Как попасть в атмосферу Титана, который находится в 1,5 миллиарда километров от Земли? Лучше всего воссоздать ее в лаборатории на Земле.
Как только у нас будет флакон с аналогом атмосферы Титана, мы сможем кое-что узнать об условиях, преобладающих на этом далеком и чрезвычайно интересном спутнике Сатурна. И это удалось сделать ученым из NASA.
Титан - вторая по величине луна в Солнечной системе, единственная луна с собственной плотной атмосферой второй известный нам мир в Солнечной системе, на поверхности которого есть жидкие озера (хотя они состоят из жидких углеводородов, а не воды). В контексте озер стоит упомянуть, что, как и вода на Земле, углеводороды на Титане испаряются, образуют облака и снова выпадают на поверхность в виде дождя.
Более того, на сегодняшний день Титан - единственный объект во внешней Солнечной системе, на который мягко приземлился спускаемый аппарат. Это был небольшой посадочный модуль «Гюйгенс», который прибыл в окрестности Сатурна вместе с АМС «Кассини» в 2005 году. Сам посадочный модуль прослужил недолго, потому что после приземления ему пришлось столкнуться с температурой -180 градусов Цельсия, скрытой в чрезвычайно плотной азотной атмосфере Луны.
Также стоит помнить, что в настоящее время готовится еще одна миссия под названием Dragonfly, в рамках которой к Титану полетит дрон. Он не только исследует одно место на Титане, но и сможет перемещаться по поверхность луны, фотографируя ее поверхность и исследуя различные рельефные образования. К сожалению, нам придется долго ждать первых снимков «Стрекозы». Миссия начнет свое путешествие к Сатурну в 2027 году и достигнет пункта назначения в 2034 году. С тех пор в течение 2,5 лет он будет доставлять на Землю феноменальные данные, которые позволят нам узнать Титан так же, как Марс. Во время своей миссии Dragonfly пролетит до 200 км над поверхностью Титана. Согласитесь, пока это звучит как научная фантастика.
Вернемся к теме
Титан по определенно является одним из самых интересных объектов Солнечной системы. Однако, пока мы должны ограничиться его изучением с Земли.
Благодаря посадочному модулю «Гюйгенс» ученые знают, что атмосфера Титана, в которой преобладает азот, содержит множество соединений, содержащих углерод, водород и кислород. Как это ни парадоксально, условия, преобладающие на Титане сегодня, можно использовать для изучения химических реакций, которые имели место на Земле еще до того, как была образована жизнь.
Копия атмосферы Титана
Чтобы воссоздать атмосферу Титана на Земле, исследователи сначала поместили жидкую воду во флакон, а затем воссоздали температуру поверхности спутника. Вода превратилась в лед, как на поверхности Титана. Затем во флакон был добавлен этан, который стал жидким при этой температуре (таким образом, имитируя озеро на Титане). Далее во флакон был добавлен азот - основной элемент атмосферы луны. После того как упрощенная химия была воссоздана, учеными были учтены изменения температуры на Титане в течение года.
Основываясь на данных наблюдений, собранных космическим зондом «Кассини», который неоднократно пролетал мимо Титана, ученые добавили во флакон еще два соединения : ацетонитрил (ACN) и пропионитрил (PCN). Оба эти соединения встречаются в атмосфере Титана, и их взаимодействие в такой среде еще не изучено. Как оказалось, это была отличная идея. К удивлению исследователей, оба соединения в их присутствии вели себя совершенно иначе, чем при тестировании по отдельности. Точки их плавления и кристаллизации изменились на сотни градусов по Цельсию. Такие знания позволят нам создавать модели процессов, происходящих в отдельных слоях атмосферы Титана. Такие модели, в свою очередь, позволят предсказать, какие минералы Dragonfly сможет обнаружить на поверхности Титана.
До старта миссии Dragonfly («Стрекоза») осталось пять лет. Чем больше мы узнаем об атмосфере Титана, тем лучше будет подготовлен зонд к его исследованиям. После 2026 года зонд будет на пути к Титану, и времени на какие-либо изменения в его конструкции не будет. Дальше остается только установить будильник на 01.01.2034 и дождаться первых фото. Астрономия может научить вас терпению.
