Титан - крупный спутник Сатурна, который, как оказалось, может считаться "родственником" Земли во многих показателях, несмотря на низкие температуры. Наблюдения за Титаном в космическом аппарате "Кассини" позволили сделать некоторые из самых захватывающих последних открытий в области планетарной науки.
Титан - спутник с атмосферой и углеводородными водоёмами
- Титан стал первым спутником, открытым после того, как Галилей увидел четыре большие спутника Юпитера.
- Диаметр, масса и плотность Титана примерно такие же, как у спутников Каллисто или Ганимеда. Предположительно, он также имеет схожий состав - около половины льда и половины горных пород.
Однако Титан уникален среди спутников, ведь он обладатель густой атмосферы, озер и рек, даже дождей (хотя они состоят не из воды, а из углеводородов, таких как этан и метан, которые могут оставаться жидкими при низких температурах на Титане).
В 1980 году пролет "Вояджера" над Титаном показал, что плотность его атмосферы в четыре раза выше, чем на Земле. Атмосферное давление на этой Луне на 1,6 бар выше, чем на любом другом спутнике и, что удивительно, даже выше, чем на таких планетах как Марс и Земля.
Состав атмосферы в основном состоит из азота, который является важным фактором, благодаря которому атмосфера Титана похожа на атмосферу Земли.
В атмосфере Титана также были обнаружены окись углерода (CO), углеводороды (соединения водорода и углерода), такие как метан (CH4), этан (C2H6) и пропан (C3H8), и соединения азота, такие как цианистый водород (HCN), цианоген (C2N2) и цианоацетилен (HC3N). Их присутствие указывает на активную химическую реакцию солнечного света с атмосферным азотом и метаном, в результате которой образуется богатая смесь органических молекул. В атмосфере также имеется несколько слоев углеводородного тумана и облаков.
Эти открытия "Вояджера" послужили стимулом для более амбициозной программы исследований с помощью орбитального аппарата NASA (Кассини) и зонда для высадки на Титан под названием Гюйгенс.
Орбитальный аппарат, включающий несколько камер, спектрометров и систему радиолокационной съемки, в период 2004-2015 годов совершил десятки близких полетов к Титану, каждый из которых давал радарные и инфракрасные изображения отдельных участков поверхности. Зонд "Гюйгенс" успешно спустился на парашюте через атмосферу, фотографируя поверхность из-под облаков и совершил посадку 14 января 2005 года.
По окончании спуска парашюта 319-килограммовый зонд "Гюйгенс" благополучно приземлился и начал отправлять на Землю данные, включая фотографии и анализ атмосферы. Похоже, что он приземлился на плоскую, покрытую валунами равнину, но и поверхность, и валуны состояли изо льда, который при температуре Титана был таким же твердым, как и скала.
Снимок, сделанный во время спуска, показал целый ряд особенностей, включая дренажные каналы, свидетельствующие о том, что Гюйгенс высадился на берег древнего углеводородного озера.
Небо было глубокого оранжевого цвета, а яркость Солнца была в тысячу раз меньше солнечного света на Земле (но все же более чем в сто раз ярче, чем при полнолунии на Земле). Температура поверхности Титана составляла 94 К (-179 градусов Цельсия). Более теплый космический корабль достаточно нагрел лед, где он приземлился, чтобы измерить высвобожденный углеводородный газ. Измерения на поверхности продолжались более часа, прежде чем зонд замерз до температуры холода.
Радарная и инфракрасная съемка Титана с орбитального аппарата Кассини постепенно сформировала картину удивительно активной поверхности на этом спутнике, сложной и геологически молодой.
Вблизи полярных регионов существуют крупные озера с метаном, которые взаимодействуют с метаном в атмосфере, точно так же, как океаны Земли взаимодействуют с водяным паром в нашей атмосфере. Наличие многих эрозионных признаков указывает на то, что атмосферный метан может конденсироваться и выпадать в виде дождя, а затем стекать вниз по долинам в большие озера. Таким образом, Титан имеет низкотемпературный эквивалент круговорота воды на Земле, с жидкостью на поверхности, которая испаряется, образуя облака, а затем конденсируется как дождь (на Титане жидкость представляет собой комбинацию метана, этана и других углеводородов). Это странно знакомый и в то же время совершенно чужой пейзаж.
Эти открытия поднимают вопрос о том, может ли существовать жизнь на Титане? Углеводороды имеют основополагающее значение для образования крупных углеводородных молекул, необходимых для жизни на нашей планете.
Тем не менее, температура на Титане слишком низкая для многих химических процессов, необходимых для жизни, насколько мы это знаем. Остается только предполагать и придумывать в голове, что у Титана могла развиться иная форма низкотемпературной жизни на основе углерода, которая могла бы работать с жидкими углеводородами, играющими роль воды.
