Drugi največji v sončnem sistemu za Ganimedom (Jupiter). Po svoji zgradbi je to telo zelo podobno Zemlji. Tudi njegovo ozračje je podobno našemu in leta 2008 so na Titanu odkrili velik podzemni ocean. Zaradi tega mnogi znanstveniki domnevajo, da bo ta Saturnov satelit v prihodnosti postal bivališče človeštva.

Titan je luna, katere masa je enaka približno 95 odstotkom mase vseh Saturnov. Gravitacija je približno sedmina tiste na Zemlji. To je edini satelit v našem sistemu, ki ima gosto atmosfero. Raziskovanje Titanove površine je težko zaradi debele plasti oblakov. Temperatura je minus 170-180 stopinj, tlak na površini pa je 1,5-krat višji od zemeljskega.

Titan ima jezera, reke in morja iz etana in metana, pa tudi visoke gore, ki so v glavnem sestavljene iz ledu. Po mnenju nekaterih znanstvenikov je okoli kamnitega jedra, ki doseže premer 3400 kilometrov, več plasti ledu z različnimi vrstami kristalizacije, pa tudi morda ena plast tekočine.

Med raziskavami na Titanu so odkrili ogromen bazen ogljikovodikov - Krakenovo morje. Njegova površina je 400.050 kvadratnih kilometrov. Po računalniških izračunih in slikah, posnetih z vesoljskega plovila, je sestava tekočine v vseh jezerih približno naslednja: etan (približno 79 %), propan (7-8 %), metan (5-10 %), vodikov cianid ( 2-3%), acetilen, butan, buten (približno 1%). Po drugih teorijah sta glavni snovi metan in etan.

Titan je satelit, katerega atmosfera je debela približno 400 kilometrov. Vsebuje plasti ogljikovodikovega "smoga". Zaradi tega površine tega nebesnega telesa ni mogoče opazovati s teleskopom.

Planet Titan prejme zelo malo energije od Sonca za zagotavljanje dinamike procesov v ozračju. Znanstveniki so izrazili mnenje, da energijo za premikanje atmosferskih mas zagotavlja močan plimski vpliv planeta Saturn.

Rotacija in orbita

Polmer Titanove orbite je 1.221.870 kilometrov. Zunaj njega so Saturnovi sateliti, kot sta Hyperion in Iapetus, znotraj pa Mimas, Tethys, Dione, Enceladus. Titanova orbita gre onstran

Satelit Titan naredi popolno revolucijo okoli svojega planeta v petnajstih dneh, dvaindvajsetih urah in enainštiridesetih minutah. Orbitalna hitrost je 5,57 kilometrov na sekundo.

Tako kot mnogi drugi se satelit Titan vrti sinhrono glede na Saturn. To pomeni, da čas njegovega vrtenja okoli planeta in okoli lastne osi sovpadata, zaradi česar je Titan vedno obrnjen z eno stranjo proti Saturnu, zato je na površini satelita točka, na kateri se vedno zdi, da Saturn visi v zenitu.

Nagib Saturnove rotacijske osi zagotavlja sam planet in njegovi sateliti. Na primer, zadnje poletje na Titanu se je končalo leta 2009. Še več, vsak letni čas traja približno sedem let in pol, saj planet Saturn v tridesetih letih naredi popolno revolucijo okoli zvezde Sonce.

Titan je največji Saturnov satelit in drugi po Ganimedu v sončnem sistemu. Vendar, če merite Titan skupaj z njegovo atmosfero, se izkaže, da je večji od Ganimeda. Titan je po vseh svojih parametrih najbližje običajnim planetom: večji je od Merkurja, njegova gosta atmosfera je debelejša od Zemljine, njegova površina pa je v geografskem smislu skoraj tako živa kot površina našega planeta.

Zemeljska opazovanja pred začetkom vesoljske dobe so pokazala, da ima Titan gosto atmosfero; pravzaprav je to edini satelitski planet s polno atmosfero. Med letenjem skozi Saturnov sistem leta 1981 je Voyager 2 odkril, da je glavna sestavina Titanove atmosfere dušik (N 2); vsebuje tudi metan (CH 4) in druge ogljikovodike. Podatki vesoljskega teleskopa Hubble in zemeljskih teleskopov so leta 1995 omogočili sum na obstoj velikih površin tekočega metana na površini Titana. A obstoj teh jezer ogljikovodikov je bil potrjen šele po tem, ko je začel intenzivne raziskave prvi Saturnov umetni satelit Cassini, s katerega je sonda Huygens 14. januarja 2005 pristala na površju Titana. Odprava Cassini-Huygens, ki so jo organizirale NASA, ESA (Evropska vesoljska agencija) in ASI (Italijanska vesoljska agencija), se je začela 15. oktobra 1997, vendar je naprava šele sredi leta 2004 prispela v sistem Saturn in začela delovati (glej stran 16 barvni zavihek).

Titan je skoraj dvakrat večji od Lune in polovico manjši. Zato je na njeni površini gravitacija skoraj lunarna: je 7-krat manjša od zemeljske (na Luni - 6-krat). Druga hitrost pobega na površini Titana je 2,6 km / s, na Luni - 2,4 km / s, vendar bo vzlet s Titana veliko težji kot z Lune: gosta atmosfera bo motila. Sestava Titanove atmosfere je zdaj znana do potankosti: na površini je sestavljena iz 95 % dušika in približno 5 % metana, v stratosferi pa iz 98,4 % dušika in 1,4 % metana. Tlak na površju je 1,45-krat višji od normalnega atmosferskega tlaka na Zemlji. Toda če se spomnimo, da je sila gravitacije tam 7-krat manjša od naše, potem je jasno, da je masa plinskega stebra nad enoto površine Titana 10-krat večja kot na Zemlji. Ker je velikost Titana 2,5-krat manjša od Zemljine, je njegova površina približno 6-krat manjša od Zemljine, kar pomeni, da je skupna masa Titanove atmosfere 1,5-krat večja od mase Zemljine atmosfere! Verjetno je zato na površju Titana zelo malo meteoritskih kraterjev: majhni meteoriti se v ozračju upočasnijo in uničijo, sledi velikih pa dež in veter hitro uničita.

Zaradi močne in izjemno obsežne atmosfere Titana so vesoljska plovila lažje pristala na njem. Ko se je sonda Huygens ločila od Cassinija, se je tri tedne v stanju mirovanja pomikala proti Titanu, nato pa se začela pripravljati na spust. Huygensov pristanek na Titanu je edinstvena operacija; Tu so njegove glavne faze (ure: minute po srednjeevropskem času):

06:51 - napajanje naprav je vključeno.

11:13 - začetek vstopa v atmosfero na višini 1270 km s hitrostjo 6 km/s. Zaviranje izvaja sprednji toplotni ščit.

11:17 - višina 180 km, hitrost 400 m/s, sproži se padalo premera 3 m, ki po 2,5 sekunde iztegne glavno padalo premera 8,3 m.

11:18 - višina 160 km. Vetrobransko steklo je padlo. Ozračje smo začeli raziskovati s plinskim kromatografom in masnim spektrometrom. Aerosoli se zberejo in uparijo. Kamera prenaša panoramo oblakov.

11:32 - višina 125 km. Glavno padalo je bilo odvrženo in sproženo zavorno padalo s premerom 3 m, da bi pospešili padec in pristanek, preden so se baterije popolnoma izpraznile (polnjenje 1,8 kWh). Razdalja do Cassinija je 60 tisoč km.

11:49 - višina 60 km. Priložen radarski višinomer; Pred tem je delo nadzoroval časovnik. Kamera začne snemati panoramo površine. Merijo se hitrost vetra (z Dopplerjevim efektom oddajnika), temperatura in tlak zraka ter električno polje (preverja se prisotnost strele). Na višini nekaj sto metrov od površja se prižge bela svetilka za spektralno analizo površja. Sonar in radar merita nepravilnosti tal. Huygensov spust v Titanovo atmosfero je trajal približno 2,5 ure.

13:34 - dotik tal s hitrostjo 4,5 m/s. Kamera, mikrofon, merilniki pospeška in sonar merijo globino tekočine, če je pristanek potekal na morju. Toda zemlja pod napravo se je izkazala za zanesljivo, z mehanskimi lastnostmi, podobnimi mokremu pesku ali glini. Ob udarcu se je naprava poglobila v zemljo za približno 15 cm, v 2 urah pa je s površja prenašala podatke s hitrostjo 8 kbit/s.

15:44 - Cassini gre onkraj obzorja Konec prenosa podatkov. Cassini obrne svojo anteno proti Zemlji in začne oddajati podatke, posnete s Huygensa.

Sonda je pristala tik južno od ekvatorja, na robu ledenih hribov sredi ogromnega peščenega morja. Na fotografiji okoliške pokrajine je v daljavi nekaj dolgih sipin, samo mesto pristanka pa je bolj podobno strugi potoka, posute s tlakovci na vrhu peska. Površinska temperatura Titana je zelo nizka: -180°C. Ta temperatura je blizu trojne točke metana, tako kot je temperatura zemeljske površine blizu trojne točke vode. Pri tej temperaturi soobstajajo plinasto, tekoče in trdno stanje snovi. Tako kot se vodni cikel pojavlja v naravi Zemlje, bi se moral cikel metana zgoditi na Titanu. Pravzaprav ima metan (pomešan z etanom in drugimi ogljikovodiki) tam enako vlogo kot voda na Zemlji: izhlapeva iz jezer, tvori oblake, pada kot padavine, postavlja kanale skozi doline in teče nazaj v jezera.

Preučevanje slik kaže, da Titanovo pokrajino delno oblikujejo padavine in hiter pretok tekočine po površini. Toda v nasprotju z Zemljo je ta hidrološki cikel na Titanu dosežen v ekstremnem stanju. Na Zemlji je sončna toplota dovolj, da izhlapi približno en meter vode na leto. Toda ozračje lahko zadrži le nekaj centimetrov padavine, preden se oblaki kondenzirajo in začne padati dež, zato je za Zemljino vreme značilno rahlo deževje, ki zadrži nekaj centimetrov vode v intervalih po teden ali dva. Na Titanu pomanjkanje sončne toplote povzroči, da na leto izhlapi le približno 1 cm tekočega metana, vendar lahko njegova močna atmosfera v plinastih količinah zadrži količino metana, ki ustreza približno 10 m usedline tekočine. Zato bi morali biti za Titan značilni redki hudourniki, ki povzročajo hitre hudournike, in v intervalih med temi poplavami - stoletja stara sušna obdobja. Verjetno je bila pred časom tudi poplava na pristanišču Huygens. Podnebni znanstveniki verjamejo, da so Titanovi močni vremenski cikli ekstremna različica tega, kar bi se lahko zgodilo na Zemlji zaradi globalnega segrevanja. Ko se bo zemeljska troposfera segrevala, bo lahko zadržala več vlage, zato bodo naši orkani in suše postali intenzivnejši.

Titan je torej zamrznjena različica Zemlje z metanom namesto vode, vodo namesto kamenja in vremenskimi cikli, ki trajajo stoletja. Zelo verjetno je, da Titanova atmosfera spominja na atmosfero mlade Zemlje v obdobju nastanka življenja na njej. Poleg tega: Titanova povprečna gostota (1,88 g/cm³) kaže, da je pol kamnina (jedro), pol voda (plašč in skorja) in prekrit z ogljikovodiki. Matematični modeli predvidevajo, da je ledena skorja debela približno 50 km, pod njo pa leži ocean tekoče vode, ki morda vsebuje amoniak. Globina tega oceana "amoniaka" naj bi dosegla več sto kilometrov. Nekateri znanstveniki verjamejo, da je tam življenje.

Cassini naj bi deloval do leta 2017. Od julija 2004 do septembra 2010 je opravil 72 preletov Titana in oddajal radarske slike njegove površine ter infrardeče slike. Ko so se raziskovalci začeli zanimati za izvor smoga v Titanovi atmosferi, je Cassini med letenjem skozi zgornje plasti njegove atmosfere na višini približno 1000 km zbral in analiziral vzorce te megle. Znanstveniki so pričakovali, da bo megla sestavljena iz lahkih ogljikovodikov, kot je etan, z molekulsko maso 30. Toda Cassini je našel nepričakovano obilje težkih organskih molekul, vključno z benzenom, antracenom in makromolekulami z maso 2000 ali več. Te snovi nastanejo iz atmosferskega metana pod vplivom sončne svetlobe. Verjetno se postopoma kondenzirajo v večje delce in potonejo na površje, vendar podrobnosti tega procesa niso jasne.

Kot lahko vidimo, postaja čudoviti mali planet Titan vse bolj zanimiv. Pri preučevanju Titana ni predvidenih bistvenih težav. Za odprave nanj se že razvijajo "roverji Titan", pa tudi plavajoče in leteče sonde. Zabavna dejavnost za vesoljske inženirje!

Titan eden od 62 satelitov planeta Saturn, 6. planeta sončnega sistema. Njeno površje je podobno površju Zemlje, na površju so gore in ravnine, tako kot na Zemlji. Najpomembneje pa je, da so na Titanu našli reke, jezera in celo morja; takega odkritja znanstveniki niso opazili nikjer drugje v sončnem sistemu razen na Zemlji. Če je tukaj voda, potem je lahko vseljivo. Da bi ugotovili, je bilo treba ugotoviti, od kod prihaja voda na Saturnov satelit. Raziskovalni observatorij Casini, ki so ga leta 1997 izstrelili s Floride v ZDA, je po preučevanju površja Titana ugotovil, da na Titanu dežuje kot na Zemlji.

Titan je največji satelit Saturna.

Dež na Saturnovi luni se zelo razlikuje od dežja na Zemlji. Titanov dež ima dvakrat večje kapljice, njihova hitrost padanja na površino satelita pa je 10-krat manjša. Po podrobni in dolgotrajni študiji dežja je bilo ugotovljeno, da kapljice niso sestavljene iz vode, ampak iz metana. A to ne pomeni, da tam ni vode. Vodo so odkrili, a ne takoj, niso je iskali v kamnih, kar je voda postala zaradi nizke temperature. Navsezadnje temperatura na Saturnovi luni pade na -180 °C

Glede na to, da je metan plin, ki ga proizvajajo bakterije, so znanstveniki že domnevali, da je Titan naseljen. Tukaj so mnenja znanstvenikov deljena: prva polovica znanstvenikov meni, da lahko tukaj obstaja največ mikroorganizmov; drugi znanstveniki pa imajo popolnoma nasprotno mnenje in trdijo, da je Titan naseljen z inteligentno nezemeljsko civilizacijo.Mnenja znanstvenikov se strinjajo v eni stvari - ta oblika življenja ni popolnoma podobna zemeljski. Toda doslej še niso odkrili nobenega življenja.

Titan ima gosto atmosfero, ki omogoča obstoj življenja. To ozračje je zelo podobno zemeljskemu, le majhna razlika je – na Zemlji je 1/3 zraka kisik, 2/3 pa dušik. Pri titanu je zrak sestavljen iz skoraj čistega dušika, za človeka je to blagodejen plin, ki ni nevaren za dihanje. Zračni tlak je tukaj nekoliko višji kot na Zemlji.

Znanstveniki po vsem svetu delajo na programu za raziskovanje Titana. Danes je glavna naloga zgraditi vesoljsko plovilo, ki bi ga poslali na Saturnov satelit. V prihodnosti, če bo potrebno, lahko postane rezervni planet za ljudi, vendar je to še daleč. Vse, kar zdaj lahko storimo, je razmišljati o tej temi in preučiti Saturnov satelit.

Teorija o nezemeljskem življenju.

Če govorimo o možnosti nezemeljskega življenja in verjamemo v teorijo o tem, da naše vesolje ni edinstveno in obstaja veliko drugih vesolj, ki so podobna našemu, vendar nekoliko drugačna. Če verjamete v to teorijo, potem tam, kjer iščemo, zunajzemeljsko življenje morda ne obstaja. Na našem planetu lahko obstaja še ena oblika življenja, vendar v vzporednem vesolju.

Ime satelita: titan;

Premer: 5152 km;

Površina: 83.000.000 km²;

Prostornina: 715,66×10 8 km³;

Teža: 1,35×10 23 kg;

Gostota t: 1880 kg/m³;

Obdobje kroženja: 15,95 dni;

Obdobje obtoka: 15,95 dni;

Oddaljenost od Saturna: 1.161.600 km;

Orbitalna hitrost: 5,57 km/s;

Dolžina ekvatorja: 16.177 km;

Orbitalna inklinacija: 0,35°;

Pospešek prosti pad: 1,35 m/s²;

Titan- največji satelit Saturna, pa tudi drugi največji satelit v sončnem sistemu. Dolgo časa je veljalo, da je Titan največja luna v sončnem sistemu. Od sodobnih raziskav so znanstveniki pozorni na velikost Jupitrove lune Ganimed, katere polmer (2634 km) je za 58 km večji od Titanovega (2576 km). Saturnov satelit ni samo večji od drugih lun, ampak celo od nekaterih planetov. Na primer, polmer prvega planeta od Sonca, Merkurja, je 2440 km, kar je 136 km manj od polmera Titana, zadnji planet sončnega sistema, Pluton, pa je 10-krat manjši od satelita. . Velikost Titan med planeti je blizu Marsa (polmer 3390 km), njihove prostornine pa so v razmerju 1:2,28 (v korist Marsa). Poleg tega je Titan najgostejše telo med vsemi Saturnovimi sateliti. In masa največje lune je večja od mase drugih Saturnovih satelitov skupaj. Titan predstavlja več kot 95 % mase vseh Saturnovih lun. To je nekoliko podobno razmerju mase Sonca in vseh drugih teles v Osončju. Pri čemer masa zvezde predstavlja več kot 99 % mase celotnega sončnega sistema. Gostota in masa Titanova teža 1880 kg/m³ in 1,35×10 23 kg je podobna Jupitrovim satelitom Ganimed (1936 kg/m³, 1,48×10 23 kg) in Kalisto (1834 kg/m³, 1,08×10 23 kg).
Titan je dvaindvajseti satelit Saturna. Njegova orbita je dlje od Dione, Tethys in Enceladusa, vendar skoraj trikrat bližje od orbite Japeta. Titan se nahaja zunaj Saturnovih obročev na razdalji 1.221.900 km od središča planeta in ne bližje kot 1.161.600 km od zunanjih plasti Saturnove atmosfere. Satelit opravi polni obrat v skoraj 16 zemeljskih dneh, natančneje v 15 dneh, 22 urah in 41 minutah, s povprečno hitrostjo 5,57 km/s. To je 5,5-krat hitreje od vrtenja Lune okoli Zemlje. Tako kot Luna in mnogi drugi sateliti planetov v sončnem sistemu ima tudi Titan sinhrono vrtenje glede na planet, kar je posledica plimskih sil. To pomeni, da obdobja rotacije okoli svoje osi in revolucije okoli Saturna sovpadajo, satelit pa je vedno obrnjen proti planetu z isto stranjo. Na Titanu, tako kot na Zemlji, prihaja do menjave letnih časov, saj je Saturnova rotacijska os glede na ekvator nagnjena za 26,73°. Vendar pa je planet tako oddaljen od Sonca (1,43 milijarde km), da takšne podnebne sezone trajajo po 7,5 let. To pomeni, da se zima, pomlad, poletje in jesen na Saturnu in njegovih satelitih, vključno s Titanom, izmenjujejo vsakih 30 let - točno toliko časa traja Saturjev sistem da se popolnoma ovije okoli Sonca.

Titan, tako kot vsi drugi veliki sateliti Osončja, je bil odkrit že v srednjem veku. Čeprav so bili takratna optika in teleskopi precej slabši od sodobnih, je astronom še 25. marca 1655 Christian Huygens uspelo opaziti svetlo telo v bližini Saturna, ki se, kot je ugotovil, pojavi vsakih 16 dni na istem mestu na Saturnovem disku in zato kroži okoli planeta. Po štirih takšnih obratih junija 1655, ko so bili Saturnovi obroči glede na Zemljo pod nizkim naklonom in niso ovirali opazovanja, je bil Huygens dokončno prepričan, da je odkril Saturnov satelit. To je bilo drugič od izuma teleskopa, da so odkrili satelit, 45 let po odkritju. Galileoštiri največje lune Jupitra. Skoraj dve stoletji satelit ni imel posebnega imena. Pravo ime Titan je leta 1847 predlagal John Herschel, angleški astronom in fizik, v čast Kronosovega brata Titana.

Velikost Titana (spodaj levo) v primerjavi z Luno (zgoraj levo) in Zemljo (desno).

Titan je 15-krat manjši od Zemlje in 3,3-krat večji od Lune

Ozračje in podnebje

Titan je edini satelit sončnega sistema, ki ima precej gosto in debelo atmosfero. Konča se na nadmorski višini približno 400 km od površine satelita, kar je 4,7-krat višje od Zemljine atmosfere (vzame se konvencionalna meja med zemeljskim zračnim ovojom in vesoljem Karmanova linija na višini 85 km od zemeljskega površja). Titanova atmosfera ima povprečno maso 4,8 x 10 20 kg, kar je skoraj 100-krat težje od Zemljinega zraka (5,2 x 10 18 kg). Vendar pa je zaradi šibke gravitacije gravitacijski pospešek na satelitu le 1,35 m/s² – kar je 7,3-krat šibkejši od Zemljine gravitacije, zato se ob zmanjševanju tlaka na površini Titana dvigne le na 146,7 kPa (samo 1,5-krat zemeljsko ozračje). Titanova atmosfera je v marsičem podobna Zemljini. Njegove spodnje plasti so razdeljene tudi na troposfera in stratosfera. V troposferi temperatura pada z višino, od -179 °C na površju do -203 °C na višini 35 km (na Zemlji se troposfera konča na višini 10-12 km). Obsežna tropopavza sega do nadmorske višine 50 km, kjer temperatura ostaja skoraj konstantna. In potem začne temperatura naraščati, mimo stratosfere in mezosfere - približno 150 km od površja. IN ionosfera na nadmorski višini 400-500 km se temperatura dvigne do najvišje - približno -120-130 °C.

Titanov zračni ovoj je skoraj v celoti sestavljen iz 98,4 % dušika, preostalih 1,6 % predstavljata metan in argon, ki prevladujeta predvsem v zgornji atmosferi. Tudi v tem je satelit podoben naš planet, saj sta Titan in Zemlja edini telesi v Osončju, katerih atmosferi sta večinoma sestavljeni iz dušika (na površju Zemlje je koncentracija dušika 78,1 %). Titan nima pomembnega magnetnega polja, zato so zgornje plasti zračnega ovoja zelo dovzetne za sončni veter in kozmično sevanje. IN zgornja atmosfera, pod vplivom ultravijoličnega sončnega sevanja metan in dušik tvorita kompleksne ogljikovodične spojine. Nekateri med njimi vsebujejo vsaj 7 ogljikovih atomov. Če se spusti do Titanova površina in poglejte navzgor, nebo bo oranžno, saj goste plasti ozračja precej nerade prepuščajo sončnim žarkom. Tudi to obarvanost zraka lahko tvorijo organske spojine, vključno z atomi dušika v zgornjih plasteh atmosfere.

Primerjava atmosfere Zemlje in atmosfere Titana. Zrak obeh teles je predvsem

sestoji iz dušika: Titan - 94,8%, Zemlja - 78,1%. Poleg tega v srednjih plasteh

troposfera Titana, na nadmorski višini 8-10 km vsebuje približno 40% metana, ki

pod pritiskom kondenzira v oblake metana. Nato na površje

deževje tekočega metana pada kot voda na Zemljo

Slika Titana iz vesoljskega plovila Cassini. Vzdušje satelit torej

gosto in neprozorno, da je nemogoče videti površino iz vesolja

Zanimiva tema za razpravo o Titanu je nedvomno satelitska klima. Povprečna temperatura na površini Titana je −180 °C. Zaradi gostega in neprozornega ozračja je temperaturna razlika med poloma in ekvatorjem le 3 stopinje. Tako nizke temperature in visok pritisk preprečujejo taljenje vodnega ledu, zaradi česar v ozračju praktično ni vode. Na površju je zrak skoraj v celoti sestavljen iz dušika, z dvigovanjem pa koncentracija dušika pada, vsebnost etana C 2 H 6 in metana CH 4 pa narašča. Na nadmorski višini 8-16 km se relativna vlažnost plinov dvigne na 100% in kondenzira v izpuščene oblaki metana in etana. Pritisk na Titan je zadosten, da ta dva elementa ne ohranjata v plinastem stanju, kot na Zemlji, ampak v tekočem stanju. Od časa do časa, ko oblaki naberejo dovolj vlage, padejo na površino Titana, kot zemeljski sediment. etan-metanske deževnice in tvori cele reke, morja in celo oceane iz tekočega "plina". Marca 2007 je vesoljsko plovilo Cassini ob bližnjem približevanju satelitu na območju severnega pola odkrilo več velikanskih jezer, od katerih največje doseže dolžino 1000 km in površino, primerljivo z Kaspijsko morje. Glede na študije sond in računalniške izračune so takšna jezera sestavljena iz elementov ogljik-vodik, kot so etan C 2 H 6 -79 %, metan CH 4 -10 %, propan C 3 H 8 -7-8 %, pa tudi majhen vsebnost vodikovega cianida 2-3% in približno 1% butilena. Takšna jezera in morja bi se pri zemeljskem atmosferskem tlaku (100 kPa ali 1 atm) razpršila v nekaj sekundah in spremenila v plinske oblake. Nekateri plini, kot sta propan in etan, bi ostali na dnu, ker so težji od zraka, metan pa bi se takoj dvignil na vrh in se razpršil v ozračje. Na Titanu je popolnoma drugače. Nizke temperature in 1,5-krat višji pritisk od zemeljskega ohranjata te snovi v zadostni gostoti za tekoče stanje. Znanstveniki ne izključujejo dejstva, da na Saturnovem satelitu v takšnih morjih in jezerih obstaja življenje. Na Zemlji je življenje nastalo zaradi interakcije in delovanja tekoče vode, na Titan namesto vode lahko dobro služita etan in metan. Jasno je, da ne govorimo o velikih ali celo majhnih živalih, temveč o mikroskopskih, preprostih organizmih. Na primer bakterije, ki absorbirajo molekularni vodik in se hranijo z acetilenom ter sproščajo metan. Kako zemeljske živali vdihavajo kisik in izdihujejo ogljikov dioksid.
Veter na površini satelita je njegova hitrost zelo šibka, ne več kot 0,5 m/s, ko pa se dvigne, se stopnjuje. Že na višini 10-30 km pihajo vetrovi s hitrostjo 30 m/s in njihova smer sovpada s smerjo vrtenja satelita. Na nadmorski višini 120 km od površja se veter spremeni v močne vrtinčne nevihte in orkane, katerih hitrost se dvigne na 80-100 metrov na sekundo.

Umetniški vtis Titanove panorame. Metansko jezero, obdano s skalnatimi skalami

gorske strukture ima temno rumeno ali svetlo rjavo barvo in se lepo harmonizira

z nebom oranžnega odtenka, kot modro morje - z modro atmosfero Zemlje

Glavna elementa v kroženju in interakciji atmosfere sta metan in etan,
ki lahko nastanejo v črevesju Titana in se sprostijo v zrak, ko
vulkanski izbruhi. V nižjih plasteh ozračja kondenzirajo v tekočino
tvori oblake in nato pade na površje kot dež metana in etana

Površina in struktura

Površina Titana je tako kot večina Saturnovih satelitov razdeljena na temna in svetla področja, ki so med seboj ločena z jasnimi mejami. Tako kot Zemlja je tudi površina satelita razdeljena na kopna območja - celine in tekoči del - oceane in morja tekočih "plinov" metana in etana. V bližnjem ekvatorialnem območju v svetlem območju se nahaja največja celina Titan - Xanadu. Ta ogromna celina, velika kot Avstralija, je hrib, sestavljen iz gorskih verig. Gorske verige celine se dvigajo do višine več kot 1 km. Po njihovih pobočjih, kot zemeljski tokovi, tečejo tekoče reke, ki nastajajo na ravnih površinah metanska jezera. Nekatere bolj krhke kamnine so dovzetne za erozijo, zaradi metanskega dežja in potokov tekočega metana, ki tečejo po pobočjih, pa v gorah postopoma nastanejo jame. Temno območje Titana nastane zaradi kopičenja prašnih delcev ogljikovodikov, ki padajo iz zgornjih plasti atmosfere, ki jih odplavlja metanski dež z višjih leg in jih vetrovi prenašajo v ekvatorialna področja.

Zelo težko je natančno reči, kakšna je notranja struktura Titana. Menda se nahaja v centru trdo jedro iz skal, ki merijo 2/3 polmera Titana (približno 1700 km). Nad jedrom je plašč sestavljen iz gostega vodnega ledu in metan hidrata. Zaradi plimskih sil Saturna in bližnjih satelitov se jedro satelita segreje in energija, ki nastane v notranjosti, potisne vroče kamne na površje. Poleg tega, tako kot na Zemlji, v globinah Titana prihaja do radioaktivnega razpada kemičnih elementov, ki služi kot dodatna energija za vulkanske izbruhe.

Aprila 1973 je bilo Nasino vesoljsko plovilo izstreljeno proti velikanskim planetom "Pionir-11". V šestih mesecih je izvedel gravitacijski manever okoli Jupitra in se usmeril naprej proti Saturnu. In septembra 1979 je sonda prešla 354.000 km od Titanove zunanje atmosfere. Ta pristop je znanstvenikom pomagal ugotoviti, da je temperatura na površini prenizka za življenje. Leta kasneje Voyager 1 približal satelitu na 5600 km, posnel veliko dokaj kakovostnih fotografij atmosfere, določil maso in dimenzije satelita ter nekatere orbitalne značilnosti. V 90. letih prejšnjega stoletja so s pomočjo močne optike Hubblovega teleskopa podrobneje preučevali atmosfero Titana – zlasti oblaki metana. Znanstveniki so ugotovili, da se plin metan, tako kot vodna para, v zgornjih plasteh navlaži in preide v tekoče stanje. Nato v tej obliki pade na površje kot padavine.

Zadnja in pomembnejša faza v študiji Titana se šteje za misijo medplanetarne vesoljske postaje " Cassini-Huygens". Prvič je mimo Titana opravil 26. oktobra 2004 na razdalji le 1200 km od površja. S tako bližnje razdalje je sonda potrdila prisotnost metanske reke in jezera. Dva meseca kasneje, 25. decembra, se je Huygens ločil od zunanje sonde in začel štiristo kilometrov dolg potop skozi neprozorne plasti Titanove atmosfere. Sestop je trajal 2 uri in 28 minut. V tem času so instrumenti na krovu zaznali gosto metansko meglico (plasti oblakov) na nadmorski višini 18-19 km, kjer je bil atmosferski tlak približno 50 kPa (0,5 atm). Zunanja temperatura na začetku spuščanja je bila −202 °C, na površini Titana pa približno −180 °C. Da bi preprečili udarni trk s površino satelita, se je naprava spustila na posebnem padalu. Direktorat za vesoljske polete, ki je opazoval Huygensov potop, je resnično upal, da bo na površini videl tekoči metan. Toda naprava se je v nasprotju z željami pogreznila na trdna tla.

Prihodnji projekt imenovan "Titan Saturn System Mission". To bo prvo potovanje v zgodovini

zunaj Zemlje. Naprava bo 3 mesece preorala oceanska prostranstva iz tekočine.

metan in občudovali sončni zahod velikana Saturna s prstani

Trije pogledi na Saturnovo luno Titan iz vesoljskega plovila Cassini. Levo: naravna barva, ustvarjena iz slik, posnetih s tremi filtri, občutljivimi na rdečo, zeleno in vijolično svetlobo. Kot to Titan se bo prikazal človeškemu očesu. Sredina: slika blizu infrardečega spektra, ki prikazuje površino. Desno: Lažna barvna sestava iz ene vidne slike in dveh infrardečih. Zelene površine se pojavijo tam, kjer je Cassini lahko videl površje; rdeča predstavlja območja v Titanovi stratosferi. Pridobljeno 16. aprila 2005 na razdaljah od 168.200 do 173.000 km. Vir: NASA/JPL

Fotografija Titana z Voyagerja 2, posneta 23. avgusta 1981 z razdalje 2,3 milijona km. Južna polobla je videti svetlejša, z jasnim trakom, ki je viden na ekvatorju, in temnim ovratnikom na severnem polu. Vsi ti pasovi so povezani s kroženjem oblakov v Titanovi atmosferi. Vir: NASA/JPL

Primerjava velikosti Zemlje in Titana

.

Je druga največja luna v sončnem sistemu po. Titan je po velikosti večji od planeta Merkur, a polovico manjši. Je edina luna v sončnem sistemu, ki ima gosto atmosfero. Je 10-krat močnejši od Zemljinega, površinski tlak pa je za 60 % večji. Preden je vesoljsko plovilo Cassini leta 2004 prispelo v orbito okoli Saturna, je bilo o površju Titana malo znanega zaradi prisotnosti oranžne meglice v njegovi atmosferi.

Odkritje in poimenovanje Titana

Titan je 25. marca 1655 odkril nizozemski znanstvenik Christian Huygens in je bila prva luna, najdena s teleskopom po štirih Galilejskih lunah. Huygens ga je preprosto poklical Saturnova luna. Vendar v skladu s tedanjo navado svojega odkritja ni objavil. Namesto tega je novico prikril kot anagram. Obenem z uporabo verza pesnika Ovidija »Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris«. Vrezal jih je okoli roba teleskopske leče, ki jo je uporabljal Huygens. Dekodiran in preveden anagram se glasi: "Luna se vrti okoli Saturna vsakih 16 dni in 4 ure." Ta vrednost je zelo blizu trenutni oceni Titanove orbitalne dobe.

Znanstvenik John Herschel je v svoji publikaciji iz leta 1847 z naslovom Rezultati astronomskih opazovanj na Rtu dobrega upanja predlagal, da bi luno poimenovali Titan. V grški mitologiji so bili Titani bratje in sestre Kronosa, grškega ekvivalenta rimskega boga Saturna. V isti publikaciji je Herschel poimenoval šest drugih Saturnovih lun.

Atmosfera Titana

O možnosti atmosfere okoli Titana so prvič razpravljali leta 1903. Nato je španski astronom José Comas Sola opazil, da je Titanov disk videti svetlejši v središču kot na robovih. Obstoj atmosfere je leta 1944 potrdil Gerard Kuiper na Univerzi v Chicagu. Ugotovil je prisotnost metana v Titanovem spektru.

Nadaljnja opazovanja, opravljena zlasti s pomočjo sond Voyager, ki so letele v te kraje v letih 1980 in 1981, in nato sonde Cassini-Huygens, so pokazala, da je Titanova atmosfera sestavljena iz 98,4 % dušika in 1,6 % iz metana, z majhnimi količinami. drugih plinov, vključno z različnimi ogljikovodiki (kot so etan, diacetilen, metil acetilen, cianoacetilen, acetilen in propan), argon, ogljikov dioksid, ogljikov monoksid, cianogen, vodikov cianid in helij. Poleg tega je Titan edini v sončnem sistemu, ki ima gosto atmosfero, bogato z dušikom.

Ogljikovodiki naj bi nastajali v zgornji atmosferi Titana zaradi reakcij, ki vključujejo razgradnjo metana pod vplivom ultravijolične svetlobe in kozmičnih žarkov. Ta organska fotokemija ustvarja oranžno meglico, najgostejšo na približno 300 kilometrih (200 milj) nadmorske višine, ki zakrije površino pri vidnih valovnih dolžinah in poleg tega odbija znatne količine infrardečega sevanja v vesolje, kar ima za posledico "učinek proti tople grede".

Hladen svet

Titan je eno od dveh znanih vesoljskih teles (drugo je Pluton), katerih površinska temperatura je nižja (za približno 10K), kot bi bila v odsotnosti atmosfere. Titanovo ozračje vsebuje veliko različnih organskih materialov. To je eden od razlogov, zakaj astrobiologe zanima Titan.

Oseba, ki bi čez dan stala na površini Titana, bi občutila le eno tisočinko svetlosti dnevne svetlobe, ki je na voljo na površini Zemlje. Ta primerjava ne upošteva le debeline atmosfere, temveč tudi večjo oddaljenost Titana od Sonca. Vendar pa je raven svetlobe na površini Titana 350-krat svetlejša od svetlobe na Zemlji pod polno Luno.

Količina metana v Titanovi atmosferi se mora nenehno zmanjševati. Zato mora biti na površini nek mehanizem, ki jo dopolnjuje. Ena od razlag je, da ima Titan aktivne vulkane, ki sproščajo metan.

Površina Titana

Pred prihodom sonde Cassini-Huygens junija 2004 so infrardeča opazovanja vesoljskega teleskopa Hubble zagotovila zemljevid svetlih in temnih območij na Titanu, vendar je narava teh značilnosti ostala negotova. Predlagano je bilo, da lahko oceani ali jezera tekočega etana pokrivajo večji del luninega površja in da lahko tekoči metan tu pada kot dež. Drugi model nakazuje, da bi lahko bila svetla območja, ki jih je opazil Hubble, vodni led. Ležijo v nižinah in so zakrite s trdnimi in tekočimi organskimi molekulami.

Po zaslugi slik in drugih podatkov, ki jih pošilja Cassini-Huygens, se začenja pojavljati podrobnejša in natančnejša slika Titana. Med svojim prvim preletom mimo Titana je Cassini razkril oblake metana in ogromen udarni krater. Najbolj opazna značilnost je bilo svetlo območje kumulusnega oblaka blizu južnega pola. Meri okoli 450 kilometrov v prerez in približno 15 kilometrov v višino. Meritve iz vesoljskega plovila so pokazale, da so oblaki verjetno sestavljeni iz ogljikovodikov in bi jih lahko povezali s površinskimi značilnostmi. Cassini je pokazal, da so bile nekatere spremembe površinske svetlosti krožne, druge pa linearne. Na južnem polu so odkrili tudi več koncentričnih objektov.

Misija Cassini-Huygens

Mozaik devetih slik, posnetih, ko je Cassini letel mimo Titana 26. oktobra 2004, je astronomom dal enega najbolj podrobnih pogledov polnega luninega diska doslej. Titanove površinske značilnosti so najsvetlejše v središču diska, kjer je imela sonda najmanj atmosfere pod seboj. Vidnih kraterjev niso našli, kar kaže na to, da ima luna verjetno mlado površino, ki se nenehno obnavlja. Astronomi še vedno niso prepričani, ali so vzorci na površini Titana posledica vulkanskih izbruhov. Ali pa izvirajo iz premikanja kamnin zaradi vetra, prahu ali celo rek tekočih ogljikovodikov.

14. januarja 2005 je sonda Huygens uspešno s padalom skočila na površje Titana in vrnila osupljive slike tako med spuščanjem kot s površja.