mis on selles mõttes palju huvitavamad kui Red Planet. Elav näide sellest on Saturni suurim satelliit, Titan. Selgus, et see taevane keha on meie planeedile väga sarnane. Teave, mida teadlased täna lubavad, on teadusliku versiooni olemasolu, et elu Saatanal satelliidil Titanil on üsna tõsine.
Mis on nii huvipakkuvad titaanlased?
Pärast seda, kui mees on aastakümneid püüdnud oma päikesesüsteemis õnnestumata leida maailma, mis sarnaneb kaugelt kaugele meie Maale, pani Titani teadlikkus teadusringkondadesse. Teadlased on muutunud sellest taevakehast huvitatud alates 2005. aastast, kui automaatne Huygens sond maandus ühe päikesesüsteemi ühe suurima satelliidi pinnale. Järgmise 72 minuti jooksul edastas kosmoseaparaadi pardal olev foto- ja videokaamera Maa peale selle objekti ja teiste videomaterjalide fotot selle kaugema maailma kohta. Isegi sellise kaugema satelliidi instrumentaalse uurimise jaoks määratud piiratud aja jooksul said teadlased ammendava teabe.
Titani maandumine viidi läbi rahvusvahelise programmi Cassini-Huygens raames, mille eesmärk oli Saturni ja selle satelliitide uurimine. 1997. aastal käivitatud Cassini automaatne planeerimisjaam on ESA ja NASA üldine arendus, et uurida üksikasjalikult Saturni ja selle planeedi ümbrust. Pärast seitsmeaastast lendamist üle Päikesesüsteemi laienduste andis jaam edasi Huygens'i kosmosetesti Titanile. See ainulaadne seade on NASA ja Itaalia kosmoseagentuuri ekspertide ühise töö tulemus, kelle meeskond oli selle lennuga väga lootnud.
Tulemused, mida teadlased said tööjaamast "Cassini" ja sondi "Huygens" juhatusest, osutusid hindamatuks. Hoolimata asjaolust, et kauge satelliit ilmus maismaalaste silme all kui tohutu vaikne kuningriik, muutis objekti põhjalik uurimine Titani tajumist. Huygens'i sondi abil saadud fotodel oli võimalik Saturni satelliidi pind lahti võtta, mis koosnes põhiliselt väikese detailina tahke vee jääst ja orgaanilise loodusega settekihtidest. Selgus, et kauge satelliidi tihe ja läbitungimatu atmosfäär on peaaegu sama, mis maapealse õhu-gaasi ümbrikus.
Tulevikus viskasid Titani teadlased veel ühe tõsise boonuse. Esimest korda maavälise ruumi uurimise ja uurimise ajaloos leiti sama laadi vedelad ained, mis olid Maal planeedi algusaastatel olemas. Taevakeha reljeef täiendab suurt ookeani, arvukaid järvi ja mere. Kõik see annab alust uskuda, et tegemist on taevakehaga, mis võiks olla meie päikesesüsteemis veel üks oaas. Saturni satelliidi atmosfääri ja vedela keskkonna koosseisu uuringud näitasid organismide eluks oluliste ainete olemasolu. Eeldatakse, et teatud taevakeha uurimise tingimustes on Titanil võimalik elusorganisme avastada.
Sellega seoses muutub asjakohane Saturni suurima satelliidi uuring. On suur tõenäosus, et koos Marsiga on Titan võimalik saada teise tsivilisatsiooni kosmiliseks koduks.
Titani akadeemiline vaade
Titani suurus võimaldab tal olla päikesesüsteemi planeetidega. Taevakeha läbimõõt on 5152 km, mis on suurem kui Mercury (4879 km) ja veidi vähem kui Mars (6779 km). Titani mass on 1,3452 · 1023 kg, mis on 45 korda väiksem kui meie planeedi mass. Saturni satelliidi mass on teine päikesesüsteemis, Jupiteri - Ganymede'i satelliidi taga.
Vaatamata oma muljetavaldavale suurusele ja kaalule on Titanil väike tihedus, ainult 1,8798 g / cm³. Võrdluseks võib öelda, et Saturna emadiplomi tihedus on vaid 687 k / m3. Teadlased on tuvastanud satelliidilt nõrga gravitatsiooniväli. Tõmbejõud Titani pinnal on maapealseid parameetreid 7 korda nõrgem ning gravitatsiooni kiirenemine on sama kui Kuu - 1,88 m / s2 versus 1,62 m / s2.
Iseloomulik on Titani positsioon ruumis. Saturni suurim satelliit pöörleb ümber oma emaplaani elliptilises orbiidis kiirusega 5,5 km / s, olles väljaspool Saturni rõngaste piirkonda. Keskmine kaugus Titanist Saturni pinnale on 1, 222 miljonit km. See kogu süsteem asub 1 miljardi 427 miljoni kilomeetri kaugusel Päikesest, mis on 9,5 korda pikem kui meie keskvalgusti ja Maa vaheline kaugus.
Nagu meie satelliit, pöörab "Saturni Moon" alati selle poole ühele küljele. Selle põhjuseks on satelliidi pöörlemise sünkroniseerimine oma telje ümber koos Titani orbiidi perioodiga ema planeedi ümber. Täielik revolutsioon Saturni ümber, selle suurim satelliit teeb 15 Maa päeva. Kuna Saturnil ja selle satelliitidel on pöörlemistelje üsna kõrge kaldenurk ekliptika teljele, on Titani pinnal hooajal. Iga 7,5-aastane Maa Saturni satelliidil annab suvele külma talve. Astronoomiliste tähelepanekute kohaselt on täna Satanni ees olev Titani pool sügis. Varsti kaob satelliit päikesekiirte eest emaplaadi taga ja titaani sügisel asendatakse pikk ja äge talv.
Satelliitpinna temperatuurid varieeruvad miinus 140-180 kraadi Celsiuse järgi. Huygens'i kosmosemõõtja juhatusest saadud andmed näitasid uudishimulikku asjaolu. Erinevus polaarsete ja ekvatoriaalsete temperatuuride vahel on ainult 3 kraadi. See on seletatav tiheda atmosfääriga, mis takistab päikesevalguse mõju Titani pinnale. Vaatamata atmosfääri suurele tihedusele on madalatel temperatuuridel Titanil vedelad sademed. Talvel katab satelliidi pind etaani, veeauruosakeste ja ammoniaagi lume. See on vaid väike osa sellest, mida me Titani kohta teame. Huvitavaid fakte Saturni suurima satelliidi kohta on sõna otseses mõttes mis tahes valdkonnas, alates astronoomiast, klimatoloogiast ja glacioloogiast, kuni mikrobioloogiani.
Titan kogu oma hiilguses
Kuni viimase ajani põhines enamik Saturni satelliidi kohta visuaalsetest tähelepanekutest, mis saadi Voyageri kosmosesondilt, mis möödas 1980. aastal 7000 km kaugusel. Hubble'i teleskoop tõstis veidi selle ruumiobjekti salajaset peitet. Et saada ettekujutust satelliidi pinnast, see ei võimaldanud selle tihedat atmosfääri, mis tiheduses ja paksuses on madalam ainult Venusia ja maapealse õhu-gaasi ümbrikust.
Cassini automaatse jaama missioon 2004. aastal aitas eemaldada udu, mis valitses selle taevakeha üle. Nelja aasta jooksul oli seade Saturni orbiidil, teostades järjepidevalt ka oma satelliite ja Titanit. Cassini sondi uurimine viidi läbi kaamera abil infrapunafiltriga ja spetsiaalse radariga. Fotod võeti erinevatest nurkadest satelliidi pinnast 900-2000 km kaugusel.
Titani uuringu kulminatsioon oli Huygens'i sondi maandumine tema pinnale, mis sai nimeks Saturni satelliidi avastaja. Seade, mis on sisenenud Titani atmosfääri tihedatesse kihtidesse, laskus langevarjus 2,5 tundi. Selle aja jooksul uuris sondi varustus satelliidi atmosfääri koostist, pildistas selle pinna 150, 70, 30, 15 ja 10 kilomeetri kõrgusest. Pärast pikka laskumist maandus kosmosesond Titani pinnale, maetud 0,2-0,5 meetrit määrdunud jääle. Pärast maandumist töötasid Huygens natuke rohkem kui tund, edastades Cassini AMSi kaudu otse satelliitpinnalt otse kasulikku teavet Maale. Tänu fotodele, mis on võetud Cassini AMSi juhatusest ja Huygens'i sondist, koostas teadlaste meeskond Titani kaardi. Lisaks omasid teadlased nüüd üksikasjalikku teavet oma atmosfääri, pinna kliima- ja maastikuomaduste kohta.
Kaabel-atmosfäär
Titani olukorras oli teadlasel esimest korda päikesesüsteemi taevakehade õppimise ja õppimise protsessis võimalus põhjalikult uurida atmosfääri. Nagu oodatud, on Saturni satelliidil tihe ja hästi arenenud õhkkond, mis mitte ainult ei sarnane Maa gaasikestale, vaid ületab ka massi.
Titani atmosfäärikihi paksus oli 400 km. Igal atmosfääri kihil on oma koostis ja kontsentratsioon. Gaasi koostis on järgmine:
- 98,6% jätab lämmastiku N;
- 1,6% atmosfääris on metaan;
- väike kogus etaani, atsetüleenühendeid, propaani, süsinikdioksiidi ja süsinikmonooksiidi, heeliumi ja tsüaan.
Metaani kontsentratsioon satelliidi atmosfääris, alates 30 km kõrgusest, muutub allapoole. Kuna satelliit läheneb pinnale, väheneb metaani kogus 95% -ni, samas kui etaani kontsentratsioon suureneb 4–4,5% -ni.
Satelliidi Titan õhu-gaasikihi iseloomulik tunnus on selle kasvuhooneefekt. Süsivesinike orgaaniliste molekulide olemasolu alumises atmosfääris neutraliseerib kasvuhooneefekti, mis tekib metaani suure kontsentratsiooni tõttu. Selle tulemusena jahutatakse taevakeha pind ühtlaselt süsivesinike tõttu. Need samad protsessid ja Saturni gravitatsiooniväli põhjustavad Titani atmosfääri ringluse. See pilt aitab kaasa aktiivsete klimaatiliste protsesside tekkimisele Saturni satelliidi atmosfääris.
Tuleb märkida, et satelliidi õhkkond kaotab pidevalt kaalu. See on tingitud võimsa magnetvälja puudumisest taevakehas, mis ei suuda hoida õhu-gaasi ümbrist, mis on päikese tuule ja Saturni gravitatsioonijõudude pideva mõju all. Praeguseks on atmosfäärirõhk satelliitsilindriga hiiglasele 1,5 atm. See mõjutab alati ilmastikutingimusi, mis varieeruvad sõltuvalt gaasi kontsentratsioonist Titani atmosfääris.
Peamine töö Titanil ilmastikutingimuste loomisel toimub tihedate pilvedega, mis erinevalt maapealsetest õhumassidest koosnevad orgaanilistest ühenditest. Need atmosfääri moodustised on sadurite allikas Saturni suurimale satelliidile. Madalate temperatuuride tõttu on taevakeha õhk kuiv. Suurim hägususe kontsentratsioon on leitud polaarsetes piirkondades. Madalate temperatuuride tõttu on atmosfääri niiskus äärmiselt madal, mistõttu Titani sadestamine on metaani jääkristallid ja külm, mis koosneb lämmastiku, etaani ja ammoniaagi ühenditest.
Titani pind ja selle struktuur
Saturni satelliidil ei ole mitte ainult huvitavat atmosfääri. Selle pind on geoloogia seisukohalt äärmiselt uudishimulik objekt. Paksuga metaani, fotoobjektiivide ja Huygens'i kosmosesondi kaamerate all leidsid terve kontinendi, mida eraldasid paljud järved ja mered. Nagu Maa peal, on kontinendil palju kiviseid ja mägiseid kooslusi, seal on sügavad pragud ja süvendid. Neid asendab suur tasandik ja orud. Taevakeha ekvaatorilises osas moodustavad süsivesinike ja veejäägi osakesed tohutu hulk luite. Eeldatakse, et Huygens'i kosmosesond on maandunud ühte nendest luidetest.
Täielik sarnasus elava planeediga lisab vedeliku struktuuri. Titanil on avastatud jõed, millel on allikad, mähisekanalid ja deltad - kohad, kus jõed voolavad merepiirkondadesse. Fotode põhjal saadud andmete kohaselt on mõned Titani jõed kanali pikkusega üle 1000 km. Peaaegu kogu Titani vedelmass on koondunud merebasseinidesse ja järvedesse, mis asuvad muljetavaldaval alal - kuni 30-40% kõigist taevakeha pindadest.
Suurte vedelkeskkonna klastrite olemasolu satelliidi pinnal oli tohutu särav täpp, mis pikka aega segadusse astronoomid. Seejärel tõestati, et Titani helge ala on suur vedelate süsivesinike kogum, mida nimetatakse Krakeni mereks. Piirkonna järgi on see kujuteldav reservuaar suurem kui suurim järv Maal - Kaspia mere ääres. Veel üks huvitav objekt on Liegei meri - suurim looduslik vedelik-metaani ja etaani reservuaar.
Täpne teave Titani merede ja järvede vedela keskkonna koostise kohta saadi AMC "Casssini" töö kaudu. Kasutades fotode ja arvuti simulatsioonide andmeid, määrati Titani vedeliku koostis maapealsetel tingimustel:
- etaan on 76-80%;
- propaan mere- ja Titani järvedes 6-7%;
- metaan moodustab 5-10%.
Lisaks põhielementidele, mis on esindatud külmutatud gaasidena, on vedelikus vesiniktsüaniid, butaan, buteen ja atsetüleen. Peamine vee kogunemine Titanil on natuke erinev maapinnast. Satelliidi pinnal leiti tohutuid koguseid ülekuumenenud jääveest, mis koosnes veest ja ammoniaagist. Eeldatakse, et pinna all võivad olla suured looduslikud reservuaarid, mis on täidetud veega ja selles lahustunud ammoniaak. Selles aspektis on ka satelliidi sisemine struktuur huvitav.
Täna on Titani sisemise struktuuri erinevad versioonid. Nagu kõigi maapealsete planeetide puhul, on sellel tahke tuum, mitte raua-nikkel, nagu päikesesüsteemi esimesel neljal planeedil, kuid kivi. Selle läbimõõt on umbes 3400-3500 km. Järgmine on lõbus osa. Erinevalt Maast, kus mantel algab pärast südamikku, täidetakse see ruum Titanis tiheda pressitud vee jää ja metaanhüdraadi kihiga. Üksikute kihtide vahel on tõenäoliselt vedel kiht. Vaatamata sellele, et satelliit on külma ja kivise iseloomuga, on see aktiivses faasis ja selles on täheldatud tektonilisi protsesse. Seda hõlbustavad loodete jõud, mis on põhjustatud Saturni hiiglaslikust gravitatsioonist.
Titani võimalik tulevik
Viimasel kümnendil läbi viidud uuringute andmete põhjal tegeleb inimkond päikesesüsteemi ainulaadse objektiga. Selgus, et Titan on lisaks Maa peale ainus taevakeha, mida iseloomustavad kõik kolm liiki tegevus. Saturni satelliidil on püsiva geoloogilise aktiivsuse jälgi, mis kinnitab tema elavat tektonilist aktiivsust.
Titani pinna olemus on samuti suur huvi. Selle ülesehitus, koosseis ja leevendus räägivad sellest, et Saturni satelliidi pind on pidevas liikumises. Siin, nagu ka Maal, täheldatakse tuulte ja sademete mõjul mulla erosiooni, tekib kivide ilmastikumõju ja settimine.
Satelliidi atmosfääri koosseis ja selles esinevad ringlusprotsessid moodustasid Titanis kliima. Kõik need märgid toetavad asjaolu, et Titanis võib elu teatud tingimustel eksisteerida. Loomulikult on see maise organismide erinev eluviis, kuid selle olemasolu muutub inimkonnale kolossaalseks avastuseks.
