Титан — спутник Сатурна — Про космос

Размер и расстояние

Титан имеет радиус примерно 2575 км и почти на 50% шире Луны. Спутник Сатурна расположен на расстоянии около 1,2 миллиона км от Сатурна, что само по себе составляет около 1,4 миллиарда км от Солнца, или около 9,5 астрономических единиц (а.е.). Солнечный свет достигает Титана примерно за 80 минут. Из-за расстояния солнечный свет на Сатурне и Титане примерно в 100 раз слабее, чем на Земле. Сила тяжести на нем составляет примерно 1/7 земной. Масса Титана составляет 95% массы всех спутников Сатурна.

спутники Сатурна

Холодный мир

Титан — одно из двух известных космических тел (другое — Плутон), температура поверхности которого ниже (около 10 К), чем это было бы в отсутствие атмосферы. Атмосфера Титана состоит из самых разных органических материалов. Это одна из причин, по которой астробиологи интересуются Титаном.

Человек на поверхности Титана в течение дня будет испытывать только одну тысячную яркости дневного света, доступного на поверхности Земли. Это сравнение учитывает не только толщину атмосферы, но и большее расстояние Титана от Солнца. Однако уровень света на поверхности Титана в 350 раз ярче, чем свет на Земле при полной луне.

Количество метана в атмосфере Титана должно постоянно уменьшаться. Следовательно, на поверхности должен быть механизм, который ее заполняет. Одно из объяснений состоит в том, что на Титане есть действующие вулканы, выделяющие метан.

Метановые озера

Спутник Сатурна, Титан, привлекает внимание своими углеводородными морями, метановыми озерами и другими углеводородными соединениями. Многие из них были зарегистрированы вблизи полярных регионов. Площадь составляет 15 000 км2, а глубина — 7 м.

Но самый большой — Кракен на Северном полюсе. Площадь 400 000 км2, глубина 160 м. Также можно было заметить небольшие капиллярные волны высотой 1,5 см и скоростью 0,7 м / с.

Вид на полярные моря Титана (слева) и радиолокационное изображение моря Кракена (справа), сделанное Кассини

Вид на полярные моря Титана (слева) и радиолокационное изображение моря Кракена (справа), сделанное Кассини

Ближе к Северному полюсу находится море Лигейя. Его площадь составляет 126 000 км2. Именно здесь в 2013 году НАСА впервые заметило загадочный объект: Волшебный остров. Позже он исчезнет и снова появится в другой форме в 2014 году. Считается, что это сезонная особенность, создаваемая поднимающимися пузырями.

В основном озера сосредоточены у полюсов, но аналогичные образования были обнаружены и на экваториальной линии. В целом анализ показывает, что озера покрывают лишь небольшой процент поверхности, поэтому Титан намного суше, чем наша планета Земля.

Благодаря постоянному мониторингу озера были отмечены изменения в структуре острова

Благодаря постоянному мониторингу озера были отмечены изменения в структуре острова

Параметры и характеристики

Спутник Титан обладает следующими свойствами и характеристиками:

  • значение радиуса — 2576 км, относительно земли этот знак — 0,404;
  • индекс массы — 1,345 * 10 ^ 23;
  • среднее расстояние от планеты — 1 211 870 км;
  • эксцентриситет — 0,0288, что исправно способствует удалению и сближению тела;
  • точная дата открытия — 25 марта 1655 г;
  • период времени, в течение которого происходит обращение космического тела, составляет 15,945 суток;
  • точный уклон составляет 0,34854 градуса;
  • диаметр — 5152 км;
  • площадь луны Сатурна составляет 83 миллиона квадратных километров;
  • уровень плотности веществ — 1,8798 г / куб см;
  • индекс альбедо 0,22.

Чтобы совершить орбитальный облет, объекту необходимо 15 дней 22 часа. Этот период синхронен с осевым периодом времени, поэтому тело обращено к главной планете с одной стороны.

Характеристики Титана - Луны Сатурна
Характеристики Титана — Луны Сатурна

Размер, масса и орбита

Сравнение размеров Земли, Луны и Титана

Сравнение размеров Земли, Луны и Титана

Радиус составляет 2576 км (0,404 Земли), а масса спутника Титана составляет 1,345 x 1023 кг (0,0255 от Земли). Среднее расстояние 1221 870 км. Но эксцентриситет 0,0288 и наклон плоскости орбиты 0,378 градуса привели к тому, что спутник приближался к 1 186 680 км и удалялся на 1 257 060 км. Выше фотография, на которой сравниваются размеры Титана, Земли и Луны.

Основные параметры спутника Титан

Информация об открытии Дата открытия 25 марта 1655 г. Первооткрыватели Кристиан Гюйгенс Орбитальные характеристики Большая полуось 1221 870 км Эксцентриситет 0,0288 Период обращения 15,945 суток Наклонение 0,34854 ° Спутник Сатурна Физические характеристики Диаметр 5152 км Поверхность 83 млн км2 Масса 1,3452 1023 кг Плотность 1,8798 г / см3 Альбедо 0,22

Титан проводит на орбите 15 дней и 22 часа. Орбитальный и осевой периоды синхронны, поэтому он находится в гравитационном блоке (обращен к планете с одной стороны).

Орбита и вращение спутника Титан

Радиус орбиты спутника Титан составляет 1221 870 км и находится за пределами колец Сатурна. Титану требуется 15 дней, 22 часа и 41 минута, чтобы совершить полный оборот вокруг Сатурна. Титан вращается синхронно относительно своей планеты. Это означает, что периоды вращения вокруг своей оси и вращения вокруг Сатурна совпадают, и спутник всегда обращен к планете с одной и той же стороны. Чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, требуется около 29 лет. Ось вращения Сатурна наклонена, как Земля, и определяет времена года. Сезоны на Титане намного длиннее, чем сезоны на Земле, и длятся более 7 лет.

Обитаемость космического тела

Спутник Титан обычно воспринимается как особая среда со сложной химией органического происхождения и вероятным океаном, расположенным под верхними слоями планетарного тела. Многочисленные изображения показывают, что добавление ультрафиолетовых лучей в такую ​​среду способствует образованию сложных молекулярных веществ.

Ученые убеждены, что на поверхности достаточно органического материала для начала эволюционных процессов и что на планете появилась жизнь, подобная земному существованию. Но для этого необходимо наличие воды. То есть гипотетически жизнь на планете возможна. Однако его формы должны быть особенными и обладать способностью выживать в экстремальных условиях. Не исключено наличие жизни в метановых озерах, о которых говорилось выше.

Для проверки этой гипотезы было создано несколько моделей. На диаграмме атмосферы видно, что в верхнем слое находится внушительный объем молекулярного водорода, который исчезает у поверхности. Небольшие количества ацетилена также указывают на присутствие организмов, потребляющих это вещество.

В 2015 году в научном мире был проведен эксперимент, в рамках которого была создана клеточная мембрана, способная функционировать в метане жидкого типа. Однако НАСА считает такие эксперименты теорией и не противоречит реальности. А условия, в которых существовала мембрана, приравнивались к Земле. Поскольку Титан существенно отличается, нельзя сказать, что на нем есть жизнь.

Предполагаемое внутреннее устройство Титана
Предполагаемое внутреннее устройство Титана

Главные особенности далекого спутника

Само присутствие атмосферы Титана делает его уникальным и интересным для дальнейшего изучения. Другое дело, что главная изюминка далекой луны Сатурна — наличие на ней больших объемов жидкости. Эта неудавшаяся планета характеризуется озерами и морями, где вместо воды плещутся волны метана и этана. На поверхности спутника скопились скопления космического льда, которые обязаны своим происхождением воде и аммиаку.

Метановые озера Титана

Метановые озера Титана

Доказательством существования жидкой материи на поверхности Титана были изображения огромного бассейна на площади, превышающей размер Каспийского моря. Огромное море жидких углеводородов называют морем Кракена. По своему составу это огромный природный резервуар сжиженных газов: этана, пропана и метана. Еще одно крупное скопление жидкостей на Титане — море Лигейя. Большинство озер сосредоточено в северном полушарии Титана, что значительно увеличивает отражательную способность далеких небесных тел. После миссии «Кассини» выяснилось, что 30-40% поверхности покрыто жидкими веществами, собранными в естественных морях и озерах.

Море Кракена

Море Кракена

Такое большое количество метана и этана, оставаясь в замороженном состоянии, способствует развитию некоторых форм жизни. Нет, это не будут обычные земные организмы, однако в таких условиях живые организмы могут иметь место на Титане. На спутнике достаточно компонентов и химикатов для образования организмов и их последующего существования.

Формирование спутника Титан

Ученые не уверены в происхождении Титана. Приборы НАСА измерили изотопы азота-14 и азота-15 в атмосфере спутника. Инструменты обнаружили, что соотношение изотопов азота на Титане очень похоже на соотношение изотопов азота в кометах в облаке Оорта. Это область солнечной системы, состоящая из сотен миллиардов ледяных тел, вращающихся вокруг Солнца на расстоянии от 5000 до 100000 а.е от Солнца. До сих пор вопрос о том, образовался ли спутник Титан из облака пыли, общего с Сатурном, или сформировался отдельно и впоследствии был захвачен гравитацией планеты, еще не решен окончательно. Последняя теория позволяет объяснить такое неравномерное распределение массы между спутниками

строение Титана

Структура спутника Титан

Внутренняя структура Титана полностью не известна, но модель, основанная на данных миссии Кассини-Гугенс, предполагает, что у спутника Сатурна пять основных слоев. Самый внутренний слой — это ядро ​​породы (силикатное ядро) диаметром около 4000 км. Вокруг ядра находится сильно спрессованный слой льда особого типа, называемый «лед-6» (лед-VI), который встречается только при чрезвычайно высоких давлениях. Затем идет слой соленой жидкой воды, наверху которого находится внешняя корка водяного льда. Эта поверхность покрыта органическими молекулами. Поверхность окружена плотной атмосферой.

История открытия Титана

Галилей впервые догадался о существовании спутников Сатурна. Не имея технической возможности наблюдать такие далекие объекты, Галилей предсказал их существование. Только Гюйгенс, у которого уже был мощный телескоп, способный увеличивать объекты в 50 раз, начал изучать Сатурн. Именно ему удалось найти такое большое небесное тело, вращающееся вокруг окольцованного газового гиганта. Это событие произошло в 1655 году.

Гюйгенс и телескоп

Гюйгенс и телескоп

Однако названия нового небесного тела пришлось подождать. Изначально ученые решили назвать открытое небесное тело в честь его первооткрывателя. После того, как итальянский «Кассини» обнаружил другие спутники газового гиганта, они решили пронумеровать новые небесные тела системы Сатурна.

Эта идея не получила развития, так как позже в окрестностях Сатурна были обнаружены другие объекты.

Обозначение, которое мы используем сегодня, было предложено англичанином Джоном Гершелем. Они согласились, что более крупные спутники должны носить мифологические имена. Из-за своего размера Титан занял первое место в этом списке. Остальные семь великих спутников Сатурна получили имена, созвучные именам титанов.

Состав и особенности поверхности

Титан — это спутник Сатурна, который имеет высокую плотность из-за гравитационного сжатия. Это предполагает идентичные пропорции между водяным льдом и горным материалом. С внутренней стороны — послойное разделение, которое разделено скалистым ядром, способным преодолеть 3400 км. Исследование беспилотных автомобилей в 2005 году показало, что под поверхностью может быть океан.

Считается, что жидкость, присутствующая на планете, включает воду, аммиак. Это позволяет среде оставаться жидкой даже при низких температурах. Слой молодой, расчетный максимальный возраст — 1 миллиард лет. Он гладкий и не лишен ударных кратеров. Высота варьируется и ее максимальное значение может достигать отметки в 1 км. Считается, что такое стечение обстоятельств было вызвано геологическими явлениями.

Спутник Титан имеет на поверхности ряд гор. Он простирается на несколько километров и имеет высоту 1500 м. На некоторых вершинах есть кратеры. Иногда кажется, что у основания скопление ледяных потоков лавы. Особое значение имеет бассейн Минерва, расположенный в 440 км. Проявляется и тектоническая активность.

Поверхность спутника Титан

Поверхность Титана — одно из самых земных мест в Солнечной системе, хотя и при значительно более низких температурах и с различным химическим составом. Здесь так холодно (-179 ° C), что водяной лед действует как скала. Титан может быть вулканическим, но содержит жидкую воду, а не расплавленную породу. Поверхность спутника Титан способна проникать через метан и этан, которые выкапывают русла рек и заполняют большие озера сжиженным природным газом. Ни один другой мир в Солнечной системе, кроме Земли, не имеет такой жидкой активности на своей поверхности.

На Титане есть горные хребты высотой более 1 км, долины, русла рек, спускающиеся с холмов. Отмечается сильная эрозия горных вершин, потоки жидкого метана во время сезонных штормов могли образовывать пещеры на склонах гор. Есть горные хребты протяженностью около 150 км и высотой до 1,6 км. Самая высокая гора из известных в настоящее время имеет высоту 3337 метров.

На Титане мало ударных кратеров, предположительно не более 50. Это следствие того, что осадки их относительно быстро скрывают. Поверхность Титана в умеренных широтах менее контрастна.

Большинство озер расположено в северной полярной области, тогда как в южной их почти нет. Это можно объяснить сезонными изменениями: каждый из четырех сезонов на спутнике длится около 7 земных лет, и за это время метан может высыхать в резервуарах одного полушария и уноситься ветрами другого.

В районе Северного полюса обнаружено несколько гигантских озер. Одно из них достигает 1 000 км в длину и больше, чем Каспийское море, другое озеро занимает площадь около 100 000 м², что делает его больше, чем любое другое озеро на Земле.

Проведённые и проводимые исследования

Спутник Титан часто блокируется кольцами, поэтому найти его без использования специальных инструментов проблематично. И после этого возникает препятствие, состоящее из плотного слоя атмосферы, которое мешает в процессе изучения космического объекта.

  1. Первым аппаратом, приблизившимся к Титану, был Pioneer 11. Это произошло в 1979 году. В результате были получены изображения, которые позволили понять, что планета слишком холодна, чтобы поддерживать определенные формы жизни.
  2. Впоследствии «Вояджер-1» был отправлен на поверхность космического тела в 1980 году, а «Вояджер-2» — в 1981 году. Устройства смогли предоставить подробную информацию об уровне плотности, составе, температуре и массе планеты.
  3. Основная информация была получена в результате работ, проведенных с помощью аппарата «Кассини-Гюйгенс». Он прибыл в пункт назначения в 2004 году и удалил детали, а также записал цветные пятна, к которым ранее не было доступа. Он также открыл моря с озерами.
  4. В 2005 году на планете появился зонд, который зафиксировал образование поверхности, находясь рядом с ней. Также были получены изображения темной равнины, указывающие на эрозию. Поверхность оказалась горячее, чем ожидали ученые.

Горный массив на Титане с высоты 10 км (радиоспектральный снимок с зонда
Горный массив на Титане с высоты 10 км (радиоспектральный снимок с зонда «Гюйгенс»)

В последнее время среди ученых есть много мнений, что спутник Титан изучен не до конца и требует более глубоких исследований. В 2009 году были даже попытки продвинуть проект, но его удалось обойти EJSM, зонд которого отправится в Европу, на Ганимед. В 2010 году изучается возможность запуска астробиологического орбитального аппарата JET. В 2015 году было решено разработать подводную лодку, способную нырять в самое большое море. Но пока все эти проекты не реализуются, а обсуждаются.

Строение спутника: от внешней оболочки к ядру

Гипотезы и предположения о строении такого большого небесного тела в основном основывались на данных наземных оптических наблюдений. Плотная атмосфера Титана побудила ученых выдвинуть гипотезу о составе газа спутника, аналогичном составу родительской планеты. Однако после полетов космических аппаратов «Пионер-11» и «Вояджер-2» выяснилось, что это небесное тело, структура которого прочная и устойчивая.

Строение Титана

Строение Титана

Сегодня считается, что кора Титана похожа на земную. Диаметр ядра составляет около 3400 км, что больше половины диаметра звезды. Между ядром и коркой находится слой льда, который отличается по своему составу. На определенных глубинах лед может превратиться в жидкую структуру. Сравнение снимков, сделанных космическим аппаратом «Кассини» с разницей в два года, показало наличие смещения поверхностного слоя спутника. Эта информация дала ученым основания полагать, что поверхность спутника покоится на жидком слое, состоящем из воды и растворенного аммиака. Смещение земной коры вызывается взаимодействием гравитационных сил и атмосферной циркуляции.

По своему составу Титан представляет собой сочетание льда и силикатных пород в равных пропорциях, что очень похоже на внутреннее строение Ганимеда и Тритона. Однако из-за наличия плотной воздушной оболочки структура спутника имеет свои отличия и особенности.

Титановая поверхность

Титановая поверхность

Атмосфера спутника Титан

В нашей солнечной системе более 150 спутников, но Титан — единственный с плотной атмосферой. На поверхности Титана атмосферное давление примерно на 60% выше, чем на Земле. Это то же давление, которое человек почувствует, когда плавает на глубине около 15 метров. Поскольку спутник Титан менее массивен, чем Земля, его атмосфера простирается на высоту в 10 раз больше земной и составляет почти 600 километров.

Атмосфера Титана состоит в основном из азота (около 95%) и метана (около 5%), а также некоторых других смесей углерода.

атмосфера титана

Некоторые соединения, образующиеся в результате разложения и повторного использования метана и азота, создают своего рода смог, густую оранжевую дымку, из-за которой трудно увидеть поверхность из космоса. Некоторые из тяжелых, богатых углеродом соединений оседают на поверхности, и эти углеводороды действуют как «песок» на обширных полях дюн Титана. Метан конденсируется в облака, которые иногда выплескиваются на поверхность в виде метановых бурь.

Метан в атмосфере Титана — это то, что делает возможным сложный химический состав атмосферы Титана. Поскольку солнечный свет постоянно разрушает метан в атмосфере Титана, некоторые источники нуждаются в его пополнении, иначе он со временем закончится. Исследователи подозревают, что метан может попадать в атмосферу Титана через вулканы, которые выделяют охлажденную воду вместо расплавленной лавы.

Открытие Титана и присвоение имени

Титан был открыт голландским ученым Кристианом Гюйгенсом 25 марта 1655 года и стал первым телескопическим спутником после четырех галилеевых спутников Юпитера. Гюйгенс просто назвал это Луной Сатурна. Однако по обычаю того времени он не объявлял о своем открытии. Вместо этого он замаскировал новости как анаграмму. При этом используется стихотворение поэта Овидия «Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris». Он выгравировал их по краю линзы телескопа, которую использовал Гюйгенс. Расшифрованная и переведенная анаграмма гласит: «Луна обращается вокруг Сатурна каждые 16 дней и 4 часа». Это значение очень близко к современной оценке орбитального периода Титана.

Ученый Джон Гершель предложил дать Луне название «Титан» в своей публикации 1847 года «Результаты астрономических наблюдений на мысе Доброй Надежды». В греческой мифологии титаны были братьями и сестрами Кроноса, греческого эквивалента римского бога Сатурна. В той же публикации Гершель назвал еще шесть спутников Сатурна.

Академическое представление о Титане

Размеры Титана позволяют ему конкурировать с планетами Солнечной системы. Это небесное тело имеет диаметр 5152 км, что больше диаметра Меркурия (4879 км) и немного меньше Марса (6779 км). Масса Титана составляет 1,3452 1023 кг, что в 45 раз меньше массы нашей планеты. По массе спутник Сатурна является вторым в Солнечной системе, уступая спутнику Юпитера — Ганимеду.

Титан и другие спутники Сатурна
Титан и другие спутники Сатурна

Несмотря на внушительные размеры и вес, титан имеет низкую плотность — всего 1,8798 г / см³. Для сравнения, плотность материнской планеты Сатурн составляет всего 687 кг / м3. Ученые обнаружили у спутника слабое гравитационное поле. Сила тяжести на поверхности Титана в 7 раз слабее параметров Земли, а ускорение свободного падения такое же, как на Луне — 1,88 м / с2 против 1,62 м / с2.

Одна особенность — положение Титана в космосе. Самый большой спутник Сатурна обращается вокруг своей родительской планеты по эллиптической орбите со скоростью 5,5 км / с за пределами области кольца Сатурна. Среднее расстояние от Титана до поверхности Сатурна составляет 1,222 миллиона км. Вся система расположена от Солнца на расстоянии 1 миллиард 427 миллионов км, что в 9,5 раз больше расстояния между нашим центральным светилом и Землей.

Титан на орбите Сатурна
Титан на орбите Сатурна

Как и наш спутник, «Луна Сатурна» всегда обращена к нему одной стороной. Это связано с синхронизацией вращения спутника вокруг своей оси с периодом обращения Титана вокруг своей родительской планеты. Его самый большой спутник совершает полный оборот вокруг Сатурна за 15 земных дней. В связи с тем, что Сатурн и его спутники имеют довольно большой угол наклона оси вращения относительно оси эклиптики, на поверхности Титана бывают сезоны. Каждые 7,5 земных лет на спутнике Сатурна лето сменяется холодной зимой. Согласно астрономическим наблюдениям, сегодня на стороне Титана, обращенной к Сатурну, осень. Вскоре спутник скроется от солнечных лучей за материнской планетой, и титаническая осень сменится долгой и свирепой зимой.

Температура на поверхности спутника колеблется в пределах минус 140–180 градусов по Цельсию. Данные, полученные с космического корабля «Гюйгенс», выявили интересный факт. Разница между полярной и экваториальной температурой всего 3 градуса. Объясняется это наличием плотной атмосферы, препятствующей влиянию солнечных лучей на поверхность Титана. Несмотря на высокую плотность атмосферы, из-за низких температур жидких осадков на Титане не бывает. Зимой поверхность спутника покрыта снегом, состоящим из этана, водяного пара и частиц аммиака. Это лишь часть того, что мы знаем о Титане. Интересные факты о самом большом спутнике Сатурна касаются буквально любой области, от астрономии, климатологии и гляциологии до микробиологии.

Осадки на Титане
Осадки на Титане

Жизнь на Титане

Хотя подземный океан, скорее всего, слишком соленое и жестокое место для зарождения жизни, ученые не исключают, что он все еще может быть на этом спутнике. Титан чрезвычайно богат углеводородами, и с их участием постоянно происходят различные химические процессы, постоянно образуются новые молекулы достаточно сложных органических веществ. Поэтому не исключено появление более простой жизни.

Несмотря на довольно суровые условия, это вполне могло произойти в метановых и этановых озерах. Эти жидкости очень хорошо заменяют воду, а их химическая агрессивность даже ниже, чем у воды, а белки и нуклеиновые кислоты могут быть даже более стабильными, чем земные.

В целом условия на Титане аналогичны условиям на Земле в фазе его зарождения, за исключением чрезвычайно низких температур. Следовательно, то, что однажды произошло на Земле, вполне могло произойти.

Было замечено любопытное явление. Была гипотеза, что более простые формы жизни на Титане могут питаться молекулами ацетилена и дышать водородом, выделяя метан. Итак — согласно исследованиям «Кассини» на поверхности Титана практически нет ацетилена и даже водород куда-то уходит. Это факт, но до сих пор нет объяснения, и это может быть результатом присутствия каких-то микроорганизмов. Также факт, что атмосфера Титана постоянно подпитывается метаном, хотя большая часть его уносится в космос солнечным ветром. Криовулканы — одним из его источников, озера и моря — другим, или, возможно, в этом также участвуют микроорганизмы? Ведь на Земле именно они преобразовали атмосферу и наполнили ее кислородом. Так что все это очень интересно и требует дальнейших исследований.

И все же — когда Солнце станет красным гигантом, а это произойдет через 6 миллиардов лет, Земля умрет. Но на Титане будет теплее, и тогда этот спутник возьмет под свой контроль земной факел. Пройдут миллионы лет, и там смогут развиваться не только самые простые, но и сложные формы жизни.

Колонизация

Из всех спутников Титан кажется наиболее выгодной целью для создания колонии.

Художественная концепция возможного флота, разработанная НАСА

Художественная концепция возможного флота, разработанная НАСА

В титане есть огромное количество элементов, необходимых для поддержания жизни: метан, азот, вода и аммиак. Их можно превратить в кислород и даже создать атмосферу. Давление в 1,5 раза выше, чем у Земли, а плотная атмосфера намного лучше защищает от космических лучей. Конечно, он полон легковоспламеняющихся веществ, но для взрыва требуется огромное количество кислорода.

Но есть и проблема. Гравитация ниже, чем у Луны Земли, а это значит, что человеческому организму придется бороться с атрофией мышц и разрушением костей.

Нелегко справиться с отрицательными температурами до -179 ° C. Но спутник — лакомый кусочек для исследователей. Очень вероятно, что вы встретите формы жизни, способные выжить в экстремальных условиях. Возможно, мы подойдем к колонизации, потому что спутник станет отправной точкой для изучения более далеких объектов и даже выхода из системы. Ниже представлена ​​карта Титана и качественные фотографии из космоса в высоком разрешении.

Хронология современных исследований Титана

Все началось со скромной миссии американского зонда Pioneer 11, который в 1979 году смог предоставить ученым первые изображения далекого спутника. Долгое время астрофизиков мало интересовала информация, полученная «Пионером». Успехи в изучении близости Сатурна были достигнуты после посещения этого региона солнечной системы «Путешественники», которые предоставили более подробные изображения спутника, сделанные с расстояния 5000 км. Ученые получили более точные данные о размерах этого гиганта, подтвердилась версия о существовании плотной атмосферы спутника.

Летать

Инфракрасные изображения, сделанные космическим телескопом Хаббла, предоставили ученым информацию о составе атмосферы спутника. Впервые на диске планеты обнаружены светлые и темные области, природа которых так и осталась неизвестной. Впервые родилась теория о том, что поверхность Титана покрыта несколькими точками льда, что увеличивает отражательную способность звезды.

Успех исследования был достигнут благодаря информации с роботизированной межпланетной станции Кассини. Миссия «Кассини», запущенная в 1997 году, является общей разработкой ЕКА в НАСА. Сатурн стал основным направлением исследований, но и его спутники не остались незамеченными. Поэтому для исследования Титана в программу полета входил этап посадки на поверхность спутника Сатурна зонда Гюйгенс. Этот аппарат, созданный усилиями специалистов NASA и итальянского космического агентства, команда которого решила отметить юбилей своего славного соотечественника Джованни Кассини, должен был спуститься на поверхность Титана.

Кассини на орбите Сатурна

В течение 4 лет работа «Кассини» продолжалась в районе Сатурна. За это время AMC двадцать раз подлетел к Титану, постоянно получая новые данные о спутнике и его поведении. Уже посадка зонда «Гюйгенс» на Титан, которая произошла 14 марта 2007 года, считается огромным успехом всей миссии. Несмотря на это, учитывая технические возможности станции Кассини и ее большой потенциал, было решено продолжить исследования Сатурна и его спутников до 2017 года.

Полет «Кассини» и посадка космического корабля «Гюйгенс» предоставили ученым исчерпывающую информацию о том, что такое Титан на самом деле. Фотографии и видеозаписи поверхности спутника Сатурна показали, что верхние слои коры представляют собой смесь ила и газообразного льда. Основные фрагменты грунта — камни и галька. Рельеф Титана представляет собой чередование сплошных плато с низменностями. Во время высадки были сделаны пейзажные снимки, на которых четко видны русла рек и побережья.

Фото Титана со стола

Фотография Титана из таблицы «Гюйгенс”

Титан во всей своей красе

До недавнего времени большая часть информации о спутнике Сатурна основывалась на визуальных наблюдениях, полученных с космического корабля «Вояджер», пролетевшего над ним в 1980 году на расстоянии 7000 км. Телескоп Хаббла приоткрыл завесу тайны об этом космическом объекте. Получить представление о поверхности спутника не позволила его плотная атмосфера, которая по плотности и толщине уступает только венерианской и земной воздушно-газовой оболочке.

Миссия автоматической станции «Кассини» в 2004 году позволила убрать пелену тумана, царившую над этой звездой. В течение четырех лет аппарат находился на орбите Сатурна, делая последовательные фотографии его спутников, а также Титана. Поиск зонда «Кассини» велся с помощью камеры с инфракрасным фильтром и специального радара. Фотографии сделаны под разными углами на расстоянии 900-2000 км от поверхности спутника.

Посадка
Посадка «Гюйгенс”

Кульминацией исследования Титана стала посадка на его поверхность зонда «Гюйгенс», названного в честь первооткрывателя луны Сатурна. Аппарат, войдя в плотные слои атмосферы Титана, спустился на парашюте за 2,5 часа. В этот период аппаратура зонда изучила состав атмосферы спутника, сфотографировала его поверхность с высоты 150, 70, 30, 15 и 10 километров. После длительного спуска космический корабль приземлился на поверхности Титана, погрузившись на 0,2-0,5 метра в грязный лед. После приземления на Луну Гюйгенс проработал чуть больше часа, передав на Землю через AMS Cassini много полезной информации прямо с поверхности спутника. Благодаря изображениям, сделанным космическими аппаратами Кассини и Гюйгенс, группа исследователей составила карту Титана. Кроме того, теперь у ученых была подробная информация об атмосфере, климате поверхности и особенностях рельефа.

Атмосфера спутника

В ситуации с Титаном ученые впервые в процессе изучения и изучения небесных тел Солнечной системы получили возможность детально изучить атмосферу. Как и ожидалось, у спутника Сатурна плотная и хорошо развитая атмосфера, которая не только во многом напоминает газовую оболочку Земли, но и превосходит ее по массе.

Состав атмосферы Титана
Состав атмосферы Титана

Толщина атмосферного слоя Титана составляла 400 км. Каждый слой атмосферы имеет свой состав и концентрацию. Состав газа следующий:

  • 98,6% оставляет азот N;
  • 1,6% в атмосфере — метан;
  • небольшое количество этана, ацетиленовых соединений, пропана, двуокиси углерода и окиси углерода, гелия и цианогена.

Концентрация метана в атмосфере спутника, начиная с высоты 30 км, изменяется в сторону уменьшения. По мере приближения к поверхности спутника количество метана уменьшается до 95%, но концентрация этана увеличивается до 4-4,5%.

Особенностью газовоздушного слоя спутника «Титан» является антипарниковый эффект. Присутствие молекул органических углеводородов в нижних слоях атмосферы нейтрализует парниковый эффект, создаваемый огромной концентрацией метана. В результате поверхность небесного тела равномерно охлаждается из-за наличия углеводородов. Те же процессы и гравитационное поле Сатурна определяют циркуляцию атмосферы Титана. Подобная картина способствует формированию активных климатических процессов в атмосфере спутника Сатурна.

Следует отметить, что атмосфера спутника постоянно худеет. Это связано с отсутствием мощного магнитного поля у небесного тела, которое не может содержать воздушно-газовую оболочку, находящуюся под постоянным влиянием солнечного ветра и гравитационных сил Сатурна. Сегодня атмосферное давление на спутнике окольцованного гиганта составляет 1,5 атм. Это неизменно влияет на погодные условия, которые зависят от концентрации газа в атмосфере Титана.

Изменение погодных условий на Титане
Изменение погодных условий на Титане

Основная работа по созданию времени на Титане выполняется плотными облаками, которые, в отличие от воздушных масс Земли, состоят из органических соединений. Именно эти атмосферные образования являются источником осадков на самом большом спутнике Сатурна. Из-за низких температур атмосфера небесного тела сухая. Наибольшая концентрация облачного покрова была обнаружена в полярных регионах. Из-за низких температур влажность в атмосфере крайне низкая, поэтому осадки на Титане представляют собой ледяные кристаллы метана и инея, состоящие из соединений азота, этана и аммиака.

Поверхность Титана и его строение

У спутника Сатурна более интересная атмосфера. Его поверхность представляет собой чрезвычайно интересный объект с геологической точки зрения. Под толстым слоем метана фотографические линзы и камеры космического зонда «Гюйгенс» открыли целые континенты, разделенные многочисленными озерами и морями. Как и на Земле, на континентах много скальных и горных образований, есть глубокие трещины и впадины. Их сменяют обширные равнины и долины. В экваториальной части звезды частицы гидрокарбоната и водяного льда образовали большую площадь дюн. Предполагается, что космический корабль «Гюйгенс» совершил посадку на Луну в одной из этих дюн».

Полное сходство с живой планетой добавляет наличие жидкой структуры. На Титане были обнаружены реки с источниками, извилистыми каналами и дельтами — местами, где ручьи впадают в морские бассейны. По данным снимков, некоторые реки Титана имеют протяженность русла более 1000 км. Практически вся жидкая масса Титана сосредоточена в морских бассейнах и озерах, которые занимают внушительную площадь — до 30-40% всей поверхности этого небесного тела.

Свидетельством наличия на поверхности спутника больших скоплений жидкой среды стало огромное яркое пятно, которое долгое время сбивало с толку астрономов. Впоследствии было показано, что яркая область на Титане представляет собой огромный бассейн жидких углеводородов, получивший название Море Кракена. По площади этот воображаемый водоем больше самого большого озера на Земле — Каспийского моря. Другой не менее интересный объект — Лигейское море, крупнейший природный резервуар жидкого метана и этана.

Лигейское море
Лигейское море

Точная информация о составе жидкой среды морей и озер Титана была получена благодаря работе АМС «Кассини». По данным фотографий и компьютерных моделей состав жидкости на Титане был определен в земных условиях:

  • этан 76-80%;
  • пропан в морях и озерах Титана 6-7%;
  • метан составляет 5-10%.

Помимо основных элементов, представленных в виде замороженного газа, жидкость содержит цианистый водород, бутан, бутен и ацетилен. Основное скопление воды на Титане имеет несколько иную природу, чем земную форму. На поверхности спутника были обнаружены огромные залежи перегретого льда, состоящего из воды и аммиака. Предполагается, что под поверхностью могут находиться обширные естественные водоемы, заполненные жидкой водой с растворенным в ней аммиаком. Интересна в этом отношении и внутреннее устройство спутника.

Строение Титана
Строение Титана

Сегодня представлены различные версии внутреннего устройства Титана. Как и все планеты земной группы, он имеет твердое ядро, не из железо-никелевого сплава, как на четырех первых планетах Солнечной системы, а из камня. Его диаметр примерно 3400-3500 км. Потом начинается самое интересное. В отличие от Земли, где мантия начинается после ядра, это пространство на Титане заполнено плотными сжатыми слоями водяного льда и гидрата метана. Между отдельными слоями, вероятно, есть жидкий слой. Однако, несмотря на холодный и каменистый характер, спутник находится в активной фазе и на нем наблюдаются тектонические процессы. Этому способствуют приливные силы, вызванные гигантской гравитацией Сатурна.

Оцените статью
Блог об астрологии