V starodavnem grškem izročilu so bili Titani velikanska božanstva neverjetne moči, ki so vladala v legendarni Zlati dobi in rodila olimpijske bogove, ki jih vsi poznamo in imamo radi. Saturn Največja luna, znana kot Titan, je zato ustrezno poimenovana. Poleg tega, da je največja Saturnova luna - in druga največja luna v Solarni sistem (po Jupitrovi luni Ganimed ) – prostorninsko je večji od celo najmanjšega planeta, Merkur .
Poleg svoje velikosti je Titan fascinanten tudi zato, ker je edini naravni satelit, za katerega je znano, da ima a gosto ozračje , dejstvo, ki je do nedavnega zelo oteževalo študij. Poleg vsega je to edini predmet razen Zemlje, kjer so našli jasne dokaze o stabilnih telesih površinske tekočine. Zaradi vsega tega je Titan osrednja točka velike radovednosti in odlična lokacija za prihodnje znanstvene misije.
Odkritje in poimenovanje:
Titan je 25. marca 1655 odkril nizozemski astronom Christiaan Huygens. Huygensa so navdihnile Galilejeve izboljšave teleskopov in njegovo odkritje lun, ki krožijo okoli Jupitra leta 1610. Do leta 1650 je s pomočjo svojega brata (Constantijn Huygens, Jr.) razvijal svoj teleskop in opazoval prvo luno Saturn.
Leta 1655 ga je Huygens poimenovalSaturnova luna(latinsko za »Saturnova luna«) v traktu De Saturni Luna Observatio Nova ('Novo opazovanje Saturnove lune'). Ko je Giovanni Domenico Cassini med letoma 1673 in 1686 odkril še štiri lune okoli Saturna, so jih astronomi začeli označevati kot Saturn I do V (pri čemer je Titan na četrtem položaju kot Saturn IV).
Replika teleskopa, s katerim je William Herschel opazoval Uran. Zasluge: Alun Salt/Wikimedia Commons
Po odkritju Williama Herschela mimiki in Enceladus leta 1789, ki sta bližje Saturnu kot katera koli od večjih lun, je bilo treba Saturnove lune ponovno določiti. Od takrat naprej je status Titana postal Saturn VI, kljub odkritju več manjših lun, ki so bile od takrat bližje Saturnu.
Ime Titan, skupaj z imeni za vseh sedem glavnih satelitov Saturna, je predlagal sin Williama Herschela, John. Leta 1847 je John Herschel objavil Rezultati astronomskih opazovanj na Rtu dobrega upanja , v katerem je predlagal, da se lune poimenujejo po mitoloških Titanih – bratih in sestrah Krona, ki je grški ekvivalent Saturnu.
Leta 1907 je španski astronom Josep Comas i Solà opazil temnenje Titana. Ta učinek, kjer je osrednji del planeta ali zvezde videti svetlejši od roba (ali uda),je bil prvi znak, da ima Titan vzdušje. Leta 1944 je Gerard P. Kuiper s spektroskopsko tehniko ugotovil, da ima Titan atmosfero, sestavljeno iz metana.
Velikost. Masa in orbita:
S srednjim polmerom 2576 ± 2 km in maso 1,345 × 1023kg, je Titan 0,404 velikosti Zemlje (ali 1,480 lun) in 0,0225-krat večji (1,829 lun). Njegova orbita ima manjšo ekscentričnost 0,0288, njena orbitalna ravnina pa je nagnjena za 0,348 stopinj glede na Saturnov ekvator. Njegova povprečna razdalja od Saturna (velika polos) je 1.221.870 km – v razponu od 1.186.680 km v periapsi (najbližje) do 1.257.060 km pri apoapsi (najbolj oddaljena).
Primerjava premera Titana, Lune in Zemlje. Zasluge: NASA/JPL/Inštitut za vesoljske znanosti/Gregory H. Revera
Titan potrebuje 15 dni in 22 ur, da opravi eno samo orbito Saturna. Kot luna in mnogih satelitov, ki krožijo okoli drugih plinskih velikanov, je njegova rotacijsko obdobje identična njegovi orbitalni dobi. Tako je Titan plimsko zaklenjen in v sinhronem vrtenju s Saturnom, kar pomeni, da je ena ploskev stalno usmerjena proti planetu.
Sestava in površinske lastnosti:
Čeprav je po sestavi podoben Dioni in Enceladu, je Titan gostejši zaradi gravitacijskega stiskanja. Po premeru in masi (in s tem po gostoti) je Titan bolj podoben Jovianskim lunam Ganimed in Callisto . Na podlagi njegove nasipne gostote 1,88 g/cm3, naj bi sestava Titana sestavljala polovico vodnega ledu in polovico skalnatega materiala.
Njegova notranja sestava je verjetno razdeljena na več plasti, s 3400 kilometrov dolgim (2100 mi) skalnatim središčem, obdanim s plastmi, sestavljenimi iz različnih oblik kristaliziranega ledu. Na podlagi dokazov, ki jih je predložil Cassini-Huygens misiji leta 2005, se domneva, da ima Titan lahko tudi podpovršinski ocean, ki obstaja med skorjo in več globljimi plastmi visokotlačnega ledu.
Ta podzemni ocean naj bi bil sestavljen iz vode in amoniaka, kar omogoča, da voda ostane v tekočem stanju tudi pri temperaturah do 176 K (-97 °C). Dokazi o sistematičnem premikanju značilnosti lunine površine (ki se je zgodil med oktobrom 2005 in majem 2007) kažejo na to, da je skorja ločena od notranjosti – morda s tekočo plastjo vmes – in tudi način, kako se gravitacijsko polje spreminja kot Titan kroži okoli Saturna.
Diagram notranje strukture Titana po popolnoma diferenciranem modelu gostega oceana. Zasluge: Wikipedia Commons/Kelvinsong
Površina Titana je relativno mlada – stara med 100 milijoni in milijardo let – kljub temu, da je nastala v zgodnjem Osončju. Poleg tega se zdi, da je razmeroma gladka, z zapolnjenimi udarnimi kraterji. Tudi višinska nihanja so majhna in se gibljejo za nekaj več kot 150 metrov, vendar občasne gore dosežejo med 500 metri in 1 km višine.
Domneva se, da je to posledica geoloških procesov, ki so sčasoma preoblikovali Titanovo površino. Na primer, območje, ki meri 150 km (93 milj) v dolžino, 30 km (19 milj) v širino in 1,5 km (0,93 milje) v višino, je bilo v lončkih na južni polobli, sestavljeno iz ledenega materiala in prekrito z metanskim snegom. Gibanje tektonskih plošč, na katerega je morda vplivala bližnja udarna kotanja, bi lahko odprlo vrzel, skozi katero se je gorski material dvignil.
Potem je tu Sotra Patera , veriga gora, ki je visoka od 1000 do 1500 m (0,62 in 0,93 milje), ima nekaj vrhov na vrhu kraterjev, na njenem dnu pa se zdi, da je zamrznjena lava. Če vulkanizem na Titanu res obstaja, je hipoteza, da ga poganja energija, ki se sprosti pri razpadu radioaktivnih elementov znotraj plašča, plimskem upogibu, ki ga povzroča Saturnov vpliv, ali morda interakciji Titanovih podzemnih ledenih plasti.
Druga teorija je, da je Titan geološko mrtev svet in da je površina oblikovana s kombinacijo udarnih kraterov, tekoče tekočine in erozije, ki jo poganja veter, množičnega zapravljanja in drugih zunanjih procesov. Po tej hipotezi metana ne oddajajo vulkani, ampak se počasi razprši iz Titanove hladne in trde notranjosti.
Posodobljeni zemljevidi Titana, ki temeljijo na podsistemu znanosti o slikanju Cassini. Zasluge: NASA/JPL/Inštitut za vesoljske znanosti
Nekaj udarnih kraterjev, odkritih na Titanovi površini, vključuje 440 km (270 mi) širok udarni bazen z dvema obročem, imenovan Menrva , ki ga je mogoče prepoznati po njegovem svetlo-temnem koncentričnem vzorcu. Imenovan je manjši, 60 km (37 mi) širok krater z ravnim dnom Sinlap in 30 km (19 mi) krater z osrednjim vrhom in temnim dnom, imenovanim Ksa so tudi opazili.
Radarsko in orbitalno slikanje je razkrilo tudi številne 'krateriforme' na površini, krožne značilnosti, ki so lahko povezane z udarci. Ti vključujejo 90 km (56 mi) širok obroč iz svetlega, grobega materiala, znanega kot čeden , za katerega se domneva, da je udarni krater, napolnjen s temno, vetrom razneseno usedlino. V temi so opazili še več podobnih lastnosti Shangri la in regije Aaru.
Prisotnost kriovulkanizma je bila tudi teoretizirana na podlagi dejstva, da na površini Titana očitno ni dovolj tekočega metana (glej spodaj), da bi upošteval atmosferski metan. Vendar pa so do danes edini znaki kriovulkanizma še posebej svetli in temni elementi na površini in 200 m (660 ft) strukture, ki spominjajo na tokove lave, ki so jih opazili v regiji, imenovani Hotei Arcus .
Titanovo površino prežemajo tudi progaste poteze (aka. peščene sipine «), od katerih so nekateri dolgi več sto kilometrov in visoki nekaj metrov. Zdi se, da jih povzročajo močni, izmenični vetrovi, ki jih povzroča interakcija Sonca in gostega ozračja Titana. Titanovo površino zaznamujejo tudi široka področja svetlega in temnega terena.
Radarska slika vrstic sipin na Titanu. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Tej vključujejo Xanadu , veliko, odsevno ekvatorialno območje, ki ga je prvi identificiral Vesoljski teleskop Hubble leta 1994 in kasneje zCassinivesoljsko plovilo. Ta regija (ki je približno enaka velikosti kot Avstralija) je zelo raznolika, polna hribov, dolin, prepadov in ponekod prepredena s temnimi črtami – vijugasti topografski elementi, ki spominjajo na grebene ali razpoke.
To bi lahko kazalo na tektonsko aktivnost, kar bi pomenilo, da je Xanadu geološko mlad. Alternativno so lahko lineamenti tekoči oblikovani kanali, kar kaže na star teren, ki je bil prerezan s potočnimi sistemi. Drugje na Titanu so temna območja podobne velikosti, za katere je bilo ugotovljeno, da so zaplate vodnega ledu in organskih spojin, ki so potemnele zaradi izpostavljenosti UV sevanju.
Metanska jezera:
Titan je tudi dom svojih slavnih »ogljikovodikovih morij«, jezer tekočega metana in drugih ogljikovodikovih spojin. Veliko teh je bilo opaženih v bližini polarnih območij, kot npr Jezero Ontario . To potrjeno metansko jezero blizu južnega tečaja ima površino 15.000 km² (kar je 20 % manjše od njegovega soimenjaka, jezera Ontario) in največjo globino 7 metrov (23 čevljev).
Toda največje telo tekočine je Kraken Mare , metansko jezero blizu severnega tečaja. S površino približno 400.000 km² je večje od Kaspijskega morja in je ocenjeno na 160 metrov globoko. Zaznani so bili tudi plitvi kapilarni valovi (ali valovi valovanja), ki so visoki 1,5 centimetra in se premikajo s hitrostjo 0,7 metra na sekundo.
Mozaik slik, posnetih v skoraj infrardeči svetlobi, ki prikazujejo Titanova polarna morja (levo) in radarska slika Kraken Mare (desno), obe je posnelo vesoljsko plovilo Cassini. Zasluge: NASA/JPL
Potem je tu Ligeia Mare , drugo največje znano telo tekočine na Titanu, ki je povezano s Kraken Mare in se nahaja tudi blizu severnega tečaja. S površino približno 126.000 km² in obalo, ki je dolga več kot 2000 km (1240 milj), je večje od jezera Superior. Podobno kot Kraken Mare je ime dobilo iz grške mitologije; v tem primeru po eni od siren.
Tu je NASA prvič opazila svetel predmet, ki meri 260 km² (100 kvadratnih milj), ki so ga poimenovali 'Čarobni otok' . Ta predmet je bil prvič opažen julija 2013, nato je kasneje izginil, da bi se znova pojavil (malo spremenjen) avgusta 2014. Verjame se, da je s črnilom povezan s spreminjanjem Titanovih letnih časov, predlogi o tem, kaj bi to lahko bilo, pa segajo od površinskih valov in dvigajočih se mehurčkov do plavajočih trdnih snovi, visečih pod površjem.
Čeprav je večina jezer skoncentrirana v bližini polov (kjer nizka raven sončne svetlobe preprečuje izhlapevanje), so bila v ekvatorialnih puščavskih regijah odkrita tudi številna ogljikovodikova jezera. To vključuje enega v bližini pristajalnega mesta Huygens v regiji Shangri-la, ki je približno polovica velikosti Velikega slanega jezera v Utahu. Tako kot puščavske oaze na Zemlji se domneva, da se ta ekvatorialna jezera napajajo s podzemnimi vodonosniki.
Na splošno,Cassiniradarska opazovanja so pokazala, da jezera pokrivajo le nekaj odstotkov površine, zaradi česar je Titan veliko bolj suh od Zemlje. Vendar pa je sonda zagotovila tudi močne indikacije, da 100 km pod površjem obstaja veliko tekoče vode. Nadaljnja analiza podatkov kaže, da je ta ocean lahko tako slan kot Mrtvo morje.
Med prejšnjimi preleti 'Čarobni otok' ni bil viden v bližini obale Ligeia Mare (levo). Nato se je med Cassinijevim 20. julijem 2013 pojavila ta funkcija (desno). Zasluge: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
Druge študije kažejo, da lahko padavine metana (glej spodaj) na Titanu medsebojno delujejo z ledenimi materiali pod zemljo, da nastanejo etan in propan, ki se lahko sčasoma napajata v reke in jezera.
Atmosfera:
Titan je edina luna v Osončju s pomembno atmosfero in edino telo razen Zemlje, ki ima ozračje bogato z dušikom. Nedavna opažanja so pokazala, da je Titanova atmosfera gostejša od zemeljski , s površinskim tlakom približno 1,469 KPa – 1,45-krat večji od zemeljskega. Prav tako je približno 1,19-krat večji od zemeljske atmosfere na splošno ali približno 7,3-krat večji na podlagi površine.
Ozračje je sestavljeno iz neprozornih plasti meglice in drugih virov, ki blokirajo večino vidne sončne svetlobe in zakrivajo njene površinske značilnosti (podobno kot Venera ). Nižja gravitacija Titana pomeni tudi, da je njegova atmosfera veliko bolj razširjena kot Zemljina. V stratosferi je sestava atmosfere 98,4 % dušika, preostalih 1,6 % pa je sestavljeno predvsem iz metana (1,4 %) in vodika (0,1–0,2 %).
Obstajajo količine drugih ogljikovodikov v sledovih, kot so etan, diacetilen, metilacetilen, acetilen in propan; kot tudi drugi plini, kot so cianoacetilen, vodikov cianid, ogljikov dioksid, ogljikov monoksid, cianogen, argon in helij. Domneva se, da ogljikovodiki nastajajo v zgornji atmosferi Titana v reakcijah, ki so posledica razpada metana s sončno ultravijolično svetlobo, pri čemer nastane gost oranžni smog.
Sončna energija bi morala vse sledi metana v Titanovi atmosferi pretvoriti v bolj zapletene ogljikovodike v 50 milijonih let – v kratkem času v primerjavi s starostjo Osončja. To nakazuje, da je treba metan dopolnjevati z rezervoarjem na samem Titanu ali znotraj njega. Končni izvor metana v njegovi atmosferi je lahko njegova notranjost, ki se sprošča z izbruhi iz kriovulkani .
Lažna barvna slika Titanove atmosfere. Zasluge: NASA/JPL/Inštitut za vesoljske znanosti/ESA
Temperatura površine Titana je približno 94 K (-179,2 °C), kar je posledica dejstva, da Titan prejme približno 1 % toliko sončne svetlobe kot Zemlja. Pri tej temperaturi ima vodni led izjemno nizek parni tlak, zato se zdi, da je malo prisotne vodne pare omejeno na stratosfero. Luna bi bila veliko hladnejša, če ne bi bilo dejstva, da atmosferski metan ustvarja učinek tople grede na Titanovi površini.
Nasprotno pa meglica v ozračju Titana prispeva k učinku proti tople grede, saj odbija sončno svetlobo nazaj v vesolje, izniči del učinka tople grede in naredi njegovo površino bistveno hladnejšo od zgornje atmosfere. Poleg tega Titanova atmosfera občasno dežuje tekoči metan in druge organske spojine na svojo površino.
Na podlagi študij, ki simulirajo atmosfero Titana, so znanstveniki NASA domnevali, da kompleksne organske molekule lahko nastane na Titanu (glej spodaj). Poleg tega propene – aka. propilen, razred ogljikovodikov - je bil odkrit tudi v ozračju Titana. To je prvič, da so propen našli na kateri koli luni ali planetu, razen na Zemlji, in naj bi nastal iz rekombiniranih radikalov, ki nastanejo z UV fotolizo metana.
Bivalnost:
Titan naj bi bil prebiotično okolje, bogato s kompleksno organsko kemijo z možnim podzemnim tekočim oceanom, ki služi kot biotsko okolje. Nenehne raziskave Titanove atmosfere so mnoge znanstvenike pripeljale do teoretiziranja, da so tamkajšnji pogoji podobni tistim, ki so obstajali na prvinski Zemlji, s pomembno izjemo pomanjkanja vodne pare.
Številni poskusi so pokazali, da je atmosfera, podobna tisti na Titanu, z dodatkom UV sevanje , lahko povzroči nastanek kompleksnih molekul in polimernih snovi, kot so tolini . Poleg tega je neodvisna raziskava, ki jo je izvedla Univerza v Arizoni poročali, da so pri uporabi energije za kombinacijo plinov, kot so tisti v ozračju Titana, nastale številne organske spojine. Sem spada pet nukleotidnih baz – gradnikov DNK in RNA – ter aminokisline, ki so gradniki beljakovin.
Izvedenih je bilo več laboratorijskih simulacij, ki so privedle do domneve, da na Titanu obstaja dovolj organskega materiala za začetek kemičnega evolucijskega procesa, ki je podoben tistemu, ki naj bi začel življenje tukaj na Zemlji. Medtem ko ta teorija predvideva prisotnost vode, ki bi ostala v tekočem stanju za daljša opazovana obdobja, bi lahko organsko življenje teoretično preživelo v hipotetičnem podzemnem oceanu Titana.
Podobno kot na Evropi in drugih lunah bi to življenje verjetno imelo obliko ekstremofili – organizmi, ki uspevajo v ekstremnih okoljih. Prenos toplote med notranjo in zgornjo plastjo bi bil kritičen pri ohranjanju kakršnega koli podzemnega oceanskega življenja, najverjetneje prek hidrotermalni zračniki ki se nahaja na meji oceanskega jedra. Preučeno je bilo tudi, da sta atmosferski metan in dušik biološkega izvora.
Predlagali so tudi, da bi lahko v Titanovih jezerih tekočega metana obstajalo življenje, tako kot organizmi na Zemlji živijo v vodi. Takšni organizmi bi namesto plina kisika (O²) vdihnili divodik (H²), ga presnovili z acetilenom namesto glukoze in nato izdihnili metan namesto ogljikovega dioksida. Čeprav vsa živa bitja na Zemlji uporabljajo tekočo vodo kot topilo, se domneva, da bi življenje na Titanu dejansko lahko živelo v tekočih ogljikovodikih.
Za preverjanje te hipoteze je bilo izdelanih več eksperimentov in modelov. To so na primer pokazali atmosferski modeli molekularni vodik je v večji številčnosti v zgornji atmosferi in izgine blizu površine – kar je skladno z možnostjo metanogenih življenjskih oblik. Druga študija je pokazala, da obstajajo nizke ravni acetilena na Titanovi površini, kar je tudi v skladu s hipotezo o organizmih, ki uživajo ogljikovodike.
Leta 2015 je ekipa kemijskih inženirjev na Univerza Cornell šel tako daleč, da je zgradil hipotetično celično membrano, ki je bila sposobna delovati v tekočem metanu pod pogoji, podobnimi tistim na Titanu. Sestavljena iz majhnih molekul, ki vsebujejo ogljik, vodik in dušik, naj bi imela ta celica enako stabilnost in prožnost kot celične membrane na Zemlji. To hipotetično celično membrano so poimenovali 'azotosom' (kombinacija 'azota', francosko za dušik in 'liposom').
Vendar pa NASA je šla v evidenco kot navaja, da te teorije ostajajo povsem hipotetične. Poleg tega je bilo poudarjeno, da so druge teorije o tem, zakaj so ravni vodika in acetilena nižje bližje površini, bolj verjetne. Ti vključujejo še neidentificirane fizikalne ali kemične procese – kot je površinski katalizator, ki sprejema ogljikovodike ali vodik – ali obstoj pomanjkljivosti v trenutnih modelih materialnega toka.
Poleg tega bi se življenje na Titanu soočilo z ogromnimi ovirami v primerjavi z življenjem na Zemlji – s čimer bi bila vsaka analogija z Zemljo problematična. Prvič, Titan je predaleč od Sonca, njegova atmosfera pa nima ogljikovega monoksida (CO), zaradi česar ne zadrži dovolj toplote ali energije za sprožitev bioloških procesov. Prav tako voda obstaja na površini Titana samo v trdni obliki.
Medtem ko na Titanu obstajajo prebiotična stanja, povezana z organsko kemijo, samo življenje morda ne. Vendar pa obstoj teh pogojev ostaja predmet fascinacije med znanstveniki. In ker naj bi bila njegova atmosfera podobna Zemljini v daljni preteklosti, bi lahko raziskovanje Titana pripomoglo k boljšemu razumevanju zgodnje zgodovine zemeljske biosfere.
raziskovanje:
Titana ni mogoče opaziti brez pomoči instrumentov in je pogosto težko za amaterske astronome zaradi motenj iz Saturnovega briljantnega sistema globusa in obročev. In tudi po razvoju zmogljivih teleskopov je Titanovo gosto, megleno ozračje zelo otežilo opazovanje površine. Zato so bila opazovanja Titana in njegovih površinskih značilnosti pred vesoljsko dobo omejena.
Prva sonda, ki je obiskala Saturnov sistem, je bila Pionir 11 leta 1979, ki je posnel slike Titana in Saturna skupaj in razkril, da je bil Titan verjetno premražen, da bi podpiral življenje. Titan sta leta 1980 in 1981 pregledala oba Potovanje 1 in 2 vesoljske sonde oz. MedtemPotovanje 2uspel posneti samo posnetke Titana na poti do Urana in NeptunaPotovanje 1uspel opraviti prelet in fotografirati ter prebrati.
To je vključevalo odčitke Titanove gostote, sestave in temperature ozračja ter natančno merjenje Titanove mase. Atmosferska meglica je preprečila neposredno slikanje površine; čeprav v letu 2004 intenzivno digitalno obdelavo posnetih slikPotovanje 1Oranžni filter je razkril namige svetlih in temnih značilnosti, zdaj znanih kot Xanadu in Shangri-la.
Fotografija Titana Voyagerja 2, posneta 23. avgusta 1981, ki prikazuje nekaj podrobnosti v oblačnih sistemih na tej Saturnovi luni. Zasluge: NASA/JPL
Kljub temu se večina skrivnosti, ki obkroža Titan, ne bi začela razblinjati šeleCassini-Huygensmisija – skupni projekt Nase in Evropske vesoljske agencije (ESA), imenovan v čast astronomom, ki so naredili največja odkritja, ki vključujejo Saturnove lune. Vesoljsko plovilo je doseglo Saturn 1. julija 2004 in začelo proces kartiranje Titanove površine z radarjem.
TheCassinisonda je 26. oktobra 2004 priletela mimo Titana in posnela najvišjo ločljivost Titanove površine doslej, pri čemer je opazila zaplate svetlobe in teme, ki so bile sicer nevidne človeškemu očesu. Med številnimi bližnjimi preleti Titana,Cassiniuspelo odkriti obilne vire tekočine na površju v severnem polarnem območju, v obliki številnih jezer in morij.
The Huygens sonda je pristala na Titanu 14. januarja 2005, s čimer je Titan postalo najbolj oddaljeno telo od Zemlje, na katerem je pristala vesoljska sonda. Med svojimi raziskavami bi odkril, da se zdi, da so mnoge površinske značilnosti v nekem trenutku v preteklosti oblikovale tekočine.
Po pristanku tik ob najbolj vzhodni konici svetle regije, ki se zdaj imenuje Adiri , je sonda fotografirala blede hribe s temnimi 'rekami', ki tečejo navzdol do temne ravnice. Trenutna teorija je, da so ti hribi (tudi 'gorje') sestavljeni večinoma iz vodnega ledu in da lahko temne organske spojine, ustvarjene v zgornji atmosferi, pridejo iz Titanove atmosfere z metanskim dežjem in se sčasoma odložijo na ravnice. .
Umetnikova upodobitev Huygensovega pristanka na Titanu. Zasluge: ESA
Huygens je pridobil tudi fotografije temne ravnine, prekrite z majhnimi skalami in kamenčki (sestavljenimi iz vodnega ledu), ki so pokazale dokaze erozije in/ali rečnega delovanja. Površina je temnejša, kot je bilo prvotno pričakovano, sestavljena je iz mešanice vode in ogljikovodikovega ledu. 'Tla', vidna na slikah, se razlaga kot padavine iz zgornje meglice ogljikovodikov.
V zadnjih letih je bilo podanih več predlogov za vrnitev robotske vesoljske sonde na Titan. Ti vključujejo Misija sistema Titan Saturn (TSSM) – skupni predlog NASA/ESA za raziskovanje Saturnovih lun – ki predvideva, da v ozračju Titana lebdi toplozračni balon in izvaja raziskave za obdobje šestih mesecev.
Leta 2009 je bilo objavljeno, da je TSSM izgubil konkurenčni koncept, znan kot Misija sistema Evropa Jupiter (EJSM) – skupna misija NASA/ESA, ki bo sestavljena iz pošiljanja dveh sond v Evropo in Ganimed, da bi preučili njihovo potencialno bivalnost.
Obstajal je tudi predlog, znan kot Titan Mare Explorer (TiME), koncept, ki ga NASA obravnava v sodelovanju z Lockheed Martinom. Ta misija bi vključevala nizkocenovni pristajalnik, ki bi pljusknil v jezero na severni polobli Titana in plaval na površini jezera 3 do 6 mesecev. Vendar je NASA leta 2012 objavila, da daje prednost nižji ceni InSight Namesto tega Mars lander, ki naj bi bil poslan na Mars leta 2016.
Drugo misijo na Titan je v začetku leta 2012 predlagal Jason Barnes, znanstvenik z Univerze v Idahu. Znan kot Zračno vozilo za izvidništvo Titan na mestu in v zraku (AVIATR), bi to brezpilotno letalo (ali dron) letelo skozi Titanovo atmosfero in posnelo slike površine v visoki ločljivosti. NASA takrat ni odobrila zahtevanih 715 milijonov dolarjev in prihodnost projekta je negotova.
Še en projekt pristajanja na jezeru, znan kot Propeled Explorer za vzorčenje na mestu Titan Lake (TALISE) sta konec leta 2012 predlagala špansko zasebno inženirsko podjetje SENER in Centro de Astrobiología v Madridu. Glavna razlika med tem in sondo TiME je v tem, da koncept TALISE vključuje lasten pogonski sistem in zato ne bi bil omejen na preprosto lebdenje po jezeru, ko pljuskne.
Kot odgovor na NASA-ino obvestilo o odkritju iz leta 2010 je koncept znan kot Potovanje v Enceladus in Titan (JET) je bil predlagan. To misijo, ki sta jo razvila Caltech in JPL, bi sestavljal poceni astrobiološki orbiter, ki bi bil poslan v Saturnov sistem, da bi ocenil potencial bivanja Enceladusa in Titana.
Leta 2015 je NASA Inovativni napredni koncepti (NIAC) podelil a Dotacija faze II na predlagano robotsko podmornico, da bi nadalje raziskali in razvili koncept. Ta raziskovalec podmornic, če bo napoten na Titan, bo raziskal globine Kraken Mare, da bi raziskal njegovo sestavo in potencial za podporo življenja.
kolonizacija:
Kolonizacija Saturnovega sistema predstavlja številne prednosti v primerjavi z drugimi plinskimi velikani v Osončju. Po navedbah dr. Robert Zubrin – ameriški vesoljski inženir, avtor in zagovornik raziskovanja Marsa – ti vključujejo njegovo relativno bližino Zemlje, nizko sevanje in odličen sistem lun. Zubrin je tudi izjavil, da je Titan najpomembnejši od teh lun, ko gre za izgradnjo baze za razvoj virov sistema.
Umetnikova zasnova možnega Titanovega 'plavalca', ki sta ga oblikovala NASA in ESA. Zasluge: bisbos.com
Za začetek ima Titan obilo vseh elementov, potrebnih za vzdrževanje življenja, kot so atmosferski dušik in metan, tekoči metan ter tekoča voda in amoniak. Vodo bi zlahka uporabili za ustvarjanje kisika, ki diha, dušik pa je idealen kot pufer plin za ustvarjanje atmosfere pod tlakom, ki diha. Poleg tega bi lahko dušik, metan in amoniak uporabili za proizvodnjo gnojil za pridelavo hrane.
Poleg tega ima Titan atmosferski tlak, ki je poldrugi krat večji od zemeljskega, kar pomeni, da bi lahko notranji zračni tlak pristajalnega plovila in habitatov nastavili enak ali blizu zunanjemu tlaku. To bi znatno zmanjšalo težavnost in zapletenost konstrukcijskega inženiringa za pristajalna plovila in habitate v primerjavi z okolji z nizkim ali ničtlačnim tlakom, kot je npr. luna , marca , ali Asteroidni pas .
Zaradi goste atmosfere sevanje ni problematično, za razliko od drugih planetov ali Jupitrovih lun. In čeprav Titanova atmosfera vsebuje vnetljive spojine, te predstavljajo nevarnost le, če so pomešane z zadostno količino kisika – sicer izgorevanja ni mogoče doseči ali vzdrževati. Končno, zelo visoko razmerje med gostoto atmosfere in površinsko gravitacijo močno zmanjša tudi razpon kril, ki je potreben, da letala vzdržujejo vzgon.
Poleg tega Titan predstavlja številne izzive za človeško kolonizacijo. Za začetek ima luna površinsko gravitacijo 0,138 g, kar je nekoliko manj kot pri Luni. Obvladovanje dolgoročnih učinkov tega predstavlja izziv in kakšni bi bili ti učinki (zlasti za otroke, rojene na Titanu), trenutno ni znano. Vendar pa bi verjetno vključevali izgubo kostne gostote, poslabšanje mišic in oslabljen imunski sistem.
Umetnikov vtis bodočih kolonistov, ki letijo nad Ligeia Mare na Titanu. Zasluge: Erik Wernquist/erikwernquist.com
Temperatura na Titanu je tudi precej nižja kot na Zemlji, s povprečno temperaturo 94 K (-179 °C ali -290,2 °F). V kombinaciji s povišanim atmosferskim tlakom se temperature sčasoma zelo malo spreminjajo in od enega kraja do drugega. Za razliko od vakuuma je zaradi visoke gostote atmosfere termoizolacija pomemben inženirski problem. Kljub temu so v primerjavi z drugimi primeri kolonizacije težave, povezane z ustvarjanjem človeške prisotnosti na Titanu, relativno premagljive.
Titan je luna, ki je zavita v skrivnost, tako dobesedno kot metaforično. Do nedavnega nismo mogli razbrati, katere skrivnosti skriva, ker je bilo njegovo ozračje preprosto pregosto, da bi ga bilo mogoče videti pod njim. Vendar pa nam je v zadnjih letih uspelo umakniti ta plašč in si bolje ogledati lunino površino. Toda v mnogih pogledih je to početje samo zmešalo občutek skrivnosti, ki obdaja ta svet.
Morda bomo nekega dne poslali astronavte na Titan in tam našli življenjske oblike, ki popolnoma spremenijo naše pojmovanje, kaj je življenje in kje lahko uspeva. Morda bomo našli le ekstremofile, življenjske oblike, ki živijo v najglobljih delih njegovega notranjega oceana, stisnjene okoli hidrotermalnih odprtin, saj so te točke edini kraj na Titanu, kjer lahko obstajajo življenjske oblike.
Morda bomo nekega dne celo kolonizirali Titan in ga uporabili kot bazo za nadaljnje raziskovanje Osončja in pridobivanje virov. Potem bomo morda spoznali užitke ob pogledu na obročast planet na nebu, medtem ko plujemo po metanskem jezeru, pri čemer se meglena sončna svetloba spušča na mrzla, ogljikovodikova morja. Človek lahko samo upa ... in sanja!
Na Universe Today imamo veliko zanimivih člankov o Titanu. Tukaj je nekaj na Titanovo vzdušje , skrivnostno je peščene sipine , in kako bi ga lahko raziskali z a robotska jadrnica .
Za več informacij o Titanovih metanskih jezerih si oglejte ta članek o Titanov severni pol , in to o Kraken Mare .
tukaj Nasina misija Cassini na Saturn in Titan, in tukaj je ESA različica .
Posneli smo dve epizodi Astronomy Cast le o Saturnu. Prvi je Epizoda 59: Saturn , drugo pa je Epizoda 61: Saturnove lune .
