Το δεύτερο μεγαλύτερο στο ηλιακό σύστημα μετά τον Γανυμήδη (Δία). Στη δομή του, αυτό το σώμα μοιάζει πολύ με τη Γη. Η ατμόσφαιρά του είναι επίσης παρόμοια με τη δική μας, και το 2008 ανακαλύφθηκε ένας μεγάλος υπόγειος ωκεανός στον Τιτάνα. Για το λόγο αυτό, πολλοί επιστήμονες υποθέτουν ότι ο συγκεκριμένος δορυφόρος του Κρόνου θα γίνει η κατοικία της ανθρωπότητας στο μέλλον.

Ο Τιτάνας είναι ένα φεγγάρι που έχει μάζα ίση με περίπου το 95 τοις εκατό της μάζας όλων των Κρόνων. Η βαρύτητα είναι περίπου το ένα έβδομο αυτής στη Γη. Είναι ο μόνος δορυφόρος στο σύστημά μας που έχει πυκνή ατμόσφαιρα. Η εξερεύνηση της επιφάνειας του Τιτάνα είναι δύσκολη λόγω ενός παχύ στρώματος σύννεφων. Η θερμοκρασία είναι μείον 170-180 μοίρες και η πίεση στην επιφάνεια είναι 1,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης.

Ο Τιτάνας έχει λίμνες, ποτάμια και θάλασσες από αιθάνιο και μεθάνιο, καθώς και ψηλά βουνά που αποτελούνται κυρίως από πάγο. Σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες, γύρω από τον βραχώδη πυρήνα, που φτάνει σε διάμετρο τα 3.400 χιλιόμετρα, υπάρχουν πολλά στρώματα πάγου με διαφορετικούς τύπους κρυστάλλωσης, καθώς και πιθανώς ένα στρώμα υγρού.

Κατά τη διάρκεια της έρευνας στον Τιτάνα, ανακαλύφθηκε μια τεράστια λεκάνη υδρογονανθράκων - η Θάλασσα Kraken. Η έκτασή του είναι 400.050 τετραγωνικά χιλιόμετρα. Σύμφωνα με υπολογισμούς και εικόνες που ελήφθησαν από το διαστημόπλοιο, η σύνθεση του υγρού σε όλες τις λίμνες είναι περίπου η εξής: αιθάνιο (περίπου 79%), προπάνιο (7-8%), μεθάνιο (5-10%), υδροκυάνιο ( 2-3%), ακετυλένιο, βουτάνιο, βουτένιο (περίπου 1%). Σύμφωνα με άλλες θεωρίες, οι κύριες ουσίες είναι το μεθάνιο και το αιθάνιο.

Ο Τιτάνας είναι ένας δορυφόρος του οποίου η ατμόσφαιρα έχει πάχος περίπου 400 χιλιομέτρων. Περιέχει στρώματα υδρογονανθράκων «νέφος». Για το λόγο αυτό, η επιφάνεια αυτού του ουράνιου σώματος δεν μπορεί να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας τηλεσκόπιο.

Ο πλανήτης Τιτάνας λαμβάνει πολύ λίγη ενέργεια από τον Ήλιο για να εξασφαλίσει τη δυναμική των διεργασιών στην ατμόσφαιρα. Οι επιστήμονες έχουν εκφράσει την άποψη ότι η ενέργεια για την κίνηση των ατμοσφαιρικών μαζών παρέχεται από την ισχυρή παλιρροιακή επιρροή του πλανήτη Κρόνου.

Περιστροφή και τροχιά

Η ακτίνα της τροχιάς του Τιτάνα είναι 1.221.870 χιλιόμετρα. Έξω από αυτό υπάρχουν τέτοιοι δορυφόροι του Κρόνου όπως ο Υπερίωνας και ο Ιαπετός, και μέσα - ο Μίμας, η Τηθύς, η Διόνη, ο Εγκέλαδος. Η τροχιά του Τιτάνα περνά πέρα

Ο δορυφόρος Τιτάνας κάνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον πλανήτη του σε δεκαπέντε ημέρες, είκοσι δύο ώρες και σαράντα ένα λεπτά. Η τροχιακή ταχύτητα είναι 5,57 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο.

Όπως πολλοί άλλοι, ο δορυφόρος Τιτάνας περιστρέφεται συγχρόνως σε σχέση με τον Κρόνο. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος περιστροφής του γύρω από τον πλανήτη και γύρω από τον άξονά του συμπίπτει, με αποτέλεσμα ο Τιτάνας να στρέφεται πάντα με τη μία πλευρά προς τον Κρόνο, επομένως υπάρχει ένα σημείο στην επιφάνεια του δορυφόρου στο οποίο ο Κρόνος φαίνεται πάντα να να κρέμεται στο ζενίθ.

Η κλίση του άξονα περιστροφής του Κρόνου εξασφαλίζεται από τον ίδιο τον πλανήτη και τους δορυφόρους του. Για παράδειγμα, το περασμένο καλοκαίρι στον Τιτάνα τελείωσε το 2009. Επιπλέον, η διάρκεια κάθε εποχής είναι περίπου επτάμισι χρόνια, αφού ο πλανήτης Κρόνος κάνει μια πλήρη επανάσταση γύρω από τον αστέρα Ήλιο σε τριάντα χρόνια.

Ο Τιτάνας είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου και ο δεύτερος, μετά τον Γανυμήδη, στο ηλιακό σύστημα. Ωστόσο, αν μετρήσετε τον Τιτάνα μαζί με την ατμόσφαιρά του, τότε αποδεικνύεται ότι είναι μεγαλύτερος από τον Γανυμήδη. Σε όλες του τις παραμέτρους, ο Τιτάνας είναι πιο κοντά στους κανονικούς πλανήτες: είναι μεγαλύτερος από τον Ερμή, η πυκνή του ατμόσφαιρα είναι παχύτερη από αυτή της Γης και η επιφάνειά του - με γεωγραφική έννοια - είναι σχεδόν τόσο ζωντανή όσο αυτή του πλανήτη μας.

Οι επίγειες παρατηρήσεις πριν από την έναρξη της διαστημικής εποχής έδειξαν ότι ο Τιτάνας έχει μια πυκνή ατμόσφαιρα. Στην πραγματικότητα, είναι ο μόνος δορυφορικός πλανήτης με πλήρη ατμόσφαιρα. Πετώντας μέσα από το σύστημα του Κρόνου το 1981, το Voyager 2 ανακάλυψε ότι το κύριο συστατικό της ατμόσφαιρας του Τιτάνα είναι το άζωτο (N 2). περιέχει επίσης μεθάνιο (CH 4) και άλλους υδρογονάνθρακες. Τα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και τα επίγεια τηλεσκόπια κατέστησαν δυνατή το 1995 την υποψία για την ύπαρξη μεγάλων περιοχών υγρού μεθανίου στην επιφάνεια του Τιτάνα. Αλλά η ύπαρξη αυτών των λιμνών υδρογονανθράκων επιβεβαιώθηκε μόνο αφού ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος του Κρόνου, το Cassini, ξεκίνησε εντατική έρευνα, από την οποία ο καθετήρας Huygens προσγειώθηκε στην επιφάνεια του Τιτάνα στις 14 Ιανουαρίου 2005. Η αποστολή Cassini-Huygens, που οργανώθηκε από τη NASA, την ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία) και την ASI (Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία), ξεκίνησε στις 15 Οκτωβρίου 1997, αλλά μόλις στα μέσα του 2004 η συσκευή έφτασε στο σύστημα του Κρόνου και άρχισε να λειτουργεί (βλ. σελ. 16 έγχρωμες καρτέλες).

Ο Τιτάνας είναι σχεδόν διπλάσιος από τη Σελήνη και το μισό του μέγεθος. Επομένως, στην επιφάνειά του η βαρύτητα είναι σχεδόν σεληνιακή: είναι 7 φορές μικρότερη από τη γήινη (στη Σελήνη - 6 φορές). Η δεύτερη ταχύτητα διαφυγής στην επιφάνεια του Τιτάνα είναι 2,6 km/s, στη Σελήνη - 2,4 km/s, ωστόσο, η απογείωση από τον Τιτάνα θα είναι πολύ πιο δύσκολη από ό,τι από τη Σελήνη: η πυκνή ατμόσφαιρα θα παρέμβει. Η σύνθεση της ατμόσφαιρας του Τιτάνα είναι πλέον γνωστή λεπτομερώς: στην επιφάνεια είναι 95% άζωτο και περίπου 5% μεθάνιο, και στη στρατόσφαιρα είναι 98,4% άζωτο και 1,4% μεθάνιο. Η πίεση στην επιφάνεια είναι 1,45 φορές μεγαλύτερη από την κανονική ατμοσφαιρική πίεση στη Γη. Αλλά αν θυμηθούμε ότι η δύναμη της βαρύτητας εκεί είναι 7 φορές μικρότερη από τη δική μας, τότε είναι σαφές ότι η μάζα της στήλης αερίου σε μια μονάδα επιφάνειας του Τιτάνα είναι 10 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στη Γη. Δεδομένου ότι το μέγεθος του Τιτάνα είναι 2,5 φορές μικρότερο από αυτό της Γης, η επιφάνειά του είναι περίπου 6 φορές μικρότερη από τη Γη, πράγμα που σημαίνει ότι η συνολική μάζα της ατμόσφαιρας του Τιτάνα είναι 1,5 φορές τη μάζα της ατμόσφαιρας της Γης! Αυτός είναι πιθανώς ο λόγος που υπάρχουν πολύ λίγοι κρατήρες μετεωριτών στην επιφάνεια του Τιτάνα: οι μικροί μετεωρίτες επιβραδύνονται και καταστρέφονται στην ατμόσφαιρα και τα ίχνη μεγάλων καταστρέφονται γρήγορα από τη βροχή και τον άνεμο.

Η ισχυρή και εξαιρετικά εκτεταμένη ατμόσφαιρα του Τιτάνα διευκόλυνε την προσγείωση του διαστημικού σκάφους σε αυτόν. Έχοντας χωρίσει από το Cassini, το σκάφος Huygens κινήθηκε προς τον Τιτάνα σε αδρανή κατάσταση για τρεις εβδομάδες και στη συνέχεια άρχισε να προετοιμάζεται για κάθοδο. Η προσγείωση του Huygens στον Τιτάνα είναι μια μοναδική επιχείρηση. Ακολουθούν τα κύρια στάδια του (ώρες: λεπτά Ώρα Κεντρικής Ευρώπης):

06:51 - η παροχή ρεύματος στις συσκευές είναι ενεργοποιημένη.

11:13 - έναρξη εισόδου στην ατμόσφαιρα σε υψόμετρο 1270 km με ταχύτητα 6 km/s. Η πέδηση πραγματοποιείται από μια μετωπική θερμική ασπίδα.

11:17 - υψόμετρο 180 km, ταχύτητα 400 m/s, αναπτύσσεται πιλότος με διάμετρο 3 m Μετά από 2,5 δευτερόλεπτα, επεκτείνει το κύριο αλεξίπτωτο με διάμετρο 8,3 m.

11:18 - υψόμετρο 160 χλμ. Το παρμπρίζ έχει αφαιρεθεί. Αρχίσαμε να εξερευνούμε την ατμόσφαιρα με αέριο χρωματογράφο και φασματόμετρο μάζας. Τα αερολύματα συλλέγονται και εξατμίζονται. Η κάμερα μεταδίδει ένα πανόραμα από σύννεφα.

11:32 - υψόμετρο 125 χλμ. Το κύριο αλεξίπτωτο έπεσε και ένα αλεξίπτωτο φρένου με διάμετρο 3 m αναπτύχθηκε για να επιταχύνει την πτώση και να έχει χρόνο να προσγειωθεί πριν αποφορτιστούν πλήρως οι μπαταρίες (φόρτιση 1,8 kWh). Η απόσταση από το Cassini είναι 60 χιλιάδες χιλιόμετρα.

11:49 - υψόμετρο 60 χλμ. Περιλαμβάνεται υψόμετρο ραντάρ. Πριν από αυτό, η εργασία ελεγχόταν από ένα χρονόμετρο. Η κάμερα αρχίζει να παίρνει πανόραμα της επιφάνειας. Μετράται η ταχύτητα του ανέμου (χρησιμοποιώντας το φαινόμενο Doppler του πομπού), η θερμοκρασία και η πίεση του αέρα και το ηλεκτρικό πεδίο (ελέγχεται η παρουσία κεραυνών). Σε υψόμετρο αρκετών εκατοντάδων μέτρων από την επιφάνεια, ανάβει μια λευκή λάμπα για φασματική ανάλυση της επιφάνειας. Το σόναρ και το ραντάρ μετρούν τις ανωμαλίες εδάφους. Η κάθοδος του Huygens στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα διήρκεσε περίπου 2,5 ώρες.

13:34 - αγγίζοντας το έδαφος με ταχύτητα 4,5 m/s. Η κάμερα, το μικρόφωνο, τα επιταχυνσιόμετρα και το σόναρ λειτουργούν για τη μέτρηση του βάθους του υγρού εάν η προσγείωση γινόταν στη θάλασσα. Αλλά το έδαφος κάτω από τη συσκευή αποδείχθηκε αξιόπιστο, με μηχανικές ιδιότητες παρόμοιες με την υγρή άμμο ή τον άργιλο. Κατά την πρόσκρουση, η συσκευή πήγε βαθιά στο έδαφος κατά περίπου 15 cm Μέσα σε 2 ώρες, μετέδωσε δεδομένα από την επιφάνεια με ταχύτητα 8 kbit/s.

15:44 - Το Cassini υπερβαίνει τον ορίζοντα Τέλος μετάδοσης δεδομένων. Το Cassini στρέφει την κεραία του προς τη Γη και αρχίζει να εκπέμπει δεδομένα που έχουν καταγραφεί από τον Huygens.

Το σκάφος προσγειώθηκε ακριβώς νότια του ισημερινού, στην άκρη παγωμένων λόφων στη μέση μιας τεράστιας αμμώδους θάλασσας. Η φωτογραφία του γύρω τοπίου δείχνει μερικούς μεγάλους αμμόλοφους σε απόσταση, αλλά το ίδιο το σημείο προσγείωσης μοιάζει περισσότερο με κοίτη ρυακιού, γεμάτο με λιθόστρωτα στην κορυφή της άμμου. Η επιφανειακή θερμοκρασία του Τιτάνα είναι πολύ χαμηλή: -180°C. Αυτή η θερμοκρασία είναι κοντά στο τριπλό σημείο του μεθανίου, όπως η θερμοκρασία της επιφάνειας της γης είναι κοντά στο τριπλό σημείο του νερού. Σε αυτή τη θερμοκρασία συνυπάρχουν αέριες, υγρές και στερεές καταστάσεις της ύλης. Ακριβώς όπως ο κύκλος του νερού συμβαίνει στη φύση της Γης, ο κύκλος του μεθανίου θα πρέπει να συμβαίνει στον Τιτάνα. Στην πραγματικότητα, το μεθάνιο (αναμεμειγμένο με αιθάνιο και άλλους υδρογονάνθρακες) παίζει εκεί τον ίδιο ρόλο με το νερό στη Γη: εξατμίζεται από λίμνες, σχηματίζει σύννεφα, πέφτει ως βροχόπτωση, ανοίγει κανάλια μέσα από κοιλάδες και ρέει πίσω σε λίμνες.

Η μελέτη των εικόνων δείχνει ότι το τοπίο του Τιτάνα διαμορφώνεται εν μέρει από τις βροχοπτώσεις και την ταχεία ροή υγρού σε όλη την επιφάνεια. Όμως, σε αντίθεση με τη Γη, αυτός ο υδρολογικός κύκλος στον Τιτάνα μεταφέρεται σε ακραία κατάσταση. Στη Γη, η θερμότητα του ήλιου είναι αρκετή για να εξατμιστεί περίπου ένα μέτρο νερού ετησίως. Αλλά η ατμόσφαιρα μπορεί να συγκρατήσει μόνο μερικά εκατοστά υγρασίας πριν συμπυκνωθούν τα σύννεφα και πέσει η βροχή, έτσι ο καιρός της Γης χαρακτηρίζεται από ελαφριές βροχές που ρίχνουν μερικά εκατοστά νερού σε διαστήματα μιας ή δύο εβδομάδων. Στον Τιτάνα, η έλλειψη ηλιακής θερμότητας προκαλεί μόνο περίπου 1 cm υγρού μεθανίου να εξατμίζεται ετησίως, αλλά η ισχυρή ατμόσφαιρά του είναι ικανή να διατηρεί σε αέρια μορφή την ποσότητα του μεθανίου που αντιστοιχεί σε περίπου 10 m καθιζάνον υγρού. Ως εκ τούτου, ο Τιτάνας θα πρέπει να χαρακτηρίζεται από σπάνιες καταρρακτώδεις βροχές, που προκαλούν ορμητικούς χειμάρρους, και στα μεσοδιαστήματα μεταξύ αυτών των πλημμυρών - αιωνόβιες περιόδους ξηρασίας. Είναι πιθανό να σημειώθηκε και πλημμύρα στο σημείο προσγείωσης του Huygens πριν από λίγο καιρό. Οι επιστήμονες του κλίματος πιστεύουν ότι οι ισχυροί καιρικοί κύκλοι του Τιτάνα είναι μια ακραία εκδοχή του τι θα μπορούσε να συμβεί στη Γη ως αποτέλεσμα της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Καθώς η τροπόσφαιρα της Γης θερμαίνεται, θα μπορεί να συγκρατεί περισσότερη υγρασία, έτσι οι τυφώνες και οι ξηρασίες μας θα γίνονται πιο έντονες.

Ο Τιτάνας λοιπόν είναι μια παγωμένη εκδοχή της Γης, με μεθάνιο αντί για νερό, νερό αντί για βράχο και καιρικούς κύκλους που διαρκούν για αιώνες. Είναι πολύ πιθανό η ατμόσφαιρα του Τιτάνα να μοιάζει με την ατμόσφαιρα της νεαρής Γης κατά την περίοδο της εμφάνισης της ζωής σε αυτήν. Επιπλέον: Η μέση πυκνότητα του Τιτάνα (1,88 g/cm³) δείχνει ότι είναι μισός βράχος (πυρήνας), μισός νερό (μανδύας και φλοιός) και καλύπτεται από υδρογονάνθρακες. Τα μαθηματικά μοντέλα προβλέπουν ότι ο φλοιός του πάγου έχει πάχος περίπου 50 km, και κάτω βρίσκεται ένας ωκεανός υγρού νερού, που πιθανώς περιέχει αμμωνία. Το βάθος αυτού του ωκεανού «αμμωνίας» πρέπει να φτάσει τις εκατοντάδες χιλιόμετρα. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να υπάρχει ζωή εκεί.

Το Cassini έχει προγραμματιστεί να συνεχίσει να λειτουργεί μέχρι το 2017. Από τον Ιούλιο του 2004 έως τον Σεπτέμβριο του 2010, πραγματοποίησε 72 πτήσεις του Τιτάνα, μεταδίδοντας εικόνες ραντάρ της επιφάνειάς του και εικόνες υπέρυθρων. Όταν οι ερευνητές ενδιαφέρθηκαν για την πηγή της αιθαλομίχλης στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα, το Cassini, πετώντας μέσα από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιράς του σε υψόμετρο περίπου 1000 km, συνέλεξε και ανέλυσε δείγματα αυτής της ομίχλης. Οι επιστήμονες περίμεναν ότι η ομίχλη θα αποτελείται από ελαφρούς υδρογονάνθρακες όπως το αιθάνιο, με μοριακό βάρος 30. Αλλά το Cassini βρήκε μια απροσδόκητη αφθονία βαρέων οργανικών μορίων, συμπεριλαμβανομένων βενζολίου, ανθρακενίου και μακρομορίων με μάζα 2.000 ή περισσότερο. Αυτές οι ουσίες σχηματίζονται από το ατμοσφαιρικό μεθάνιο υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός. Μάλλον συμπυκνώνονται σταδιακά σε μεγαλύτερα σωματίδια και βυθίζονται στην επιφάνεια, αλλά οι λεπτομέρειες αυτής της διαδικασίας είναι ασαφείς.

Όπως βλέπουμε, ο υπέροχος μικρός πλανήτης Τιτάνας γίνεται όλο και πιο ενδιαφέρον. Δεν προβλέπονται θεμελιώδεις δυσκολίες στη μελέτη του Τιτάνα. «Τιτάν ρόβερ», καθώς και πλωτά και ιπτάμενα ανιχνευτές, αναπτύσσονται ήδη για αποστολές σε αυτό. Μια διασκεδαστική δραστηριότητα για διαστημικούς μηχανικούς!

Τιτάνιοένας από τους 62 δορυφόρους του πλανήτη Κρόνου, του 6ου πλανήτη του ηλιακού συστήματος. Η επιφάνειά του είναι παρόμοια με την επιφάνεια της Γης στην επιφάνεια μπορείτε να βρείτε βουνά και πεδιάδες, όπως ακριβώς στη Γη. Αλλά το πιο σημαντικό, ποτάμια, λίμνες και ακόμη και θάλασσες βρέθηκαν στον Τιτάνα, οι επιστήμονες δεν έχουν παρατηρήσει τέτοια ανακάλυψη πουθενά αλλού στο ηλιακό σύστημα εκτός από τη Γη. Εάν υπάρχει νερό εδώ, τότε μπορεί να είναι κατοικήσιμο. Για να το ανακαλύψουμε, ήταν απαραίτητο να προσδιοριστεί από πού προήλθε το νερό στον δορυφόρο του Κρόνου. Μετά από μελέτη της επιφάνειας του Τιτάνα, το ερευνητικό παρατηρητήριο Casini, που εκτοξεύτηκε από τη Φλόριντα των ΗΠΑ το 1997, αποδείχθηκε ότι βρέχει στον Τιτάνα, όπως στη Γη.

Ο Τιτάνας είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου.

Η βροχή στο φεγγάρι του Κρόνου είναι πολύ διαφορετική από τη βροχή στη Γη. Η βροχή του Τιτάνα έχει σταγόνες που είναι διπλάσιες και η ταχύτητά τους να πέφτουν στην επιφάνεια του δορυφόρου είναι 10 φορές μικρότερη. Μετά από μια λεπτομερή και μακρά μελέτη της βροχής, διαπιστώθηκε ότι οι σταγόνες δεν ήταν από νερό, αλλά από μεθάνιο. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει νερό εκεί. Το νερό ανακαλύφθηκε, αλλά όχι αμέσως, δεν αναζητήθηκε στις πέτρες, που το νερό έγινε λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας. Εξάλλου, η θερμοκρασία στο φεγγάρι του Κρόνου πέφτει στους -180°C

Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το μεθάνιο είναι ένα αέριο που παράγεται από βακτήρια, οι επιστήμονες έχουν ήδη προτείνει ότι ο Τιτάνας κατοικείται. Εδώ οι απόψεις των επιστημόνων διίστανται: το πρώτο μισό των επιστημόνων πιστεύει ότι εδώ μπορεί να υπάρχει μέγιστος αριθμός μικροοργανισμών. Αλλά άλλοι επιστήμονες έχουν εντελώς αντίθετη άποψη και ισχυρίζονται ότι ο Τιτάνας κατοικείται από έναν ευφυή εξωγήινο πολιτισμό Οι απόψεις των επιστημόνων συμφωνούν σε ένα πράγμα - αυτή η μορφή ζωής δεν είναι απολύτως παρόμοια με αυτή της Γης. Αλλά μέχρι στιγμής δεν έχει ανακαλυφθεί ζωή.

Ο Τιτάνας έχει μια πυκνή ατμόσφαιρα, που καθιστά δυνατή την ύπαρξη ζωής. Αυτή η ατμόσφαιρα είναι πολύ παρόμοια με τη γήινη, υπάρχει μόνο μια μικρή διαφορά - στη Γη, το 1/3 του αέρα είναι οξυγόνο και τα 2/3 είναι άζωτο. Στο τιτάνιο, ο αέρας αποτελείται από σχεδόν καθαρό άζωτο για τον άνθρωπο, είναι ένα ευεργετικό αέριο που δεν είναι επικίνδυνο να αναπνέει. Η πίεση του αέρα εδώ είναι ελαφρώς υψηλότερη από ό,τι στη Γη.

Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο εργάζονται σε ένα πρόγραμμα για την εξερεύνηση του Τιτάνα. Σήμερα, το κύριο καθήκον είναι να κατασκευαστεί ένα διαστημόπλοιο για να το στείλει στον δορυφόρο του Κρόνου. Στο μέλλον, αν χρειαστεί, μπορεί να γίνει εφεδρικός πλανήτης για τους ανθρώπους, αλλά αυτό είναι ακόμα μακριά. Το μόνο που μπορούμε τώρα να κάνουμε είναι να σκεφτούμε αυτό το θέμα και να μελετήσουμε τον δορυφόρο του Κρόνου.

Θεωρία για την εξωγήινη ζωή.

Αν μιλάμε για την πιθανότητα εξωγήινης ζωής και πιστεύουμε στη θεωρία για, η οποία λέει ότι το Σύμπαν μας δεν είναι μοναδικό και υπάρχουν πολλά άλλα σύμπαντα παρόμοια με το δικό μας, αλλά ελαφρώς διαφορετικά. Εάν πιστεύετε σε αυτή τη θεωρία, τότε η εξωγήινη ζωή μπορεί να μην υπάρχει εκεί που κοιτάμε. Μια άλλη μορφή ζωής μπορεί να υπάρχει στον πλανήτη μας, αλλά σε ένα παράλληλο Σύμπαν.

Όνομα δορυφόρου:Τιτάνιο;

Διάμετρος: 5152 km;

Επιφάνεια: 83.000.000 km²;

Όγκος: 715,66×10 8 km³;

Βάρος: 1,35×10 23 kg;

Πυκνότητα t: 1880 kg/m³;

Περίοδος εναλλαγής: 15,95 ημέρες.

Περίοδος κυκλοφορίας: 15,95 ημέρες;

Απόσταση από τον Κρόνο: 1.161.600 km;

Τροχιακή ταχύτητα: 5,57 km/s;

Μήκος Ισημερινού: 16.177 km;

Τροχιακή κλίση: 0,35°;

Επιτάχυνση ελεύθερη πτώση: 1,35 m/s²;

Τιτάνιο- ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου, καθώς και ο δεύτερος μεγαλύτερος δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα. Για πολύ καιρό πίστευαν ότι ο Τιτάνας ήταν το μεγαλύτερο φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα. Από τη σύγχρονη έρευνα, οι επιστήμονες έχουν δώσει προσοχή στο μέγεθος του φεγγαριού του Δία Γανυμήδη, του οποίου η ακτίνα (2634 km) είναι 58 km μεγαλύτερη από αυτή του Τιτάνα (2576 km). Ο δορυφόρος του Κρόνου δεν είναι μόνο μεγαλύτερος από άλλα φεγγάρια, αλλά ακόμη και από ορισμένους πλανήτες. Για παράδειγμα, η ακτίνα του πρώτου πλανήτη από τον Ήλιο, του Ερμή, είναι 2440 km, δηλαδή 136 km μικρότερη από την ακτίνα του Τιτάνα, και ο τελευταίος πλανήτης του ηλιακού συστήματος, ο Πλούτωνας, είναι 10 φορές μικρότερος σε όγκο από τον δορυφόρο . Μέγεθος Titanμεταξύ των πλανητών είναι κοντά στον Άρη (ακτίνα 3390 km), και οι όγκοι τους είναι στην αναλογία 1:2,28 (υπέρ του Άρη). Επιπλέον, ο Τιτάνας είναι το πιο πυκνό σώμα από όλους τους δορυφόρους του Κρόνου. Και η μάζα του μεγαλύτερου φεγγαριού είναι μεγαλύτερη από τους άλλους δορυφόρους του Κρόνου μαζί. Ο Τιτάνας αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 95% της μάζας όλων των φεγγαριών του Κρόνου. Αυτό μοιάζει λίγο με την αναλογία της μάζας του Ήλιου και όλων των άλλων σωμάτων στο Ηλιακό Σύστημα. Όπου η μάζα του αστεριού αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 99% της μάζας ολόκληρου του ηλιακού συστήματος. Πυκνότητα και μάζαΤο βάρος του Τιτάνα 1880 kg/m³ και 1,35×10 23 kg είναι παρόμοιο με τους δορυφόρους του Δία Ganymede (1936 kg/m³, 1,48×10 23 kg) και Callisto (1834 kg/m³, 1,08×10 23 kg).
Ο Τιτάνας είναι ο εικοστός δεύτερος δορυφόρος του Κρόνου. Η τροχιά του είναι πιο μακριά από τη Διόνη, την Τηθύ και τον Εγκέλαδο, αλλά σχεδόν τρεις φορές πιο κοντά από την τροχιά του Ιαπετού. Ο Τιτάνας βρίσκεται έξω από τους δακτυλίους του Κρόνου σε απόσταση 1.221.900 km από το κέντρο του πλανήτη και όχι πιο κοντά από τα 1.161.600 km από τα εξωτερικά στρώματα της ατμόσφαιρας του Κρόνου. Ο δορυφόρος ολοκληρώνει μια πλήρη περιστροφή σε σχεδόν 16 γήινες ημέρες ή πιο συγκεκριμένα σε 15 ημέρες, 22 ώρες και 41 λεπτά, με μέση ταχύτητα 5,57 km/s. Αυτό είναι 5,5 φορές ταχύτερο από την περιστροφή της Σελήνης γύρω από τη Γη. Όπως η Σελήνη και πολλοί άλλοι δορυφόροι των πλανητών στο ηλιακό σύστημα, ο Τιτάνας έχει μια σύγχρονη περιστροφή σε σχέση με τον πλανήτη, αποτέλεσμα παλιρροϊκών δυνάμεων. Αυτό σημαίνει ότι οι περίοδοι περιστροφής γύρω από τον άξονά του και περιστροφής γύρω από τον Κρόνο συμπίπτουν και ο δορυφόρος στρέφεται πάντα στον πλανήτη με την ίδια πλευρά. Στον Τιτάνα, όπως και στη Γη, υπάρχει αλλαγή των εποχών, αφού ο άξονας περιστροφής του Κρόνου έχει κλίση σε σχέση με τον ισημερινό του κατά 26,73°. Ωστόσο, ο πλανήτης είναι τόσο μακριά από τον Ήλιο (1,43 δισεκατομμύρια χλμ.) που τέτοιες κλιματικές εποχές διαρκούν 7,5 χρόνια η καθεμία. Δηλαδή, ο Χειμώνας, η Άνοιξη, το Καλοκαίρι και το Φθινόπωρο στον Κρόνο και οι δορυφόροι του, συμπεριλαμβανομένου του Τιτάνα, εναλλάσσονται κάθε 30 χρόνια - αυτός ακριβώς είναι ο χρόνος που χρειάζεται Σατουρικό σύστημανα τυλιχτεί τελείως γύρω από τον Ήλιο.

Ο Τιτάνας, όπως όλοι οι άλλοι μεγάλοι δορυφόροι του Ηλιακού Συστήματος, ανακαλύφθηκε τον Μεσαίωνα. Αν και τα οπτικά και τα τηλεσκόπια εκείνης της εποχής ήταν πολύ κατώτερα από τα σύγχρονα, ωστόσο στις 25 Μαρτίου 1655, ο αστρονόμος Κρίστιαν Χάιγκενςκατάφερε να παρατηρήσει ένα φωτεινό σώμα κοντά στον Κρόνο, το οποίο, όπως διαπίστωσε, εμφανίζεται κάθε 16 ημέρες στην ίδια θέση στον δίσκο του Κρόνου και επομένως περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη. Μετά από τέσσερις τέτοιες επαναστάσεις, τον Ιούνιο του 1655, όταν οι δακτύλιοι του Κρόνου ήταν σε χαμηλή κλίση σε σχέση με τη Γη και δεν εμπόδιζαν την παρατήρηση, ο Huygens τελικά πείστηκε ότι είχε ανακαλύψει έναν δορυφόρο του Κρόνου. Αυτή ήταν η δεύτερη φορά από την εφεύρεση του τηλεσκοπίου που ανακαλύφθηκε δορυφόρος, 45 χρόνια μετά την ανακάλυψή του. Γαλιλαίοςτέσσερα μεγαλύτερα φεγγάρια του Δία. Για σχεδόν δύο αιώνες, ο δορυφόρος δεν είχε συγκεκριμένο όνομα. Το πραγματικό όνομα του Τιτάνα προτάθηκε από τον Τζον Χέρσελ, Άγγλο αστρονόμο και φυσικό, το 1847, προς τιμήν του αδερφού του Κρόνος, Τιτάνα.

Το μέγεθος του Τιτάνα (κάτω αριστερά) σε σύγκριση με τη Σελήνη (πάνω αριστερά) και τη Γη (δεξιά).

Ο Τιτάνας είναι 15 φορές μικρότερος από τη Γη και 3,3 φορές μεγαλύτερος από τη Σελήνη

Ατμόσφαιρα και κλίμα

Ο Τιτάνας είναι ο μόνος δορυφόρος του ηλιακού συστήματος που έχει μια αρκετά πυκνή και πυκνή ατμόσφαιρα. Τελειώνει σε υψόμετρο περίπου 400 km από την επιφάνεια του δορυφόρου, το οποίο είναι 4,7 φορές υψηλότερο από την ατμόσφαιρα της Γης (λαμβάνεται το συμβατικό όριο μεταξύ της γήινης περιβάλλουσας αέρα και του διαστήματος Γραμμή Karmanσε υψόμετρο 85 km από την επιφάνεια της Γης). Η ατμόσφαιρα του Τιτάνα έχει μέση μάζα 4,8 x 10 20 kg, η οποία είναι σχεδόν 100 φορές βαρύτερη από τον αέρα της Γης (5,2 x 10 18 kg). Ωστόσο, λόγω της ασθενούς βαρύτητας, η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας στον δορυφόρο είναι μόνο 1,35 m/s² - 7,3 φορές ασθενέστερη από τη βαρύτητα της Γης, και επομένως, καθώς η πίεση στην επιφάνεια του Τιτάνα μειώνεται, αυξάνεται μόνο στα 146,7 kPa (μόνο 1,5 φορές ατμόσφαιρα της Γης). Η ατμόσφαιρα του Τιτάνα είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με της Γης. Τα κατώτερα στρώματά του χωρίζονται επίσης σε τροπόσφαιρα και στρατόσφαιρα. Στην τροπόσφαιρα, η θερμοκρασία πέφτει με το υψόμετρο, από -179 °C στην επιφάνεια σε -203 °C σε υψόμετρο 35 km (στη Γη, η τροπόσφαιρα τελειώνει σε υψόμετρο 10-12 km). Μια εκτεταμένη τροπόπαυση εκτείνεται σε υψόμετρο 50 km, όπου η θερμοκρασία παραμένει σχεδόν σταθερή. Και τότε η θερμοκρασία αρχίζει να αυξάνεται, παρακάμπτοντας τη στρατόσφαιρα και τη μεσόσφαιρα - περίπου 150 km από την επιφάνεια. ΣΕ ιονόσφαιρασε υψόμετρο 400-500 km, η θερμοκρασία ανεβαίνει στο μέγιστο - περίπου -120-130 °C.

Το περίβλημα αέρα του Τιτάνα αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από άζωτο 98,4%, το υπόλοιπο 1,6% είναι μεθάνιο και αργό, τα οποία κυριαρχούν κυρίως στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Και σε αυτό, ο δορυφόρος είναι παρόμοιος με ο πλανήτης μας, αφού ο Τιτάνας και η Γη είναι τα μόνα σώματα στο Ηλιακό Σύστημα των οποίων οι ατμόσφαιρες αποτελούνται κυρίως από άζωτο (στην επιφάνεια της Γης η συγκέντρωση του αζώτου είναι 78,1%). Ο Τιτάνας δεν έχει σημαντικό μαγνητικό πεδίο, επομένως τα ανώτερα στρώματα του κελύφους αέρα είναι πολύ ευαίσθητα στον ηλιακό άνεμο και την κοσμική ακτινοβολία. ΣΕ ανώτερη ατμόσφαιρα, υπό την επίδραση της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας, το μεθάνιο και το άζωτο σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις υδρογονανθράκων. Ορισμένα από αυτά περιέχουν τουλάχιστον 7 άτομα άνθρακα. Αν κατέβει στο επιφάνεια του Τιτάνακαι κοιτάξτε ψηλά, ο ουρανός θα είναι πορτοκαλί, αφού τα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας είναι αρκετά απρόθυμα να απελευθερώσουν τις ακτίνες του ήλιου. Επίσης, αυτός ο χρωματισμός του αέρα μπορεί να σχηματιστεί από οργανικές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων των ατόμων αζώτου στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.

Σύγκριση της ατμόσφαιρας της Γης και της ατμόσφαιρας του Τιτάνα. Ο αέρας και των δύο σωμάτων είναι κυρίως

αποτελείται από άζωτο: Τιτάνιο - 94,8%, Γη - 78,1%. Επιπλέον, στα μεσαία στρώματα

Η τροπόσφαιρα του Τιτάνα, σε υψόμετρο 8-10 km περιέχει περίπου 40% μεθάνιο, το οποίο

υπό πίεση συμπυκνώνεται σε νέφη μεθανίου. Στη συνέχεια στην επιφάνεια

βροχές υγρού μεθανίου πέφτουν, όπως το νερό στη Γη

Μια εικόνα του Τιτάνα από το διαστημόπλοιο Cassini. Ατμόσφαιρα δορυφόρος Έτσι

πυκνό και αδιαφανές που είναι αδύνατο να δεις την επιφάνεια από το διάστημα

Ένα ενδιαφέρον θέμα για συζήτηση για τον Τιτάνα είναι αναμφίβολα δορυφορικό κλίμα. Η μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια του Τιτάνα είναι -180 °C. Λόγω της πυκνής και αδιαφανούς ατμόσφαιρας, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πόλων και του ισημερινού είναι μόνο 3 μοίρες. Τέτοιες χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλή πίεση εξουδετερώνουν το λιώσιμο του πάγου του νερού, με αποτέλεσμα ουσιαστικά να μην υπάρχει νερό στην ατμόσφαιρα. Στην επιφάνεια, ο αέρας αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από άζωτο και καθώς ανεβαίνει, η συγκέντρωση του αζώτου μειώνεται και η περιεκτικότητα σε αιθάνιο C 2 H 6 και μεθάνιο CH 4 αυξάνεται. Σε υψόμετρο 8-16 km, η σχετική υγρασία των αερίων αυξάνεται στο 100% και συμπυκνώνεται σε εκκενωμένα σύννεφα μεθανίου και αιθανίου. Η πίεση στον Τιτάνα είναι αρκετή για να διατηρήσει αυτά τα δύο στοιχεία όχι σε αέρια κατάσταση, όπως στη Γη, αλλά σε υγρή κατάσταση. Από καιρό σε καιρό, όταν τα σύννεφα συσσωρεύουν αρκετή υγρασία, πέφτουν στην επιφάνεια του Τιτάνα, σαν γήινο ίζημα. βροχές αιθανίου-μεθανίουκαι σχηματίζουν ολόκληρους ποταμούς, θάλασσες, ακόμη και ωκεανούς από υγρό «αέριο». Τον Μάρτιο του 2007, κατά τη διάρκεια μιας κοντινής προσέγγισης στον δορυφόρο, το διαστημόπλοιο Cassini ανακάλυψε αρκετές γιγάντιες λίμνες στην περιοχή του βόρειου πόλου, η μεγαλύτερη από τις οποίες φτάνει τα 1000 km και μια περιοχή συγκρίσιμη με Κασπία θάλασσα. Σύμφωνα με μελέτες ανιχνευτών και υπολογισμούς υπολογιστών, τέτοιες λίμνες αποτελούνται από στοιχεία άνθρακα-υδρογόνου όπως αιθάνιο C 2 H 6 -79%, μεθάνιο CH 4 -10%, προπάνιο C 3 H 8 -7-8%, καθώς και ένα μικρό περιεκτικότητα σε υδροκυάνιο 2-3% και περίπου 1% βουτυλένιο. Τέτοιες λίμνες και θάλασσες, υπό την ατμοσφαιρική πίεση της Γης (100 kPa ή 1 atm), θα διαλύονταν μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα και θα μετατρέπονταν σε σύννεφα αερίων. Μερικά αέρια, όπως το προπάνιο και το αιθάνιο, θα παρέμεναν στο κάτω μέρος επειδή είναι βαρύτερα από τον αέρα, αλλά το μεθάνιο θα ανέβαινε αμέσως στην κορυφή και θα διασκορπιστεί στην ατμόσφαιρα. Στον Τιτάνα είναι εντελώς διαφορετικά. Οι χαμηλές θερμοκρασίες και πίεση 1,5 φορές υψηλότερες από τις γήινες διατηρούν αυτές τις ουσίες σε επαρκή πυκνότητα για υγρή κατάσταση. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν το γεγονός ότι μπορεί να υπάρχει ζωή στον δορυφόρο του Κρόνου σε τέτοιες θάλασσες και λίμνες. Στη Γη, η ζωή σχηματίστηκε λόγω της αλληλεπίδρασης και της δραστηριότητας του υγρού νερού ΤιτάνΑντί για νερό, μπορεί να χρησιμεύσει αιθάνιο και μεθάνιο. Είναι σαφές ότι δεν μιλάμε για μεγάλα ή και μικρά ζώα, αλλά για μικροσκοπικούς, απλούς οργανισμούς. Για παράδειγμα, βακτήρια που απορροφούν μοριακό υδρογόνο και τρέφονται με ακετυλένιο και απελευθερώνουν μεθάνιο. Πώς τα ζώα της Γης εισπνέουν οξυγόνο και εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα.
Ανεμοςστην επιφάνεια του δορυφόρου η ταχύτητά του είναι πολύ ασθενής, όχι μεγαλύτερη από 0,5 m/s, αλλά όσο ανεβαίνει εντείνεται. Ήδη σε υψόμετρο 10-30 km πνέουν άνεμοι με ταχύτητα 30 m/s και η διεύθυνσή τους συμπίπτει με την φορά περιστροφής του δορυφόρου. Σε υψόμετρο 120 χιλιομέτρων από την επιφάνεια, ο άνεμος μετατρέπεται σε ισχυρές καταιγίδες δίνης και τυφώνες, η ταχύτητα των οποίων ανεβαίνει στα 80-100 μέτρα το δευτερόλεπτο.

Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη από το πανόραμα του Τιτάνα. Λίμνη μεθανίου που περιβάλλεται από βραχώδεις βράχους

οι ορεινές κατασκευές έχουν σκούρο κίτρινο ή ανοιχτό καφέ χρώμα και εναρμονίζονται υπέροχα

με ουρανό πορτοκαλί απόχρωσης, σαν γαλάζια θάλασσα - με τη γαλάζια ατμόσφαιρα της Γης

Τα κύρια στοιχεία στην κυκλοφορία και την αλληλεπίδραση της ατμόσφαιρας είναι το μεθάνιο και το αιθάνιο,
που μπορεί να σχηματιστεί στα έγκατα του Τιτάνα και να απελευθερωθεί στον αέρα όταν
ηφαιστειακές εκρήξεις. Στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας συμπυκνώνονται σε υγρό
και σχηματίζει σύννεφα και στη συνέχεια πέφτει στην επιφάνεια ως βροχή μεθανίου και αιθανίου

Επιφάνεια και δομή

Η επιφάνεια του Τιτάνα, όπως και οι περισσότεροι δορυφόροι του Κρόνου, χωρίζεται σε σκοτεινές και φωτεινές περιοχές, οι οποίες χωρίζονται μεταξύ τους με σαφή όρια. Όπως η Γη, η επιφάνεια του δορυφόρου χωρίζεται σε χερσαίες περιοχές - ηπείρους και ένα υγρό μέρος - ωκεανούς και θάλασσες υγρών «αερίων» μεθανίου και αιθανίου. Στην εγγύς ισημερινή περιοχή στη φωτεινή περιοχή βρίσκεται η μεγαλύτερη ήπειρος του Τιτάνα - Xanadu. Αυτή η τεράστια ήπειρος, στο μέγεθος της Αυστραλίας, είναι ένας λόφος που αποτελείται από οροσειρές. Οι οροσειρές της ηπειρωτικής χώρας υψώνονται σε ύψος άνω του 1 χιλιομέτρου. Κατά μήκος των πλαγιών τους, σαν γήινα ρέματα, ρέουν υγρά ποτάμια που σχηματίζονται σε επίπεδες επιφάνειες λίμνες μεθανίου. Μερικά από τα πιο εύθραυστα πετρώματα είναι ευαίσθητα στη διάβρωση, και από τις βροχές μεθανίου και τα ρεύματα υγρού μεθανίου που ρέουν στις πλαγιές, σχηματίζονται σταδιακά σπήλαια στα βουνά. Η σκοτεινή περιοχή του Τιτάνα σχηματίζεται λόγω της συσσώρευσης σωματιδίων σκόνης υδρογονανθράκων που πέφτουν από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, ξεπλένονται από τη βροχή μεθανίου από υψηλότερα υψόμετρα και μεταφέρονται στις ισημερινές περιοχές από τους ανέμους.

Είναι πολύ δύσκολο να πούμε ακριβώς ποια είναι η εσωτερική δομή του Τιτάνα. Υποτίθεται ότι βρίσκεται στο κέντρο αδιάλλακτοςφτιαγμένο από βράχους διαστάσεων 2/3 της ακτίνας του Τιτάνα (περίπου 1700 km). Πάνω από τον πυρήνα είναι μανδύαςπου αποτελείται τόσο από πυκνό πάγο νερού όσο και από ένυδρο μεθάνιο. Λόγω των παλιρροϊκών δυνάμεων του Κρόνου και των κοντινών δορυφόρων, ο πυρήνας του δορυφόρου θερμαίνεται και η ενέργεια που παράγεται στο εσωτερικό σπρώχνει θερμούς βράχους στην επιφάνεια. Επιπλέον, όπως και στη Γη, στα βάθη του Τιτάνα εμφανίζεται ραδιενεργή αποσύνθεση χημικών στοιχείων, η οποία χρησιμεύει ως πρόσθετη ενέργεια για ηφαιστειακές εκρήξεις.

Τον Απρίλιο του 1973, ένα διαστημικό σκάφος της NASA εκτοξεύτηκε προς τους Γίγαντες Πλανήτες "Pioneer-11". Μέσα σε έξι μήνες, πραγματοποίησε έναν βαρυτικό ελιγμό γύρω από τον Δία και κατευθύνθηκε περαιτέρω προς τον Κρόνο. Και τον Σεπτέμβριο του 1979, ο ανιχνευτής πέρασε 354.000 χλμ. από την εξωτερική ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Αυτή η προσέγγιση βοήθησε τους επιστήμονες να προσδιορίσουν ότι η θερμοκρασία στην επιφάνεια είναι πολύ χαμηλή για να υποστηρίξει τη ζωή. Χρόνια μετά Voyager 1πλησίασε τον δορυφόρο στα 5600 km, τράβηξε πολλές αρκετά υψηλής ποιότητας φωτογραφίες της ατμόσφαιρας, προσδιόρισε τη μάζα και τις διαστάσεις του δορυφόρου, καθώς και ορισμένα τροχιακά χαρακτηριστικά. Στη δεκαετία του '90, με τη βοήθεια της ισχυρής οπτικής του τηλεσκοπίου Hubble, η ατμόσφαιρα του Τιτάνα μελετήθηκε λεπτομερέστερα - ειδικότερα σύννεφα μεθανίου. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το αέριο μεθάνιο, όπως και οι υδρατμοί, στα ανώτερα στρώματα υγραίνεται και μετατρέπεται σε υγρή κατάσταση. Στη συνέχεια, με αυτή τη μορφή, πέφτει στην επιφάνεια ως κατακρήμνιση.

Το τελευταίο και πιο σημαντικό στάδιο στη μελέτη του Τιτάνα θεωρείται η αποστολή του διαπλανητικού διαστημικού σταθμού». Cassini-Huygens". Έκανε την πρώτη του πτήση με τον Τιτάνα στις 26 Οκτωβρίου 2004, σε απόσταση μόλις 1.200 km από την επιφάνεια. Από τόσο κοντινή απόσταση, ο ανιχνευτής επιβεβαίωσε την παρουσία ποτάμια και λίμνες μεθανίου. Δύο μήνες αργότερα, στις 25 Δεκεμβρίου, ο Huygens αποχωρίστηκε από τον εξωτερικό καθετήρα και ξεκίνησε μια βουτιά τετρακοσίων χιλιομέτρων μέσα από τα αδιαφανή στρώματα της ατμόσφαιρας του Τιτάνα. Η κατάβαση κράτησε 2 ώρες και 28 λεπτά. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα εποχούμενα όργανα εντόπισαν μια πυκνή ομίχλη μεθανίου (στρώματα νεφών) σε υψόμετρο 18-19 km, όπου η ατμοσφαιρική πίεση ήταν περίπου 50 kPa (0,5 atm). Η εξωτερική θερμοκρασία στην αρχή της κατάβασης ήταν -202 °C, ενώ στην επιφάνεια του Τιτάνα ήταν περίπου -180 °C. Για να αποφευχθεί μια πρόσκρουση με την επιφάνεια του δορυφόρου, η συσκευή κατέβηκε σε ειδικό αλεξίπτωτο. Η Διεύθυνση Διαστημικών Πτήσεων, που παρατήρησε την κατάδυση του Huygens, ήλπιζε πραγματικά να δει υγρό μεθάνιο στην επιφάνεια. Αλλά η συσκευή, αντίθετα με την επιθυμία, βυθίστηκε σε στέρεο έδαφος.

Μελλοντικό έργο που ονομάζεται "Titan Saturn System Mission". Αυτό θα είναι το πρώτο ταξίδι στην ιστορία

έξω από τη Γη. Η συσκευή θα οργώσει τις εκτάσεις των ωκεανών από υγρό για 3 μήνες.

μεθάνιο και θαυμάστε το ηλιοβασίλεμα του γιγάντιου Κρόνου με τους δακτυλίους του

Τρεις όψεις του φεγγαριού του Κρόνου Τιτάνα από το διαστημόπλοιο Cassini. Αριστερά: Φυσικό χρώμα, που δημιουργείται από εικόνες που λαμβάνονται με τρία φίλτρα ευαίσθητα στο κόκκινο, το πράσινο και το ιώδες φως. Σαν αυτό Ο Τιτάνας θα εμφανιστεί στο ανθρώπινο μάτι. Κέντρο: Εικόνα κοντά στο υπέρυθρο που δείχνει την επιφάνεια. Δεξιά: Σύνθεση ψευδούς χρώματος από μία ορατή εικόνα και δύο υπέρυθρες. Εμφανίζονται πράσινες περιοχές όπου το Cassini μπορούσε να δει την επιφάνεια. Το κόκκινο αντιπροσωπεύει περιοχές που βρίσκονται στη στρατόσφαιρα του Τιτάνα. Ανακτήθηκε στις 16 Απριλίου 2005 σε αποστάσεις από 168.200 έως 173.000 km. Πηγή: NASA/JPL

Voyager 2 φωτογραφία του Τιτάνα που τραβήχτηκε στις 23 Αυγούστου 1981, από απόσταση 2,3 εκατομμυρίων χλμ. Το νότιο ημισφαίριο φαίνεται πιο ανοιχτόχρωμο, με μια καθαρή λωρίδα ορατή στον ισημερινό και ένα σκούρο κολάρο στον βόρειο πόλο. Όλες αυτές οι μπάντες συνδέονται με την κυκλοφορία των νεφών στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Πηγή: NASA/JPL

Σύγκριση των μεγεθών της Γης και του Τιτάνα

.

Είναι το δεύτερο μεγαλύτερο φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα μετά. Ο Τιτάνας είναι μεγαλύτερος από τον πλανήτη Ερμή σε μέγεθος, αλλά το ήμισυ της μάζας του. Είναι το μόνο φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα που έχει πυκνή ατμόσφαιρα. Είναι 10 φορές πιο ισχυρό από αυτό της Γης, με επιφανειακή πίεση 60% μεγαλύτερη. Πριν το διαστημόπλοιο Cassini φτάσει σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο το 2004, λίγα ήταν γνωστά για την επιφάνεια του Τιτάνα λόγω της παρουσίας μιας πορτοκαλί ομίχλης στην ατμόσφαιρά του.

Η ανακάλυψη και η ονομασία του Τιτάνα

Ο Τιτάνας ανακαλύφθηκε από τον Ολλανδό επιστήμονα Christian Huygens στις 25 Μαρτίου 1655 και ήταν το πρώτο φεγγάρι που βρέθηκε με τηλεσκόπιο μετά τα τέσσερα φεγγάρια του Γαλιλαίου. Ο Χάιγκενς απλώς τον κάλεσε Σελήνη του Κρόνου. Ωστόσο, σύμφωνα με το έθιμο της εποχής, δεν ανακοίνωσε την ανακάλυψή του. Αντίθετα, συγκάλυψε την είδηση ​​σε αναγραμματισμό. Παράλληλα, χρησιμοποιώντας τον στίχο του ποιητή Οβίδιου «Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris». Τα χάραξε γύρω από την άκρη του φακού του τηλεσκοπίου που χρησιμοποιούσε ο Huygens. Αποκωδικοποιημένο και μεταφρασμένο, ο αναγραμματισμός λέει: «Το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τον Κρόνο κάθε 16 ημέρες και 4 ώρες». Αυτή η τιμή είναι πολύ κοντά στην τρέχουσα εκτίμηση της τροχιακής περιόδου του Τιτάνα.

Ο επιστήμονας John Herschel πρότεινε να δοθεί στο φεγγάρι το όνομα "Titan" στη δημοσίευσή του το 1847, Results of Astronomical Observations Made at the Cape of Good Hope. Στην ελληνική μυθολογία, οι Τιτάνες ήταν τα αδέρφια του Κρόνου, του ελληνικού ισοδύναμου του ρωμαϊκού θεού Κρόνου. Στην ίδια δημοσίευση, ο Χέρσελ ονόμασε άλλα έξι φεγγάρια του Κρόνου.

Ατμόσφαιρα Τιτάνα

Η πιθανότητα μιας ατμόσφαιρας γύρω από τον Τιτάνα συζητήθηκε για πρώτη φορά το 1903. Τότε ο Ισπανός αστρονόμος José Comas Sola παρατήρησε ότι ο δίσκος του Τιτάνα φαίνεται πιο φωτεινός στο κέντρο του παρά στις άκρες του. Η ύπαρξη ατμόσφαιρας επιβεβαιώθηκε το 1944 από τον Gerard Kuiper στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Αναγνώρισε την παρουσία μεθανίου στο φάσμα του Τιτάνα.

Περαιτέρω παρατηρήσεις, που έγιναν ιδίως με τη βοήθεια των ανιχνευτών Voyager, που πέταξαν σε αυτά τα μέρη το 1980 και 1981, και στη συνέχεια του καθετήρα Cassini-Huygens, έδειξαν ότι η ατμόσφαιρα του Τιτάνα αποτελείται από 98,4% άζωτο και 1,6% από μεθάνιο, με μικρές ποσότητες άλλων αερίων συμπεριλαμβανομένων διαφόρων υδρογονανθράκων (όπως αιθάνιο, διακετυλένιο, μεθυλοακετυλένιο, κυανοακετυλένιο, ακετυλένιο και προπάνιο), αργό, διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, κυανογόνο, υδροκυάνιο και ήλιο. Επιπλέον, ο Τιτάνας είναι ο μόνος στο ηλιακό σύστημα που έχει πυκνή ατμόσφαιρα πλούσια σε άζωτο.

Οι υδρογονάνθρακες πιστεύεται ότι σχηματίζονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Τιτάνα λόγω αντιδράσεων που περιλαμβάνουν τη διάσπαση του μεθανίου υπό την επίδραση του υπεριώδους φωτός και των κοσμικών ακτίνων. Αυτή η οργανική φωτοχημεία δημιουργεί μια πορτοκαλί ομίχλη, πιο πυκνή σε υψόμετρο περίπου 300 χιλιομέτρων (200 μίλια), που κρύβει την επιφάνεια σε ορατά μήκη κύματος και επίσης αντανακλά σημαντικές ποσότητες υπέρυθρης ακτινοβολίας στο διάστημα, με αποτέλεσμα ένα «αντι-θερμοκηπιακό φαινόμενο».

Ψυχρός κόσμος

Ο Τιτάνας είναι ένα από τα δύο γνωστά κοσμικά σώματα (το άλλο είναι ο Πλούτωνας) του οποίου η θερμοκρασία στην επιφάνεια είναι χαμηλότερη (κατά περίπου 10 Κ) από ό,τι θα ήταν απουσία ατμόσφαιρας. Η ατμόσφαιρα του Τιτάνα έχει μεγάλη ποικιλία από οργανικά υλικά. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι αστροβιολόγοι ενδιαφέρονται για τον Τιτάνα.

Ένα άτομο που στέκεται στην επιφάνεια του Τιτάνα κατά τη διάρκεια της ημέρας θα βιώνει μόνο το ένα χιλιοστό της φωτεινότητας του φωτός της ημέρας που είναι διαθέσιμο στην επιφάνεια της Γης. Αυτή η σύγκριση λαμβάνει υπόψη όχι μόνο το πάχος της ατμόσφαιρας, αλλά και τη μεγαλύτερη απόσταση του Τιτάνα από τον Ήλιο. Ωστόσο, το επίπεδο φωτός στην επιφάνεια του Τιτάνα είναι 350 φορές φωτεινότερο από το φως στη Γη κάτω από την πανσέληνο.

Η ποσότητα μεθανίου στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα πρέπει να εξαντλείται συνεχώς. Επομένως, πρέπει να υπάρχει κάποιος μηχανισμός στην επιφάνεια που το αναπληρώνει. Μια εξήγηση είναι ότι ο Τιτάνας έχει ενεργά ηφαίστεια που απελευθερώνουν μεθάνιο.

Επιφάνεια Τιτάνα

Πριν από την άφιξη του καθετήρα Cassini-Huygens τον Ιούνιο του 2004, οι υπέρυθρες παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble παρείχαν έναν χάρτη φωτεινών και σκοτεινών περιοχών στον Τιτάνα, αλλά η φύση αυτών των χαρακτηριστικών παρέμενε αβέβαιη. Έχει προταθεί ότι οι ωκεανοί ή οι λίμνες υγρού αιθανίου μπορεί να καλύπτουν μεγάλο μέρος της επιφάνειας του φεγγαριού και ότι το υγρό μεθάνιο μπορεί να πέσει εδώ ως βροχή. Ένα άλλο μοντέλο προτείνει ότι οι φωτεινές περιοχές που εντοπίστηκαν από το Hubble θα μπορούσαν να είναι πάγος νερού. Βρίσκονται σε πεδινά και καλύπτονται από στερεά και υγρά οργανικά μόρια.

Μια πιο λεπτομερής και ακριβής εικόνα του Τιτάνα αρχίζει να αναδύεται χάρη στις εικόνες και άλλα δεδομένα που έστειλε η Cassini-Huygens. Κατά τη διάρκεια της πρώτης πτήσης του στον Τιτάνα, το Cassini αποκάλυψε σύννεφα μεθανίου και έναν τεράστιο κρατήρα πρόσκρουσης. Το πιο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό ήταν μια φωτεινή περιοχή σωρευτικού σύννεφου κοντά στο νότιο πόλο. Έχει διάμετρο περίπου 450 χιλιόμετρα και ύψος περίπου 15 χιλιόμετρα. Οι μετρήσεις από το διαστημόπλοιο έδειξαν ότι τα σύννεφα πιθανότατα αποτελούνταν από υδρογονάνθρακες και θα μπορούσαν να συσχετιστούν με επιφανειακά χαρακτηριστικά. Το Cassini έδειξε ότι ορισμένες αλλαγές στη φωτεινότητα της επιφάνειας ήταν κυκλικές, ενώ άλλες ήταν γραμμικές. Αρκετά ομόκεντρα αντικείμενα έχουν επίσης ανακαλυφθεί στο νότιο πόλο.

Αποστολή Cassini-Huygens

Ένα μωσαϊκό εννέα εικόνων που τραβήχτηκαν καθώς το Cassini πέταξε δίπλα από τον Τιτάνα στις 26 Οκτωβρίου 2004, έδωσε στους αστρονόμους μια από τις πιο λεπτομερείς απόψεις του πλήρους δίσκου των φεγγαριών μέχρι σήμερα. Τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του Τιτάνα είναι πιο φωτεινά στο κέντρο του δίσκου, όπου ο ανιχνευτής είχε τη λιγότερη ατμόσφαιρα από κάτω του. Δεν βρέθηκαν ορατοί κρατήρες, υποδηλώνοντας ότι το φεγγάρι πιθανότατα έχει μια νεαρή επιφάνεια που ανανεώνεται συνεχώς. Οι αστρονόμοι δεν είναι ακόμα σίγουροι εάν τα σχέδια στην επιφάνεια του Τιτάνα προκαλούνται από ηφαιστειακές εκρήξεις. Ή προέρχονται από τη μετατόπιση των πετρωμάτων από τον άνεμο, τη σκόνη ή ακόμα και από ποτάμια υγρών υδρογονανθράκων.

Στις 14 Ιανουαρίου 2005, ο ανιχνευτής Huygens έπεσε με αλεξίπτωτο στην επιφάνεια του Τιτάνα, επιστρέφοντας εκπληκτικές εικόνες τόσο κατά την κάθοδό του όσο και από την επιφάνεια.