В Солнечной системе есть несколько мест, которые были бы такими же захватывающими, как луна Сатурна Титан. Там, где водяной лед образует горы.
Подобно Европе и Энклеадусу, у Титана тоже может быть внутренний океан жидкой воды, место, где может быть жизнь.
У Титана есть слои, и, к счастью, в работах по его исследованию есть потрясающая новая миссия: миссия Titan Dragonfly.
Долгое время астрономы не знали, каким особенным был Титан. Это потому, что луна Сатурна спрятана в густых облаках, которые скрывают вид на ее поверхность. Фактически, в течение самого длительного времени астрономы думали, что Титан был самой большой луной в Солнечной системе, поскольку они не могли сказать, где кончилась атмосфера и началась земля. Теперь мы знаем, что Ганимед немного больше.
Первым космическим кораблем, который посетил Титан, был Пионер-11 в 1979 году. Он не мог видеть сквозь густые облака, а также космический корабль-близнец Вояджер, который следовал в 1980 и 1981 годах. Они действительно собрали некоторые дополнительные сведения о Титане, обнаружив следы. углеводородов в атмосфере, таких как ацетилен, этан и пропан. Однако большая часть атмосферы, как и Земля, состоит из азота.
С атмосферой, заполненной азотом и содержащей углеводороды, это звучит как потенциальное место для поиска жизни. Может быть, даже жизнь, которая использует совершенно другую биологию, чем жизнь Земли.
Насколько обитаем Титан?
Лишь после того, как космический корабль НАСА «Кассини» совершил долгое путешествие к Сатурну и вышел на орбиту вокруг кольцевой планеты в 2004 году, инструменты наконец-то были на месте, чтобы всматриваться в скрытую атмосферу Титана.
За свою 13-летнюю миссию в Сатурне Кассини пролетел мимо Титана 127 раз, используя радары и инфракрасные инструменты, чтобы видеть сквозь дымку и выявлять черты на поверхности Титана. Кассини видел облака углеводородов, которые сбрасывают углеводороды в углеводородные реки, накапливаясь в углеводородных озерах и морях. Моя точка зрения - углеводороды.
Кассини также высадил посадочный аппарат «Гюйгенс» Европейского космического агентства, который прыгнул с парашютом сквозь атмосферу, зафиксировав весь двух с половинойчасовой путь. Он приземлился на поверхность и отправил на Землю первые снимки с Земли на Титане.
Между ними Кассини и Гюйгенс открыли, что Титан покрыт органическими молекулами в состоянии, которое, как считалось, существовало здесь, на Земле, 4 миллиарда лет назад. Проблема, конечно, в том, что на Титане невероятно холодно. Вот как вы получаете все те жидкие углеводороды, о которых я рассказывал.
Температура поверхности составляет -179 по Цельсию или -209 градусов по Фаренгейту. Для сравнения: самая холодная температура, когда-либо зарегистрированная на Земле, составляет около -92 по Цельсию или -133 по Фаренгейту.
Густая азотная атмосфера на Титане означает, что вам не понадобится скафандр, если вы хотите прогуляться на Титане, просто действительно густое пальто.
Таким образом, у вас есть все эти сырьевые материалы для жизни на поверхности, в довольно густой азотной атмосфере, с жидкими углеводородами, действующими как растворитель, и вращающимися вокруг них химикатами. Даже ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает химические вещества и стимулирует новые химические реакции с водородом, метаном и азотом.
Но тогда у вас резко холодная среда, совершенно враждебная жизни на поверхности.
Хорошей новостью является то, что у Титана, похоже, жидкий океан под ледяной поверхностью: точно так же, как Европа Юпитера и Энцелад Сатурна. Это было подтверждено тщательными гравитационными измерениями, проведенными Кассини во время его 137 полетов.
Разница в том, что Титан имеет все строительные блоки жизни на поверхностном слое, окружающем океан. Видишь, как это идеально?
В лаборатории реактивного движения НАСА группа ученых пытается выяснить, насколько вероятно существование жизни в океанах Титана. В период с настоящего момента до 2023 года они надеются выработать условия, которые позволят органическим молекулам перемещаться с поверхности мира в его внутренние океаны, в идеальную среду обитания.
Усилие называется Обитаемость углеводородных миров: титан и не только.
Их первая цель - выяснить, как органические молекулы могут перемещаться вокруг планеты и переноситься из атмосферы на поверхность, а затем в подземный океан.
Некоторая часть этой работы уже была проделана с использованием наблюдений с массива большой миллиметр / субмиллиметр Atacama в Чили для изучения атмосферы Титана и измерения его химического состава.
Несмотря на то, что Кассини был намного ближе и сделал некоторые из этих наблюдений, ALMA на самом деле гораздо более чувствительна к видам молекул, плавающих в атмосфере Титана. Обсерватория была в состоянии обнаружить изменения в уровнях в Титане, поскольку метан и молекулярный азот разрушены ультрафиолетовым излучением Солнца.
Возможно, эти органические молекулы могут просочиться в океан. Или, может быть, органические молекулы генерируются изнутри самого Титана и пробиваются вверх и наружу через криовулканы на поверхности.
Вероятно, в ближайшем будущем невозможно непосредственно исследовать подземный океан, но если на поверхности будут обнаружены намеки, нагретый зонд, подобный предложенной для Европы миссии, может растаять сквозь лед и достигнуть океана. Мы сделали целый эпизод по этой идее.
Затем они хотят понять, могут ли эти подземные океаны быть пригодными для обитания, и если да, то какие виды жизни там могут быть.
Несмотря на то, что существует жидкий океан, мы не знаем, достаточно ли в нем нужных химических веществ и энергии для жизни. Один из примеров земной жизни, который может указать путь, называется Pelobacter acetylenicus, который питается ацетиленом для энергии и углерода. Исследователи планируют смоделировать окружающую среду Титана и посмотреть, насколько хорошо эти бактерии могут выжить.
Наконец, существует ли какой-нибудь способ для жизни перенести обратно из океанов на поверхность Титана, где ее можно изучить вблизи? Даже если толщина ледяного панциря на Титане может составлять 50-80 км, в течение миллионов лет могут происходить геологические процессы, которые переносят материал из океана на поверхность.
Чтобы собрать эти данные, вам понадобится какая-то роботизированная миссия, которая может быстро перемещаться по поверхности Титана, отбирая разные места в поисках свидетельств жизни.
Титан абсолютно увлекателен, и нам действительно нужно отправить миссию обратно, чтобы изучить ее более подробно. И я рад объявить, что НАСА официально выбрало вертолет с ядерной батареей, который отправится на Титан в 2026 году.
Она называется «Стрекоза», и вы, возможно, уже знакомы с ней благодаря сотрудничеству, с которым я сотрудничал с Everyday Astronaut в прошлом году. НАСА пыталось выбрать между «Стрекозой» и миссией по возвращению образца кометы. Хотелось бы, чтобы обе миссии могли летать, это был бы мой выбор.
Условия на Титане идеальны для летательного аппарата. Плотность атмосферы в 4 раза выше, чем у Земли, в то же время гравитация ниже. Полет на Титане подобен плаванию в океанах Земли. Вы можете пристегнуть пару на крыльях на руках и полетать на Титане, что, серьезно, я бы хотел попробовать.
Стрекоза будет оснащена радиоизотопным термоэлектрическим генератором, такой же плутониевой батареей, которая питает Mars Curiosity, Mars 2020 и многие зонды во внешней Солнечной системе. По мере распада плутония термопара преобразует тепло в электричество для питания космического корабля.
И Dragonfly сможет генерировать достаточно электричества с помощью своей РИТЭГ, чтобы летать в атмосфере Титании, делая более длинные и более длинные прыжки примерно на 8 км за раз. Для своей основной миссии он должен пролететь 175 километров, что вдвое больше расстояния всех марсоходов вместе взятых.
Ожидается, что миссия начнется в 2026 году, и потребуется около 8 лет, чтобы добраться до Титана, прибыв в 2034 году.
НАСА выбрало в качестве места посадки поля дюн Шангри-ла рядом с экватором, место, похожее на песчаные дюны в Намибии. Он будет прыгать от региона к региону, нюхая и отбирая образцы окружающей среды, пока не доберется до ударного кратера Селк. Это место, которое, кажется, свидетельствует о прошлой жидкой воде и органических молекулах.
Это как раз то место, где могут быть следы воды, которая вытекала из внутреннего пространства Титана на его поверхность. Другими словами, именно здесь мы можем обнаружить, что Титан когда-то жил или все еще живет в своем внутреннем океане.
Было несколько других идей для исследования Титана, в том числе подводная лодка, которая могла бы исследовать углеводородные озера, а также различные идеи для лодок и даже парусная лодка. Мы сделали целый эпизод о других потенциальных миссиях на Титане.
Титан. Мы возвращаемся на Титан и на этот раз отправляем вертолет, чтобы детально изучить этот захватывающий мир. В то же время, астрономы и ученые-планетологи будут строить аргументы в пользу жизни, как сегодня, так и в древнем прошлом, и того, как она могла бы перемещаться с поверхности во внутренние океаны и наоборот. И это могло бы помочь нам понять, как жизнь могла продвигаться здесь, на Земле.
Источники: NASA / JPL, Институт астробиологии NASA
