До миссии «Кассини» о крупнейшем спутнике Сатурна Титане было мало что известно, кроме того, что это планета размером с Меркурий и поверхность которой скрыта под плотной атмосферой богатой азотом. Но «Кассини» смог составить карту поверхности Титана, изучил состав его атмосферы, обнаружил там жидкие моря и даже отправил зонд «Гюйгенс» на поверхность спутника, полностью изменив наше представление об этом удивительно похожем на Землю мире.
Миссия «Кассини-Гюйгенс»
До того, как «Кассини-Гюйгенс» начал целенаправленное изучение крупнейшего спутника Сатурна, мы знали Титан как туманный оранжевый шар размером с Меркурий. Ученые определили, что у него есть азотная атмосфера — единственная известная планета с плотной азотной атмосферой, помимо Земли. Но что может скрываться под туманными облаками, оставалось загадкой.
Космический аппарат «Кассини» совершил более сотни запланированных пролётов мимо Титана, отправив зонд «Гюйгенс» на его поверхность. «Гюйгенс» совершил посадку в таинственном инопланетном мире — это была первая посадка, рукотворного человеком устройства, на поверхность объекта во внешней части Солнечной системы.
Во время спуска в течение двух с половиной часов «Гюйгенс» измерял состав атмосферы Титана и делал снимки его поверхности. Упорный зонд не только пережил спуск и посадку, но и продолжал передавать данные более часа с холодной поверхности Титана, пока не разрядились его батареи.
С того исторического момента учёные со всего мира изучали огромные объёмы данных о Титане, отправленных на Землю «Гюйгенсом» и «Кассини». Информация, собранная этим динамичным дуэтом космических аппаратов, раскрыла множество деталей удивительно похожего на Землю мира и поставила новые интересные вопросы для будущих исследований. Теперь мы знаем, что Титан — это мир с озёрами и морями, состоящими из жидкого метана и этана у полюсов, с обширными засушливыми регионами, богатыми углеводородами, опоясывающими его экватор. А глубоко под поверхностью Титана находится большой внутренний океан.
Смена времён года
Титан — единственное место в Солнечной системе, где, как известно, существует похожий на земной круговорот жидкостей, протекающих по поверхности планеты в зависимости от времён года. Каждый сезон на Титане длится около 7,5 земных лет. С 2011 года «Кассини» наблюдал переход от осени к зиме на южном полюсе Титана. Впервые ученым удалось увидеть наступление зимы на Титане, наблюдать как на севере наступает лето и как на северном полюсе начинают идти метановые ливни.
Ландшафт как у Земли
В тёмных экваториальных регионах Титана можно увидеть колышущиеся песчаные дюны, похожие на те, что есть в Аравийской пустыне на Земле. По мнению учёных, песок состоит не из силикатов, как на Земле, а из твёрдого водяного льда, покрытого углеводородами, которые выпадают из атмосферы. Изображения показывают, что ледяные дюны Титана гигантские, достигающие в среднем 1-2 километра в ширину, сотен километров в длину и около ста метров в высоту.
Разнообразие особенностей поверхности Титана удивило и восхитило учёных. Заинтриговывает насколько поверхность Титана похожа на Землю. Текут углеводородные реки, на поверхности озёра и моря как на нашей планете, а также экваториальные дюны, разница лишь в том, что жидкий метан играет ту же роль, что вода на Земле.
Атмосфера
Зонд «Гюйгенс» провёл первые прямые измерения нижних слоёв атмосферы Титана. Данные, полученные зондом, включали высотные профили газообразных компонентов, изотопные соотношения и следовые газы (в том числе органические соединения). «Гюйгенс» также напрямую взял пробы аэрозолей в атмосфере и подтвердил, что основными их компонентами являются углерод и азот.
«Кассини» продолжил измерения, проведённые «Гюйгенсом» из космоса, и обнаружил в атмосфере Титана другие химические вещества, в том числе пропилен (химическое вещество, используемое для производства бытового пластика) и ядовитый цианистый водород.
Разнообразие обнаруженных химических веществ указывает на богатую и сложную химическую реакцию, в результате которой метан и азот превращаются в сложные молекулы, в конечном итоге формирующие туман, окутывающий ледяной спутник.
В дальнейшем метан и этан выпадают в виде дождя из облаков в атмосфере Титана. Учёные обнаружили, что ледяная оболочка Титана, которая покрывает очень солёный океан, имеет разную толщину по всей поверхности спутника, что говорит о том, что кора находится в процессе затвердевания.
Многочисленные измерения гравитации Титана, проведённые «Кассини», показали, что под поверхностью этого спутника находится внутренний океан из жидкой воды и аммиака. «Гюйгенс» также зафиксировал радиосигналы во время спуска, которые убедительно свидетельствовали о наличии океана на глубине от 55 до 80 километров под поверхностью спутника.
Открытие глобального океана из жидкой воды делает Титан одним из немногих миров в нашей Солнечной системе, которые потенциально могут быть пригодны для жизни.