За категорията на ентусиазираните учени, които се интересуват от съществуването на извънземни светове, подходящи за изследване, известната фраза: "Има ли живот на Марс, има ли живот на Марс" престана да бъде актуална днес. Оказа се, че в Слънчевата система има светове, които са много по-интересни в този аспект от Червената планета. Ярък пример за това е най-големият спътник на Сатурн - Титан. Оказа се, че това небесно тяло е много подобно на нашата планета. Информацията, която учените днес имат, позволява съществуването на научна версия, че животът на сатанинския сателит на Титан е доста факт.
Какво е толкова интересно за земните Титан?
След като човек от десетилетия се опитва неуспешно да намери свят в нашата слънчева система, която поне наподобява нашата Земя отдалеч, информацията за Титан внушава надежда на научната общност. Учените се интересуват от това небесно тяло, започвайки от 2005 г., когато автоматична сонда Хюйгенс се приземи на повърхността на един от най-големите спътници на Слънчевата система. За следващите 72 минути на борда на фотоапарата и видеокамерата на космическия кораб се предаваше на Земята снимка на повърхността на този обект и други видео материали за този далечен свят. Дори и за толкова ограничено време, отпуснато за инструментално изследване на отдалечен спътник, учените са успели да получат изчерпателна информация.
Кацането на повърхността на Титан бе извършено в рамките на международната програма "Касини-Хюйгенс", насочена към изучаването на Сатурн и неговите спътници. Стартирала през 1997 г., автоматичната междупланетна станция Cassini е общо развитие на ESA и НАСА за подробно проучване на Сатурн и околността на тази планета. След 7 години летене през пространствата на Слънчевата система, станцията доставя космическата сонда на Хюйгенс на Титан. Това уникално устройство е плод на съвместната работа на експерти от НАСА и италианската космическа агенция, чийто екип се надяваше на този полет.
Резултатите, които учените са получили от работната станция "Касини" и от борда на сондата "Хюйгенс" се оказаха безценни. Въпреки факта, че далечният сателит се е появил пред очите на земляните като огромно тихо царство на лед, последващото подробно изследване на повърхността на обекта промени възприятието на Титан. На снимките, получени с помощта на сондата на Хюйгенс, е възможно в най-малкия детайл да се разглоби повърхността на спътника на Сатурн, който се състои главно от твърд воден лед и седиментни слоеве от органична природа. Оказа се, че плътната и непроницаема атмосфера на отдалечен спътник има почти същия състав като наземната въздушна обвивка.
В бъдеще учените от Титан хвърлиха още един сериозен бонус. За първи път в историята на изследването и изучаването на извънземното пространство извън Земята беше открита течната материя от същата природа, която беше на планетата Земя в ранните години на своето съществуване. Релефът на небесното тяло допълва огромния океан, множество езера и морета. Всичко това дава основание да вярваме, че имаме работа с небесно тяло, което може да бъде още един оазис на живота в нашата слънчева система. Изследванията на състава на атмосферата и течната среда на спътника на Сатурн разкриха наличието на съществени вещества за живота на организмите. Предполага се, че при определени условия в процеса на изучаване на това небесно тяло живите организми могат да бъдат открити на Титан.
В тази връзка последващото изследване на най-големия спътник на Сатурн става уместно. Има голяма вероятност, че заедно с Марс, Титан може да стане вторият космически дом на човешката цивилизация.
Академичен изглед на Титан
Размерът на Титан му позволява да бъде с планетите на Слънчевата система. Това небесно тяло е с диаметър 5152 км, което е по-голямо от диаметъра на Меркурий (4879 км) и малко по-малко от Марс (6779 км). Масата на Титан е 1.3452 · 1023 кг, което е 45 пъти по-малко от масата на нашата планета. На масата на спътника Сатурн е вторият в Слънчевата система, зад спътника на Юпитер - Ганимед.
Въпреки внушителните си размери и тегло, Titan има ниска плътност, само 1.8798 g / cm³. За сравнение, плътността на майката планета Сатурн е само 687 k / m3. Учените са идентифицирали слабо гравитационно поле от сателит. Силата на привличане по повърхността на Титан е 7 пъти по-слаба от земните, а ускорението на гравитацията е същото като на Луната - 1,88 м / с2 спрямо 1,62 м / с2.
Характерна особеност е позицията на Титан в пространството. Най-големият спътник на Сатурн се върти около своята майка планета в елиптична орбита със скорост от 5.5 km / s, като е извън района на Сатурн. Средното разстояние от Титан до повърхността на Сатурн е 1 222 млн. Км. Цялата тази система се намира на разстояние от 1 милиард 427 милиона км от Слънцето, което е 9,5 пъти по-дълго от разстоянието между нашето централно светило и Земята.
Подобно на нашия спътник, "Луната на Сатурн" винаги се обръща към нея от едната страна. Това се дължи на синхронизма на ротацията на сателита около собствената му ос с периода на орбита на Титан около майчината планета. Пълна революция около Сатурн, нейният най-голям спътник прави за 15 земни дни. Поради факта, че Сатурн и неговите сателити имат доста висок ъгъл на наклон на оста на въртене към оста на еклиптиката, има сезони на повърхността на Титан. На всеки 7,5 години от спътника на Сатурн лятото отстъпва на студен зимен период. Според астрономическите наблюдения днес от страна на Титан, който е изправен пред Сатурн, е есен. Скоро спътникът ще изчезне от слънчевите лъчи зад майчината планета, а титанската есен ще бъде заменена от дълга и ожесточена зима.
Температурите на сателитната повърхност варират в рамките на минус 140-180 градуса по Целзий. Данните, получени от борда на космическата сонда на Хюйгенс, разкриха един любопитен факт. Разликата между полярните и екваториалните температури е само 3 градуса. Това се обяснява с наличието на плътна атмосфера, която предотвратява въздействието на слънчевата светлина върху повърхността на Титан. Въпреки високата плътност на атмосферата, поради ниските температури, на Титан няма течни валежи. През зимата повърхността на спътника покрива снега от етан, частици водна пара и амоняк. Това е само малка част от това, което знаем за Титан. Интересни факти за най-големия сателит на Сатурн се отнасят до буквално всяко поле, от астрономията, климатологията и глациологията до микробиологията.
Титан в цялата си слава
Доскоро по-голямата част от информацията за спътника на Сатурн се основаваше на визуални наблюдения, получени от космическата сонда на Вояджър, която мина през 1980 г. на разстояние 7000 км. Телескопът Хъбъл леко вдигна завесата на тайна за този космически обект. За да се добие представа за повърхността на спътника, не се допуска плътна атмосфера, която по плътност и дебелина е по-малка само от венерийската и земна въздушна газова обвивка.
Мисията на автоматичната станция Cassini през 2004 г. помогна да се премахне мъглата, която цареше над това небесно тяло. В продължение на четири години устройството се намираше в орбита на Сатурн, осъществявайки последователно фотографиране на неговите спътници и Титан. Изследванията от сондата на Cassini бяха проведени с помощта на камера с инфрачервен филтър и специален радар. Снимките са направени от различни ъгли на разстояние 900-2000 км от повърхността на спътника.
Кулминацията на изследването на Титан е кацането на повърхността на сондата на Хюйгенс, наречена на откривателя на спътника на Сатурн. Устройството, влязло в плътните слоеве на атмосферата на Титан, слезе от парашут за 2,5 часа. През това време оборудването на сондата изследваше състава на атмосферата на сателита, снимал повърхността му от височина 150, 70, 30, 15 и 10 километра. След дълго спускане, космическата сонда се приземи на повърхността на Титан, заровена 0.2-0.5 метра в мръсен лед. След приземяването си „Хюйгенс“ работеше малко повече от час, предавайки маса от полезна информация директно на Земята чрез Cassini AMS директно от сателитната повърхност. Благодарение на снимките, направени от борда на Cassini AMS и сондата Huygens, екипът от изследователи изготви карта на Титан. Освен това учените вече разполагат с подробна информация за неговата атмосфера, данни за повърхностния климат и особеностите на терена.
Сателитна атмосфера
В ситуацията с Титан за първи път в процеса на изучаване и изучаване на небесните тела на Слънчевата система ученът имаше възможност да изучи атмосферата в детайли. Както се очакваше, спътникът на Сатурн има гъста и добре развита атмосфера, която не само в много отношения прилича на газовата обвивка на Земята, но и я надминава в маса.
Дебелината на атмосферния слой на Титан е 400 км. Всеки слой от атмосферата има свой състав и концентрация. Съставът на газа е както следва:
- 98,6% оставя азот N;
- 1,6% в атмосферата е метан;
- малко количество етан, ацетиленови съединения, пропан, въглероден диоксид и въглероден оксид, хелий и циан.
Концентрацията на метан в атмосферата на спътника, започвайки от над 30 км, се променя надолу. С приближаването на сателита към повърхността, количеството на метана намалява до 95%, докато концентрацията на етан се увеличава на 4–4,5%.
Характерна особеност на въздушно-газовия слой на спътника Титан е неговият анти-парников ефект. Присъствието на въглеводородни органични молекули в долната атмосфера неутрализира парниковия ефект, създаван от огромната концентрация на метан. В резултат на това повърхността на небесното тяло се охлажда равномерно поради наличието на въглеводороди. Същите тези процеси и гравитационното поле на Сатурн причиняват циркулацията на атмосферата на Титан. Тази картина допринася за формирането на активни климатични процеси в атмосферата на спътника на Сатурн.
Трябва да се отбележи, че атмосферата на сателита постоянно намалява теглото си. Това се дължи на липсата на мощно магнитно поле в небесното тяло, което не е в състояние да задържи въздушната газова обвивка, която е под постоянно влияние на слънчевия вятър и гравитационните сили на Сатурн. Към днешна дата атмосферното налягане на сателитния гигант е 1.5 atm. Това неизменно влияе на метеорологичните условия, които варират в зависимост от концентрацията на газове в атмосферата на Титан.
Основната работа по създаването на времето на Титан се извършва от гъсти облаци, които за разлика от земните въздушни маси се състоят от органични съединения. Тези атмосферни образувания са източник на валежи на най-големия спътник на Сатурн. Поради ниските температури атмосферата на небесното тяло е суха. Най-голяма концентрация на облачност се среща в полярните региони. Поради ниските температури влажността в атмосферата е изключително ниска, така че валежите на Титан са метанови ледени кристали и замръзване, състоящи се от азотни, етан и амонячни съединения.
Повърхността на Титан и неговата структура
Сателитът на Сатурн има не само интересна атмосфера. Повърхността му е изключително любопитен обект от гледна точка на геологията. Под дебело одеяло от метан, фото обективи и камери на космическата сонда на Хюйгенс откриха цели континенти, разделени от множество езера и морета. Както и на Земята, на континентите има много скалисти и планински образувания, има дълбоки процепи и депресии. Те се заменят с огромни равнини и долини. В екваториалната част на небесното тяло, частици от хидрокарбонат и воден лед образуват огромна площ от дюни. Предполага се, че космическата сонда на Хюйгенс е извършила кацане в един от тези дюни.
Пълното сходство с живата планета добавя наличието на течна структура. На Титан са открити реки, които имат източници, криволичещи канали и делти - местата, където реките се вливат в морските басейни. Според данните от снимките, някои реки Титан имат дължина на канала над 1000 км. Почти цялата течна маса на Титан е концентрирана в морски басейни и езера, които заемат впечатляваща площ - до 30-40% от всички повърхности на това небесно тяло.
Доказателство за наличието на големи групи от течна среда на повърхността на сателита беше огромно светло петно, което дълго време объркваше астрономите. Впоследствие беше доказано, че светлата зона на Титан е огромен басейн от течни въглеводороди, наречен Кракенско море. По площ този въображаем резервоар е по-голям от най-голямото езеро на Земята - Каспийско море. Друг също толкова интересен обект е Лиежското море - най-големият естествен резервоар за течен метан и етан.
Точна информация за състава на течната среда на моретата и езерата на Титан е получена благодарение на работата на AMC "Casssini". Използвайки данни от снимки и компютърни симулации, съставът на течността върху Титан е определен при земни условия:
- етан е 76-80%;
- пропан в моретата и езерата на Титан 6-7%;
- метанът представлява 5-10%.
В допълнение към основните елементи, представени като замразени газове, в течността присъстват водороден цианид, бутан, бутен и ацетилен. Основното натрупване на вода на Титан има малко по-различна природа от земната форма. На повърхността на спътника бяха открити огромни количества прегряване на лед, състоящи се от вода и амоняк. Предполага се, че под повърхността може да има огромни природни резервоари, пълни с течна вода с разтворен амоняк. В този аспект интересна е и вътрешната структура на сателита.
Днес съществуват различни версии на вътрешната структура на Титан. Както при всички земни планети, тя има твърдо ядро, а не желязо-никел, както на първите четири планети на Слънчевата система, а каменна. Диаметърът му е приблизително 3400-3500 км. Следва забавната част. За разлика от Земята, където мантията започва след ядрото, на Титан това пространство е пълно с плътни пресовани слоеве от воден лед и метан хидрат. Вероятно има слой от течност между отделните слоеве. Въпреки това, въпреки студенината и каменистата природа, спътникът е в активна фаза и на него се наблюдават тектонски процеси. Това се улеснява от приливни сили, причинени от гигантската тежест на Сатурн.
Възможното бъдеще на Титан
Съдейки по данните от изследванията, проведени през последното десетилетие, човечеството се занимава с уникален обект на слънчевата система. Оказа се, че Титан е единственото небесно тяло, в допълнение към Земята, което се характеризира с всичките три вида дейност. На спътника на Сатурн има следи от постоянна геоложка активност, която е потвърждение на неговата жива тектонична активност.
Природата на повърхността на Титан също е от голям интерес. Нейната структура, състав и релеф говорят в полза на факта, че повърхността на спътника на Сатурн е в постоянно движение. Тук, както и на Земята, под въздействието на ветрове и валежи се наблюдава ерозия на почвата, настъпва изветряне на скали и седиментация.
Съставът на атмосферата на спътника и циркулационните процеси, протичащи в него, формират климата на Титан. Всички тези признаци говорят в полза на факта, че животът може да съществува на Титан при определени условия. Естествено, това ще бъде различна форма на живот от земните организми, но самото му съществуване ще се превърне в колосално откритие за човечеството.
