на титане обнаружена жизнь
Жизнь на Титане: вероятный сценарий колонизации космоса
В январе издательство «Альпина Нон-фикшн» выпускает книгу «За пределами Земли: В поисках нового дома в Солнечной системе» планетолога Аманды Хендрикс и научного журналиста Чарльза Уолфорта. Forbes Life нашел в ней вполне реалистичное предположение того, как мог бы выглядеть человеческий быт на Титане, крупнейшем спутнике Сатурна, и публикует отрывок из книги.
Однажды люди научатся жить на Титане, самом крупном спутнике Сатурна. Они будут черпать энергию из безграничных запасов ископаемого топлива, а кислород — из замерзшей воды, составляющей большую часть массы Титана. Азотная атмосфера, которая плотнее земной, защитит человека от космического излучения и позволит ему жить в негерметичных строениях и передвигаться не в скафандрах, а в очень теплой одежде и респираторах. Люди будут кататься на лодках по озерам жидкого метана и летать, подобно птицам, в холодной плотной атмосфере при помощи крыльев за спиной.
Произойдет это потому, что в определенный момент в этом возникнет необходимость. Сегодня холодные мрачные небеса Титана непривлекательны и невероятно далеки. У нас пока нет технологий, позволяющих отправить людей на Титан. Но технологии развиваются, а перспективы Земли ухудшаются. В прежние времена человеческие существа уже отправлялись в неведомые и опасные дали, когда жизнь в привычном месте становилась невыносимой. Если жители Земли не начнут вести себя иначе, то новый мир на Титане, свободный от войн и климатических катаклизмов, может стать привлекательным для колонистов.
Строительство автономной космической колонии — в нескольких десятилетиях и технологических шагах от нас. Но многие ученые и инженеры уже думают о ней, поскольку это приключение — из тех, ради которых они выбрали профессию, и поскольку создание колонии ставит острейшие вопросы о сегодняшних технологиях, исследованиях и космической промышленности. В самом деле, такая цель, как переселение человека на другую планету, — лучшее оправдание программы США по пилотируемым космическим полетам.
Почему Титан?
Вода в жидкой и твердой форме вдали от Солнца встречается в изобилии. В глубинах спутников Сатурна и Юпитера содержатся скальные породы, но вода составляет куда большую долю их объема, чем у внутренних планет. Например, Титан крупнее Меркурия, его радиус на 50% превышает радиус Луны, но его плотность ниже, а тяготение, соответственно, слабее — ведь вода менее плотна, чем камень и металл.
В Солнечной системе только Титан буквально завален топливом, которое мы могли бы добывать и сжигать, пользуясь технологиями едва ли сложнее газовых печей, встречающихся в типичных американских домах. Земной природный газ в основном состоит из метана, как озера и моря Титана. Прибрежные дюны Титана — тоже углеводородные, в основном из более тяжелых и сложных органических соединений, которые называются полициклическими ароматическими углеводородами. Учитывая атмосферную углеводородную фабрику Титана и низкие температуры, все это логично.
Имея на Титане электростанции, питаемые углеводородным топливом, колонисты могли бы строить большие, освещенные теплицы, выращивать в них пищу и перерабатывать углекислый газ, выделяющийся при сгорании, обратно в кислород. Почти все можно было бы делать из пластика, произведенного из местного сырья. Для добычи металлов и других тяжелых элементов, необходимых для питательных веществ и производства электроники, колония могла бы заняться разработкой астероидов с помощью космических аппаратов. Располагая неограниченной энергией и доступом к ресурсам, колонисты в итоге смогли бы построить дома по берегам озер, ходить по ним на лодках и летать на личном авиатранспорте.
Как будет устроена наша жизнь
Многие ученые воображали, каково было бы жить на Титане, ведь кажется, что это было бы так просто. Ральф Лоренц из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса написал о Титане пару книг. Он предлагал разнообразные исследовательские миссии, в том числе судно, похожее на буй, и ряд метеостанций. Когда мы общались с ним, он говорил о подлодке. «Любой земной транспорт можно осмысленно использовать где-то на Титане», — сказал Ральф.
На Титане люди могут выжить без скафандров
Лоренц отмечает, что на Титане люди могут выжить без скафандров, передвигаясь тепло одетыми и в кислородных масках, и жить в негерметичных зданиях. Нетрудно вообразить себя в странном оранжевом ландшафте Титана, стоящим на влажном, мягком грунте вроде того, который обнаружил зонд «Гюйгенс», с разбросанной вокруг галькой твердого льда. Темпера- тура там около –180 °C, но в одежде с толстой теплоизоляцией или нагревающими элементами было бы комфортно. Если одежда прорвется, это не убьет вас — главное не замерзнуть. Здесь не нужен громоздкий герметичный костюм вроде тех, что астронавты носят на Луне или в вакууме космоса.
Жилище на Титане может быть устроено подобно жилищам в полярных областях Земли, с использованием воздухонепроницаемой изоляции и свай, уберегающих от таяния лед и замерзшие углеводороды, на которых оно стоит. Простые двойные двери удержат кислород внутри. Если жилище даст течь, ее нужно устранить, но никакой непосредственной угрозы она не представляет. Устранить проблему до надлежащего ремонта можно куском изоленты. Вездесущие углеводороды содержат немало канцерогенов, поэтому, входя домой, важно почистить и снять уличную одежду.
У Титана и Антарктики есть некоторое сходство. Чтобы выжить в этих местах, требуется активное использование технологий, самое важное — обогрева. И туда и туда нужно везти припасы. Чтобы остаться в таком месте навсегда без внешней поддержки, понадобится источник энергии и производство пищи в закрытом помещении. В Антарктике, вероятно, полно ископаемого топлива, однако, чтобы его получить, потребуется пробить толстый лед. На Титане топливо лежит прямо на поверхности, а вот кислород придется добывать из недр. И там и там, чтобы выйти наружу, нужно подобающим образом одеться. Температура на Титане куда ниже, но погода там спокойнее.
Главное отличие Антарктики от Титана в том, что в Антарктике можно дышать атмосферным воздухом. Атмосфера Земли почти на 80% состоит из азота и на 20% — из кислорода. Атмосфера Титана — на 95% из азота и на 5% из метана. Мы не можем жить без кислорода, но все же воздух Титана для нас не является мгновенным ядом. В нем достаточно цианида, чтобы от него сильно разболелась голова, а азот приведет к наркозу, знакомому водолазам: обратимому состоянию, похожему на опьянение. При поломке дыхательного аппарата вы потеряете сознание через минуту, но вас можно возвратить к жизни, если вовремя предоставить доступ к кислороду.
В слабом поле тяготения Титана легко летать
Давление атмосферы Титана на 50% выше, чем на Земле. Этой атмосферы более чем достаточно для защиты от радиации и микрометеоритов. Из-за холода воздух также вчетверо плотнее, чем на Земле. Это приводит к двум любопытным побочным эффектам. Первый — медленно меняющаяся устойчивая погода. Второй — в слабом поле тяготения Титана легко летать.
Тяготение Титана составляет лишь 14% земного, даже меньше, чем лунные 17% (Титан куда крупнее Луны, но Луна содержит больше скальных пород, масса которых порождает более сильное тяготение, чем вода, из которой по большей части состоит Титан). В слабом лунном тяготении астронавты «Аполлона» передвигались прыжками, как при замедленной съемке, будто воздушные шарики, отскакивающие от пола. На Титане с еще меньшей гравитацией их бы дополнительно поддерживала плотная атмосфера; в костюме с крыльями они легко планировали бы на значительные расстояния.
Назад дороги не будет
Человеческое тело, вероятно, приспособится к Титану таким образом, что это затруднит возвращение на Землю.
Наши тела обусловлены тяготением. Кости бегунов формируются более прочными благодаря силе, с которой их стопы сталкиваются с землей. Пациент, надолго прикованный к больничной койке, теряет мышечный тонус и порой ослабевает настолько, что не может стоять. NASA разобралось, как тренировать астронавтов на МКС, чтобы они сохраняли мышечную массу и плотность костей в ходе шестимесячного пребывания в невесомости, но для этого требуется проводить на специальных тренажерах по два часа в день. Большинство колонистов на Титане, скорее всего, будут придерживаться распорядка тренировок не лучше типичного обитателя Земли с неиспользованным абонементом в спортзал. Со временем они, скорее всего, слишком ослабнут для того, чтобы жить на Земле.
Колонисты также будут зависеть от искусственного освещения. Каждый, кто жил в северных широтах, знает, что естественный свет и темнота регулируют жизнь, влияют на настроение и работоспособность как в помещениях, так и на улице. На полюсах солнце светит все лето, а всю зиму стоит ночь. На полюсах никто, кроме исследователей, не живет, но жителям северных регионов намного южнее полюса все равно приходится приспосабливаться к изменениям освещенности физически и с помощью технологий. Коренные народы пережидали зиму, получая из пищи вроде жира морских млекопитающих витамин D, который жители умеренных климатических зон получают от Солнца. Летом народы Севера становятся энергичными и долгими солнечными днями запасают пищу.
Современные обитатели полярных климатических зон поддерживают суточный цикл сна и бодрствования искусственным освещением. Они питаются обработанной пищей, содержащей витамин D (однако зачастую в недостаточном количестве). В отсутствие регулируемого суточного цикла и достаточного количества яркого света и витамина D многие люди впадают в депрессию и сезонную хандру, начинающуюся с осенним ослабеванием естественной освещенности.
Естественные циклы света и темноты будут совершенно непривычными
На Титане освещение помещений и подобающая диета будут круглогодичной необходимостью. Естественные циклы света и темноты будут совершенно непривычными. Будучи спутником Сатурна, Титан всегда повернут к нему одной и той же стороной. Однако оранжевая атмосфера, вероятно, не позволяет увидеть звезды и планеты. (Во всяком случае, Титан находится в плоскости колец Сатурна, так что их не будет видно.) Колония, без сомнения, была бы построена на стороне Титана, обращенной к Сатурну; в этом месте отраженный от Сатурна свет, вероятно, поддерживает слабую освещенность в течение всего дня, за исключением времени, которое Титан оказывается в тени Сатурна. День длится 16 земных суток, так что пару недель освещение будет слегка усиливаться Солнцем, а следующая пара недель будет потемнее. Год на Титане равняется 29 земным годам, так что каждое из четырех времен года длится примерно 7,5 лет. «Кассини» исследовал Титан почти половину местного года, начав летом у южного полушария; сейчас начинается лето в северном полушарии, и мы лишь начинаем понимать влияние сезонов на погоду.
Нам пока еще многое не известно о Титане, но мы знаем, что если туда доберемся, то смогли бы там жить.
Какого рода жизнь мы могли бы найти на Титане?
Может ли на крупном спутнике Сатурна Титане быть жизнь? Этот вопрос заставляет астробиологов и химиков осторожно и творчески подходить к химии жизни, которая может отличаться от той, к которой мы привыкли здесь, на Земле. В феврале группа ученых Корнелльского университета, включая химика-инженера Джеймса Стевенсона, планетолога Джонатана Лунина и химика-инженера Паулетт Клэнси, опубликовала прорывное исследование, из которого вытекает, что в экзотических химических условиях этой замечательной луны могли образоваться клеточные мембраны.
Во многих отношениях Титан — близнец Земли. Это второй по величине спутник в Солнечной системе, он больше планеты Меркурий. Как и Земля, Титан обладает существенной атмосферой, давление которой на поверхности немного ниже земного. Помимо Земли, Титан является единственным объектом нашей Солнечной системы, который накапливает жидкость на поверхности. Космический зонд NASA «Кассини» обнаружил обильные озера и даже реки в полярных регионах Титана. Крупнейшее озеро, или море, море Кракена, больше Каспийского моря на Земле. Ученые знают, как по наблюдениям аппарата, так и по лабораторным экспериментам, что атмосфера Титана богата сложными органическими молекулами, которые являются строительными кирпичиками жизни.
Ученые Корнелльского университета отвели изучению этого вопроса важную роль: они исследовали, могут ли клеточные мембраны существовать в жидком метане. Каждая живая клетка является, по существу, самоподдерживающейся сетью химических реакций, содержащихся в пределах мембран. Ученые думают, что клеточные мембраны образовались очень рано в истории Земли, а их образование вообще могло было быть первым шагом в происхождении жизни.
Здесь, на Земле, клеточные мембраны известны нам по урокам биологии. Они состоят из крупных молекул — фосфолипидов. У каждой молекулы фосфолипида есть «голова» и «хвост». Голова содержит фосфатную группу, атом фосфора, связанный с несколькими атомами кислорода. Хвост состоит из одной или нескольких цепей атомов углерода, обычно от 15 до 20 атомов в длину, с прикрепленными атомами водорода с каждой стороны. Голова из-за отрицательного заряда своей фосфатной группы имеет неравное распределение электрического заряда, мы называем ее полярной. Хвост, с другой стороны, электрически нейтрален.
Когда молекулы фосфолипидов растворяются в воде, электрические свойства двух этих веществ работают совместно, заставляя молекулы фосфолипидов организовываться в мембраны. Эта мембрана закрывает себя в небольшую сферу, называемую липосомой. Молекулы фосфолипидов образуют бислой толщиной в две молекулы. Полярные гидрофильные головки обращены наружу по направлению к воде, изнутри и снаружи мембраны. Гидрофобные хвосты зажаты между, направленные друг на друга. В то время как молекулы фосфолипидов остаются зафиксированными в своем слое, а их головки обращены наружу, хвосты внутрь, они могут двигаться относительно друг друга, обеспечивая мембрану гибкостью жидкости, необходимой для жизни.
Фосфолипидные бислойные мембраны являются основой всех клеточных мембран на Земле. Липосомы могут расти, размножаться и осуществлять определенные химические реакции, необходимые для жизни, поэтому некоторые биохимики считают, что образование липосом, возможно, было первым важным шагом в направлении жизни. В любом случае формирование клеточных мембран, безусловно, является одним из первых шагов к появлению жизни на Земле.
Проводились эксперименты, в ходе которых фосфолипиды растворяли в неполярных жидкостях при обычной комнатной температуре. В таких условиях фосфолипиды образуют два слоя вывернутых наизнанку мембран. Полярные головки молекул фосфолипида находятся в центре, притягиваясь друг к другу электрическими зарядами. Неполярные хвосты обращены наружу на каждой стороне вывернутой наизнанку мембраны, встречая неполярный растворитель.
И хотя она не будет состоять из фосфолипидов, ученые посчитали, что любая клеточная мембрана Титана будет, тем не менее, похожей на вывернутую наизнанку фосфолипидную мембрану, созданную в лаборатории. Она будет состоять из полярных молекул, цепляющихся вместе электрически в растворе неполярного жидкого метана. Какими могли бы быть эти молекулы? Для ответа ученые изучили данные космического аппарата «Кассини» и лабораторных экспериментов по воспроизводству химии атмосферы Титана.
Атмосфера Титана, как известно, имеет очень сложную химию. Она состоит по большей части из азота и газообразного метана. Когда космический аппарат «Кассини» проанализировал ее состав с помощью спектроскопии, он нашел следы различных соединений углерода, азота и водорода, нитрилы и амины. Ученые смоделировали химию атмосферы Титана в лаборатории, подвергая смеси азота и метана источникам энергии, имитирующих солнечный свет на Титане. Образовалась тушенка из органических молекул под названием «толины». Они состоят из соединений водорода и углерода (углеводородов), нитрилов и аминов.
Синтезировать азотосомы для экспериментального исследования было бы трудно и дорого, поскольку эксперимент должен был бы проводиться при криогенных температурах жидкого метана. Но так как молекулы-кандидаты расширенно изучались по другим причинам, ученые Корнелльского университета сочли оправданным обращение к инструментам вычислительной химии для определения того, могут ли их молекулы соединяться как гибкая мембрана в жидком метане. Вычислительные модели успешно используются для изучения обычных фосфолипидных клеточных мембран.
Ученые из Корнелльского университета отмечают, что их выводы не более чем первый шаг к изучению возможности существования жизни в жидком метане, а также к разработке методов, которые понадобятся будущим космическим аппаратам для поиска ее на Титане. Если жизнь может существовать в жидком метане, последствия такой находки пойдут далеко за пределы Титана.
NASA сообщает о доказательствах существования жизни на Титане
В NASA официально подтвердили наличие косвенных доказательств, которые указывают на существование жизни на Титане.
В сообщении на сайте американского управления уточняется, что в атмосфере крупнейшего спутника Сатурна найден винилцианид — органическое соединение, благодаря которому живые существа могут выживать в мире метановых озер.
Эту информацию исследовательский зонд «Кассини» передал на Землю еще в июле прошлого года.
За минувший год учёные провели дополнительные тесты, чтобы полностью исключить фактор ошибки, и теперь сообщили о сенсационном открытии.
Винилцианид можно назвать аналогом земных молекул фосфолипидов, формирующих частично проницаемые клеточные мембраны — без них жизнь была бы невозможна.
Теперь химики предполагают, что метановые озера Титана являются домом для миллиардов одноклеточных микроорганизмов, а значит, теоретически там могут существовать и более сложные существа.
СМИ — иностранные агенты: Телеканал «Дождь», «Медуза», Голос Америки, Idel. Реалии, Кавказ. Реалии, Крым. Реалии, ТК Настоящее Время, The Insider, «Проект», Татаро-башкирская служба Радио Свобода (Azatliq Radio si), ООО «Радио Свободная Европа/Радио Свобода» (PCE/PC), Сибирь. Реалии, Фактограф, Север. Реалии, Чешское информагентство MEDIUM-ORIENT, Пономарев Л. А., Савицкая Л.А., Маркелов С.Е., Камалягин Д.Н., Апахончич Д.А.
Российские организации — иностранные агенты: Альянс Врачей, Агора, Голос, Гражданское содействие, Династия (фонд), За права человека, Комитет против пыток, Левада-Центр, Мемориал, Молодая Карелия, Московская школа гражданского просвещения, Пермь-36, Ракурс, Русь Сидящая, Сахаровский центр, Сибирский экологический центр, ИАЦ Сова, Союз комитетов солдатских матерей России, Фонд борьбы с коррупцией (ФБК), Фонд защиты гласности, Фонд свободы информации, Центр «Насилию.нет», Центр защиты прав СМИ, Transparency International.
Появились доказательства существования жизни на Титане
По утверждению специалистов, в метановых озерах и реках Титана обитает множество одноклеточных микроорганизмов.
Сотрудники Национального агентства США по аэронавтике и исследованиям космоса NASA получили косвенные доказательства о существовании жизни на Титане. Об этом говорится на сайте космического агентства.
Отмечается, что в атмосфере Титана, который является самым крупным спутником Сатурна и втором по величине спутником во всей Солнечной системе, был найден винилацианид.
Это вещество представляет собой своеобразный аналог фосфолипидов, отвечающих за формирование «частично проницаемых клеточных мембран у земной жизни». Без них земная жизнь была бы невозможной.
Химики утверждают, что в метановых озерах и реках данного спутника живет множество одноклеточных микроорганизмов. Поэтому предполагается, что там есть и «более сложноорганизованные существа».
В 2019 году NASA отправило космический аппарат Dragonfly (Стрекоза) для исследования крупнейшего спутника Сатурна − Титана.
Найдены возможные дубликаты
Исследователи космоса
9.7K постов 38.7K подписчиков
Правила сообщества
Какие тут могут быть правила, кроме правил установленных самим пикабу 🙂
>В 2019 году NASA отправило космический аппарат Dragonfly (Стрекоза) для исследования крупнейшего спутника Сатурна − Титана.
Офигенная новость. В 2019 году НАСА только приняло этот проект и начало разработку, запуск же планируется в 2026 или 27 году.
Это старая история, думаю, можно вернуть.
Фосфин на Венере, винилацианид на Титане, НЛО у лётчиков.
Верните в
взад новость откуда скопировали.
Нашел похожие по содержанию на желтушных новостных ресурсах и то с ошибкой.
«..Все эти миры, кроме Европы, принадлежат вам. Не приближайтесь сюда. Пользуйтесь ими вместе. «
+, по ссылке ничего подобного не написано
По утверждению специалистов, в метановых озерах и реках Титана обитает множество одноклеточных микроорганизмов.
«Титан: после гибели Земли»: незаслуженно забытый всеми фильм
В 2000 году вышла анимационная лента режиссёра и мультипликатора Дона Блата под названием Titan A. E. (After Earth), выпущенная в России как «Титан: после гибели Земли». Интересный сюжет, комбинированная анимация и много космоса!
Сюжет рассказывает о пареньке после того, как Земля была уничтожена инопланетянами. Он — сын главного инженера корабля «Титан» и должен найти этот корабль. Ведь корабль-ковчег поможет создать выжившим людям новую планету и даже заселить её земными животными.
Фильм провалился в прокате, и с тех пор Дон Блат переключился на работу декоратора в театре, больше не возвращаясь к полнометражкам. Вы могли видеть его другие мультфильмы: «Американский хвост», «Земля до начала времён», «Все псы попадают в рай» или даже «Анастасию» 1997 года.
Очень советуем вам посмотреть «Титан» с детьми. Мультфильм в паре мест напоминает, что он не совсем детский, но это лишь придаёт ему колорита — особой жестокости вы там не увидите.
Планета Сатурн и его спутник Титан в любительский телескоп апертурой 90 мм
Прошлой ночью сделал снимок сближения планеты Сатурн и его спутника Титан. Именно этот спутник ученые рассматривают, как наш будущий дом.
Можно обратить внимание, на изменение положения тени планеты на тыльной стороне колец планеты в сравнении со снимком от 19.06.2021г. На изображении видно, как тень планеты все больше прячется за планету, и это значит, что совсем скоро, а именно 02.08.2021г., наша планета достигнет точки противостояния Сатурна Солнцу.
Во время противостояния Сатурна Солнцу мы сможем наблюдать интересное оптическое явление, называемое «эффектом Зелигера», когда кольца Сатурна станут на много ярче.
Надеюсь погода позволит запечатлеть это интересное явление.
Расстояние до планеты Сатурн: 1 337 971 000 км
Расстояние до спутника Титан: 1 336 801 000 км
Во вложении оригинал снимка и заготовки после программы AutoStakkert:
— Телескоп Sky-Watcher BK 909EQ2
— Линза Барлоу SVBONY 2X ACHRO BARLOW LENS MULTI COATED
— Астрокамера SVBONY SV105.
NASA одобрило проект аппарата по доставке образцов грунта с Титана
Титан, будучи крупнейшим спутником Сатурна, выделяется еще тем, что это второе (помимо Земли) небесное тело в Солнечной системе, обладающее жидкими озерами и морями, которые, однако, состоят не из воды, а из смеси метана и этана. Кроме того Титан обладает плотной непрозрачной атмосферой на основе азота. Рельеф поверхности спутника похож на земной, на нем есть горы, русла рек, каналы и дюны, за формирование которых ответственны ветра, гидрологический цикл на основе углеводородов, и, возможно, криовулканизм.
Для планетологов и астробиологов Титан представляет собой крайне интересную цель для исследований, однако планомерным изучением спутника занимались лишь два космических аппарата — межпланетная станция «Кассини» исследовала Титан во время близких пролетов мимо него, а сброшенный с ее борта спускаемый аппарат «Гюйгенс» получил первое изображение Титана с поверхности. Ожидается, что в 2026 году в космос будет запущен октокоптер Dragonfly, который прибудет к Титану в 2034 год и займется изучением поверхности и атмосферы Титана, перелетая с места на место.
Проект нового аппарата для Титана, получивший обозначение «Titan Sample Return Using In-Situ Propellants», был предложен в рамках программы NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) — это программа поддержки интересных проектов в области космонавтики, ракетостроения, планетологии и астрофизики, которые могут быть внедрены в течение нескольких десятилетий. Его разработкой занимается группа специалистов во главе с Стивеном Олесоном (Steven Oleson) из Исследовательского центра Гленна. В настоящее время проект получил 125 тысяч долларов, а команда разработчиков за 9 месяцев должна завершить первый из трех этапов работы, после чего ей нужно будет получить от NASA одобрение, чтобы приступить ко второму этапу.
Моря на Титане будут исследовать с помощью подводных лодок
Исследователи из США определили минимальную глубину самого крупного моря на Титане, известного как Море Кракена. Титан — самый крупный спутник Сатурна, второй по величине спутник в Солнечной системе (первое место занимает спутник Юпитера Ганимед). Титан является единственным, кроме Земли, телом в Солнечной системе, со стабильным существованием жидкости на поверхности, а также единственным спутником планеты, имеющим плотную атмосферу. По расчетам ученых глубина в центре моря составляет более 300 метров, что дает возможность в будущем осуществлять исследования при помощи подводных аппаратов без экипажа.
Научные специалисты изучили информацию, полученную зондом «Кассини» в 2014 году. Тогда его задачей было исследование Моря Лигеи, но радиолокационное оборудование для замера глубины использовали и для получения данных о Море Кракена и Море Синус. Ученым пришлось определить степень поглощения радиоволн жидкостью, а также брать во внимание разницу между возвращением волн, отражающихся от поверхности моря и от его дна.
По результатам исследования выяснилось, что глубина Моря Синус составляет 85 метров, а в смеси этана и метана большую часть занимает последнее вещество, что делает данный резервуар похожим на Море Лигеи. Точную глубину Моря Кракена, содержащего 4/5 всей жидкости на спутнике Сатурна, измерить не получилось, так как оно оказалось слишком глубоким. Впрочем, Море Кракена может стать целью для научной миссии с использованием роботизированной субмарины без экипажа, которая, вполне вероятно, не будет иметь механического двигателя.
К сорокалетию рандеву «Вояджера-1» с Сатурном
40 лет назад «Вояджер-1» пролетел на расстоянии 124 тысячи километров от облаков Сатурна. За время сближения он сделал ряд наиболее детальных на тот момент снимков колец и атмосферы гиганта, а также его спутников. Спустя два десятка лет к окольцованному гиганту прибыла межпланетная станция «Кассини», которая долгие годы занималась его детальным изучением.
Сатурн был одной из главных целей «Вояджера-1», который отправился в космос в начале сентября 1977 года. На тот момент конфигурация внешних планет Солнечной системы была крайне удачной, и аппарат смог использовать пролеты мимо них для того, чтобы набрать скорость. До Юпитера зонд добрался 5 марта 1979 года, а встреча с Сатурном произошла 12 ноября 1980 года.
Первоначальный срок службы «Вояджера-1» составлял пять лет. Однако его полет продолжается вот уже 44-й год, аппарат поддерживает связь с Землей по сей день. В 2012 году зонд покинул гелиосферу и вышел в межзвездную среду, которую теперь исследует вместе с «Вояджером-2». Сейчас «Вояджер-1» находится на расстоянии почти 152 астрономических единиц от Земли — это самый удаленный от нашей планеты рукотворный объект.
На первый взгляд может показаться, что фотографии, переданные на Землю «Вояджером-1», обладают малой научной ценностью, однако это не так. Тогда, в далеком 1980 году это были наиболее четкие изображения миров, о которых у ученых были лишь смутные представления, и именно благодаря им, а также данным бортовых приборов, планетологи смогли сделать немало открытий.
Снимок Титана, сделанный «Вояджером-1» с расстояния 4,5 миллиона километров от спутника 9 ноября 1980 года. NASA / JPL
Инфракрасное изображение поверхности Титана, составленное по данным наблюдений «Кассини» 13 ноября 2015 года.
NASA / JPL / University of Arizona / University of Idaho
На поверхности этого спутника Сатурна «Вояджер-1» увидел огромный кратер диаметром 139 километров. Кратер нарекли «Гершелем» в честь астронома, который открыл Мимас. Размер Гершеля — почти треть от диаметра самого спутника, что говорит о чудовищном столкновении с другим телом в прошлом, которое серьезно повлияло на эволюцию Мимаса. В дальнейшем «Кассини» прислал ряд прекрасных четких фотографий неровной поверхности спутника и рассмотрел Гершель в деталях.
Снимок Мимаса, сделанный «Вояджером-1» с расстояния 550 тысяч километров от спутника. Виден кратер Гершель.NASA / JPL
Снимок кратера Гершель на Мимасе, сделанный «Кассини» с расстояния 9,5 тысяч километров от спутника в феврале 2010 года. NASA / JPL / Space Science Institute
Этот ледяной спутник Сатурна впервые попал на снимки «Вояджера-1» в виде плохо различимого пятна. Тем не менее, зонд смог определить, что поверхность спутника лишена крупных кратеров и относительно гладкая, а кольцо Е может состоять из вещества Энцелада. Первые качественные фотографии поверхности Энцелада прислал на Землю «Вояджер-2» в 1981 году, а всемирная слава к спутнику пришла через много лет, когда станция «Кассини» обнаружила водяные гейзеры, бьющие из разломов на южном полюсе. С тех пор Энцелад стал для астробиологов одним из самых интересных мест в Солнечной системе
Снимок Энцелада, сделанный «Вояджером-1» 13 ноября 1980 года. «Хвост» в нижней части спутника представляет собой выбросы гейзеров.NASA / JPL-Caltech / Ted Stryk
Изображение гейзеров в районе южного полюса Энцелада, выбрасывающих в космос шлейфы из водяного пара. Снимок сделан станцией «Кассини» 30 ноября 2010 года, масштаб составляет 390 метров на пиксель. NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
На снимках колец Сатурна, сделанных «Вояджером-1», исследователи заметили необычные структуры, названные «спицами», которые регистрировались впоследствии и станцией «Кассини». Это радиальные структуры отличаются длительной устойчивостью, и ни одна из теорий их формирования пока не стала общепринятой. Предполагается, что они состоят из мелких, электростатически заряженных частиц пыли и могут быть сезонным явлением. Кроме того, «Вояджер-1» продемонстрировал ученым, что кольца Сатурна состоят из сотен узеньких колечек.
Спицы в кольцах Сатурна. Снимок сделан «Вояджером-1» с расстояния 720 тысяч километров от плоскости колец 12 ноября 1980 года. NASA / JPL
Спицы в кольце В Сатурна. Снимок сделан станцией «Кассини» 22 сентября 2009 года. Масштаб снимка составляет 71 километр на пиксель. Яркие точки — спутники Прометей и Эпиметей.
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Благодаря последовательностям снимков, которые делал «Вояджера-1», чтобы понять природу спиц, были открыты малые спутники Сатурна Прометей и Пандора. Они находятся по обе стороны от тонкого кольца F. Зонд смог определить, что они содержат много водяного льда, а также заметил искажения формы кольца F. Планетологи пришли к выводу, что эти спутники могут влиять на форму кольца, не давая частицам покидать его. Затем «Вояджер-1» нашел у внешней части кольца А еще один малый спутник, названный Атласом. Через много лет данные «Кассини» подтвердили, что все три спутника действительно являются «пастухами» своих колец: они поддерживают их форму за счет своего гравитационного поля. Заодно станция помогла ученым узнать, почему Атлас внешне похож на пельмень.
Облака и вихри Сатурна
Красный овал — устойчивое образование в облаках южного полушария Сатурна, сфотографированное «Вояджером-1» 6 ноября 1980 года с расстояния 8,5 миллионов километров от планеты. NASA / JPL
Один из мощнейших штормов на Сатурне, наблюдавшийся станцией «Кассини». Площадь шторма оценивается в 4 миллиарда квадратных километров, что в восемь раз превышает площадь поверхности Земли. Мозаичное изображение шторма составлено из 84 снимков, сделанных в конце февраля 2011 года. NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Тень Сатурна, падающая на кольца. Снимок сделан «Вояджером-1» с расстояния 5,3 миллиона километров от планеты, через 4 дня после максимального сближения с ней. NASA / JPL
Мозаичное изображение Сатурна, составленное из кадров, сделанных станцией «Кассини» 2 января 2010 года с расстояния 2,3 миллиона километров от планеты.
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
В заключение хотелось бы немного оживить старые снимки и показать прекрасную анимацию вращения Сатурна и движения его спутников, составленную из кадров, полученных «Вояджером-1».
Кратеры вблизи экватора Титана оказались засыпанными органическими веществами
Карта Титана, построенная по данным инструмента VIMS, с нанесенными на ней положениями кратеров, исследованных в работе.
A. Solomonidou et al. / Astronomy&Astrophysics, 2020
Планетологи благодаря межпланетной станции «Кассини» смогли найти зависимость состава кратеров на Титане от их расположения. Оказалось, что кратеры в экваториальной части спутника практически не содержат льда, зато богаты органическими веществами. Это, по мнению ученых, означает, что Титан — до сих пор активный мир, где целый ряд процессов постоянно изменяет состав и свойства поверхностного слоя. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
Титан — второе (помимо Земли) небесное тело, на поверхности которого находятся жидкие озера, реки и моря, состоящие, в основном, из метана и этана; также это единственный спутник планет с плотной непрозрачной атмосферой. Рельеф спутника похож на земной, на нем есть горы, дренажные сети и дюны. За формирование структуры поверхности на Титане ответственны ветра и гидрологический цикл на основе углеводородов, а также криовулканизм. Еще одно сходство с Землей — ограниченное количество ударных кратеров на поверхности Титана, которая этим сильно отличается от поверхностей других спутников Сатурна.
Группа планетологов во главе с Анезиной Соломониду (Anezina Solomonidou) из Европейского космического агентства опубликовала результаты анализа данных, полученных при помощи радарного инструмента, инфракрасного спектрометра VIMS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer) и системы камер ISS (Imaging Science Subsystem) станции «Кассини». Ученых интересовали ударные кратеры Титана, которые могут дать информацию о процессах выветривания на спутнике и примерном составе подповерхностных слоев, а также понять, зависит ли эволюция кратеров от их географического положения на Титане.
Изображения ударных кратеров на Титане, изучавшихся в работе. Красные квадраты отмечают выброшенный из кратеров материал, желтые — сами кратеры.
A. Solomonidou et al. / Astronomy&Astrophysics, 2020
В общей сложности ученые исследовали девять ударных кратеров на Титане. Оказалось, что кратеры, расположенные в экваториальной части Титана, где преобладают дюны, могут содержать много органических веществ и крайне мало водяного льда, а кратеры на равнинах в средних широтах спутника оказались богаты водяным льдом, смешанным с органическими веществами.
При этом ученые не нашли льда из NH3 или CO2. Это согласуется с более ранними наблюдениями, показавшими, что самые верхние слои аллювиальных конусов средних широт, равнинные области и лабиринты состоят из смеси органических веществ и водяного льда, в то время как экваториальные равнины, холмистые районы и дюны покрыты смесью темного вещества и толинов.
Предполагается, что в средних широтах хорошо работает механизм очищения поверхности от песчаных отложений за счет речной эрозии или дождей, а в экваториальной части спутника кратеры быстро покрываются слоями песка за счет эоловых процессов. Таким образом, Титан может считаться активным миром, где целый ряд процессов постоянно изменяет состав и свойства поверхностного слоя.
Ожидается, что в 2026 году к Титану будет отправлен октокоптер Dragonfly, который, начиная с 2034 года, будет заниматься изучением поверхности и атмосферы спутника.
Моря на спутнике Сатурна Титане могут исследоваться с помощью субмарины
Разработчики представили концепт миссии, в рамках которой предусмотрен запуск подводного аппарата к крупнейшему спутнику Сатурна, Титану, для исследования находящихся на нем морей, заполненных жидкими углеводородами.
Если проект будет одобрен и получит финансирование, то миссия будет готова к запуску в 30-х годах, и может стать основой для еще более амбиционных проектов, таких как субмарины для изучения спутников Европа и Энцелад. Об этом заявил Стивен Олесон (Steven Oleson) из Исследовательского центра Гленна НАСА.
Европа и Энцелад (спутники Юпитера и Сатурна соответственно), интересны своими огромными океанами с жидкой водой. К сожалению, толстый ледяной покров является серьезным препятствием для отправки подводного аппарата. В то же время Титан более привлекателен в этом отношении.
Таинственный и потенциально пригодный для жизни мир
Титан является второй по размеру «Луной» в Солнечной системе. Его диаметр – 5 150 км. Крупнее только спутник Юпитера Ганимед, но он больше всего на 120 км.
Но размер – не единственное, чем примечателен Титан. Это единственный объект за исключением Земли, про который известно, что на нем присутствуют открытые водоемы, заполненные жидким метаном и этаном. По площади некоторые из них превышают Великие озера в США.
Помимо этого, в толстой атмосфере спутника содержатся углеродосодержащие органические молекулы, которые необходимы для возникновения жизни. Поэтому, многие астробиологи рассматривают Титан как место, где потенциально может существовать жизнь, и живые организмы могут быть в воздухе или плавать в морях и озерах. Естественно, эти формы жизни должны сильно отличаться от земных, т. к. им приходится существовать при низких температурах и не в воде, а в жидом метане и этане. Все это дает возможность предполагать о существовать двух независимых экосистем, подводной и воздушной.
Изучение углеводородных морей?
Все, что мы знаем о Титане, было получены в ходе миссии Кассини-Гюйгенс. Запущенная межпланетная станция изучала Сатурн и его спутники в период с 2004 по 2017 года. Основная часть этой работы была проделана орбитальной станцией НАСА «Кассини Сатурн», но значительный вклад внес также спускаемый аппарат «Гюйгенс», зонд Европейского и итальянского космических агентств, который приземлился на Титане в январе 2005 года.
Сейчас НАСА работает над собственным космическим аппаратом для изучения Титана, восьмивинтовым дроном Dragonfly, запуск которого запланирован на 2026 год. Если все пойдет по плану, Dragonfly совершит посадку на Титане в 2034 году, после чего займется изучением химического состава спутника и потенциальной обитаемостью в нескольких разных местах.
Подводная лодка может стать следующим шагом в исследовании Титана. Космическое агентство пока не одобрило этот проект в качестве официальной миссии, но Олесон и его команда уже получили два гранта финансирования (на сумму 100 000 и 500 000 долларов в 2014 и 2015 годах соответственно) от программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), которая призвана стимулировать развитие идей и технологий.
Проект должен учитывать множество факторов. Так, хотя Титан и крупный спутник, он существенно меньше Земли. Гравитация составляет всего 14% от земной, поэтому на одинаковой глубине субмарина будет испытывать заметно меньшее давление на корпус, чем в земных условиях.
При этом субмарине придется передвигаться в иной среде. По словам Олесона, подводная лодка может довольно легко перемещаться в жидких углеводородах, к тому же, они прозрачны для радиосигналов, что позволяет поддерживать связь с кораблем, даже когда он находится под «водой».
Связь с субмариной может осуществляться напрямую с Земли, или транслироваться через находящийся на орбите Титана аппарат. Это будет зависеть от финальной версии проекта.
Рассматривается также вариант с нахождением на поверхности, а изучение глубин поручить специальным зондам. Это менее рискованный проект, но он сулит меньше выгод в плане получения интересующий данных и проведения исследований.
По словам Олесона, НАСА может осуществить миссию Титан в рамках программы New Frontiers. В составе этой программы уже запланированы Dragonfly и зонд New Horizons Pluto. Субмарина (в автономном варианте или в виде связки с орбитальным аппаратом) может стать основной целью миссии. Предложения по последнему этапу финансирования New Frontiers, в результате чего был выбран Dragonfly в июне 2019 года, должны были соответствовать пределу затрат в размере 850 миллионов долларов (не включая затраты на запуск). Субмарина будет стоить дороже.
В любой версии, субмарина будет приводиться в действие атомным двигателем, как это предусмотрено на Dragonfly или Cassini. Титан находится в 10 раз дальше от Земли, и получать энергию для субмарины за счет использования солнечной энергии не получится. Впрочем, этот метод малоприменим и в земных условиях, учитывая, что подлодка все же предназначены для передвижения под водой.
Почти все озера и моря Титана расположены в высоких северных широтах, включая две самые интригующие цели для исследования подводной лодкой, моря Kraken и Ligeia. Первое занимает площадь около 154 000 квадратных миль (400 000 квадратных километров) и имеет глубину не менее 115 футов (35 м). Второе имеет площадь 50 000 квадратных миль (130 000 квадратных километров) и максимальную глубину 560 футов (170 м).
По его словам, хорошим выбором является прибытие к Титану в 2045 году. Если же миссия будет включать орбитальный аппарат для связи, то возможно прибытие около 2040 года, когда на Титане будет весна.
Полет к Сатурну занимает около семи лет, поэтому этот проект необходимо подготовить к запуску в 2030-х годах, иначе придется ждать еще три десятилетия до следующего требующегося сезона на Титане.
Олесон заявил, что все работы по подготовке миссии вполне удастся выполнить за этот срок.