В последние годы все большее внимание уделяется крупным лунам, вращающимся вокруг газовых гигантов в нашей солнечной системе. Существует интерес к дальнейшему изучению Титана, но это сложно с орбиты, потому что трудно видеть сквозь густую атмосферу. Полеты на Титане обсуждались в интернете (иногда просто замечательно), и это был даже один из предметов, рассматриваемых чрезвычайно популярным комиксом XKCD.
Тем не менее, остается проблема питания двигателя. Требования к мощности для полета на Титане довольно минимальны, поэтому солнечные крылья могут работать. Но Титан также представляет альтернативу: парусный спорт.
Со всеми этими озерами и реками, исследование Титана на надводном корабле может быть отличным способом увидеть большую часть Луны. Автомобиль не будет плыть по воде. Озера на Титане состоят из жидкого метана. Поэтому задача состоит в том, чтобы сделать судно плавучим: жидкий метан всего на 45% плотнее, чем жидкая вода. Это означает, что нам нужно много перемещений. Однако это может сделать глубокий полый корпус, и оказывается, что у жидкого метана есть преимущество, которое помогает восполнить низкую плотность: он гораздо менее вязкий, чем вода.
Число Рейнольдса пропорционально отношению плотности к вязкости, и получается, что сопротивление трения на корпусе обратно пропорционально Re. В то время как моря и озера Титана имеют только 45% плотности воды, они также имеют только 8% вязкости. Это означает, что парусное судно Титан будет испытывать только около 26% сопротивления трения в качестве его эквивалента на Земле. [Дизайнеры яхт обнаружили, что сопротивление трения примерно равно 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. Это оставляет нам место для того, чтобы сделать корпус более глубоким (важно, чтобы компенсировать плотность, как указано выше), и более длинным (если мы хотим более длинную ватерлинию, которая сделает волны изгиба длиннее и улучшит максимальную скорость).
Сам парус получит в среднем меньше ветра на Титане, чем на Земле. По словам Кассини, средняя скорость ветра на Титане составляет около 3 метров в секунду, хотя может быть и выше, чем у озер. Средняя скорость ветра над земным океаном ближе к 6,6 м / с. Но атмосфера Титана также примерно в 4 раза плотнее, чем атмосфера Земли, и подъемная сила, и сопротивление пропорциональны плотности жидкости. В общем, это означает, что общая сила жидкости на парусе будет примерно 83% от того, что вы получите на Земле, при прочих равных условиях, что может быть достаточно. Там будет преимущество в эффективности и размере паруса, и поэтому нам, возможно, придется воспользоваться корпусом с низким коэффициентом трения, чтобы исследовать формы с большей устойчивостью, которые могут вместить более высокий, более высокий (и, вероятно, с высоким соотношением сторон) парус.
Конечно, все это довольно умозрительно, но оно обеспечивает забавное упражнение и, возможно, дает вдохновение, когда мы представляем роботизированные суда с высокими парусами, молча курсирующие по озерам Титана.
Одна концепция лодки на Титане уже была предложена: исследователь Titan Mare (TiME) отправил бы плавучий высокотехнологичный буй, чтобы приземлиться в метановом море на этой луне Сатурна, чтобы изучить его состав и его взаимодействие с атмосферой. Но эта концепция миссии Discovery была отменена в пользу отправки корабля InSight на Марс.
Но со всеми недавними открытиями на Титане космическим кораблем Кассини - такими вещами, как озера, моря, реки и погодные и климатические модели, которые создают как туман, так и дождь - такой миссии будет уделяться больше внимания в будущем.
