Für die Kategorie enthusiastischer Wissenschaftler, die an der Existenz von außerirdischen Welten interessiert sind, die für die Erkundung geeignet sind, ist der bekannte Satz: "Gibt es Leben auf dem Mars, gibt es Leben auf dem Mars", heute keine Relevanz mehr. Es stellte sich heraus, dass es Welten im Sonnensystem gibt, die in dieser Hinsicht viel interessanter sind als der Rote Planet. Ein anschauliches Beispiel dafür ist der größte Satellit von Saturn, Titan. Es stellte sich heraus, dass dieser Himmelskörper unserem Planeten sehr ähnlich ist. Die Informationen, die Wissenschaftler heute haben, lassen erkennen, dass es eine wissenschaftliche Version gibt, die besagt, dass das Leben auf Satans Satelliten auf Titan eine Tatsache ist.
Was ist für die Erdlinge Titan so interessant?
Nachdem ein Mann jahrzehntelang erfolglos versucht hatte, eine Welt in unserem Sonnensystem zu finden, die zumindest von weitem unserer Erde ähnelte, erweckten Informationen über Titan Hoffnung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Wissenschaftler haben sich für diesen Himmelskörper seit 2005 interessiert, als eine automatische Huygens-Sonde auf der Oberfläche eines der größten Satelliten des Sonnensystems landete. Während der nächsten 72 Minuten übertrug die Foto- und Videokamera des Raumfahrzeugs an Bord ein Foto der Oberfläche dieses Objekts und anderes Videomaterial über diese ferne Welt. Selbst für eine so begrenzte Zeit, die für die instrumentelle Forschung eines entfernten Satelliten zur Verfügung stand, konnten die Wissenschaftler eine umfassende Menge an Informationen erhalten.
Die Landung auf der Oberfläche von Titan wurde im Rahmen des internationalen Programms "Cassini-Huygens" durchgeführt, um Saturn und seine Satelliten zu untersuchen. Die automatische interplanetare Station Cassini wurde 1997 gegründet und ist eine allgemeine Entwicklung der ESA und der NASA für eine detaillierte Untersuchung des Saturn und seiner Umgebung. Nach sieben Jahren Flug über die Weiten des Sonnensystems lieferte die Station die Huygens-Raumsonde an Titan. Dieses einzigartige Gerät ist das Ergebnis der gemeinsamen Arbeit von Experten der NASA und der italienischen Raumfahrtbehörde, deren Team große Hoffnungen in diesen Flug gesetzt hatte.
Die Ergebnisse, die die Wissenschaftler von der Arbeitsstation "Cassini" und vom Board der Sonde "Huygens" erhielten, erwiesen sich als unschätzbar. Trotz der Tatsache, dass der entfernte Satellit vor den Augen der Erdlinge als riesiges stilles Eisreich erschien, änderte die anschließende detaillierte Untersuchung der Oberfläche des Objekts die Wahrnehmung von Titan. In den mit der Huygens-Sonde erhaltenen Fotografien konnte die Oberfläche des Saturn-Satelliten, der hauptsächlich aus festem Wassereis und Sedimentschichten organischer Natur bestand, bis ins kleinste Detail zerlegt werden. Es stellte sich heraus, dass die dichte und undurchdringliche Atmosphäre eines entfernten Satelliten fast die gleiche Zusammensetzung wie die Luft-Gas-Hülle der Erde hat.
In der Zukunft warfen Titan-Wissenschaftler einen weiteren wichtigen Bonus. Zum ersten Mal in der Geschichte der Erforschung und Erforschung des außerirdischen Weltraums außerhalb der Erde wurde die flüssige Materie der gleichen Natur gefunden, die sich auf den Planeten Erde in den ersten Jahren ihrer Existenz befand. Das Relief des Himmelskörpers ergänzt den weiten Ozean, zahlreiche Seen und Meere. All dies gibt Anlass zu der Annahme, dass es sich um einen Himmelskörper handelt, der eine weitere Oase des Lebens in unserem Sonnensystem sein könnte. Untersuchungen zur Zusammensetzung der Atmosphäre und des flüssigen Mediums des Saturn-Satelliten ergaben, dass essentielle Substanzen für das Leben der Organismen vorhanden sind. Es wird angenommen, dass unter bestimmten Bedingungen bei der Untersuchung dieses Himmelskörpers lebende Organismen auf Titan nachgewiesen werden können.
In dieser Hinsicht wird die anschließende Untersuchung des größten Satelliten von Saturn relevant. Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Titan zusammen mit Mars die zweite kosmische Heimat der menschlichen Zivilisation werden kann.
Akademische Sicht auf Titan
Die Größe von Titan erlaubt es, mit den Planeten des Sonnensystems zusammen zu sein. Dieser Himmelskörper hat einen Durchmesser von 5152 km, was größer ist als der Durchmesser von Quecksilber (4879 km) und etwas weniger als der Mars (6779 km). Die Masse von Titan beträgt 1,3452 · 1023 kg, was 45-mal weniger ist als die Masse unseres Planeten. Auf der Masse des Satelliten von Saturn steht der zweite im Sonnensystem hinter dem Satelliten von Jupiter - Ganymede.
Trotz seiner beeindruckenden Größe und seines geringen Gewichts hat Titan eine geringe Dichte von nur 1.8798 g / cm³. Zum Vergleich: Die Dichte des Mutterplaneten Saturn beträgt nur 687 k / m3. Wissenschaftler haben ein schwaches Gravitationsfeld eines Satelliten identifiziert. Die Anziehungskraft auf der Oberfläche von Titan ist sieben Mal schwächer als die irdischen Parameter und die Beschleunigung der Schwerkraft ist dieselbe wie auf dem Mond - 1,88 m / s2 gegenüber 1,62 m / s2.
Ein charakteristisches Merkmal ist die Position von Titan im Weltraum. Der größte Satellit von Saturn rotiert mit einer Geschwindigkeit von 5,5 km / s in einem elliptischen Orbit um seinen Mutterplaneten und befindet sich außerhalb des Bereichs der Saturnringe. Die durchschnittliche Entfernung von Titan zur Oberfläche des Saturn beträgt 1, 222 Millionen km. Das gesamte System befindet sich in einer Entfernung von 1 Milliarde Kilometer von der Sonne, 9,5 Mal länger als die Entfernung zwischen unserer zentralen Leuchte und der Erde.
Wie unser Satellit ist der "Saturnmond" immer von einer Seite zu ihm gerichtet. Dies wird durch den Gleichlauf der Drehung des Satelliten um seine eigene Achse mit der Umlaufbahn von Titan um den Mutterplaneten verursacht. Eine komplette Revolution um Saturn, der größte Satellit, sorgt für 15 Tage auf der Erde. Aufgrund der Tatsache, dass Saturn und seine Satelliten einen relativ hohen Neigungswinkel der Rotationsachse zur Achse der Ekliptik haben, gibt es auf der Oberfläche von Titan Jahreszeiten. Alle 7,5 Erdjahre auf dem Saturn-Satelliten weicht der Sommer einer kalten Winterperiode. Nach astronomischen Beobachtungen ist heute auf der Seite von Titan, die Saturn gegenübersteht, der Herbst. Bald wird der Satellit von den Sonnenstrahlen hinter dem Mutterplaneten verschwinden, und der Titanherbst wird durch einen langen und heftigen Winter ersetzt.
Die Temperaturen auf der Satellitenoberfläche variieren zwischen minus 140 und 180 Grad Celsius. Die von der Platine der Huygens-Raumsonde erhaltenen Daten zeigten eine merkwürdige Tatsache. Der Unterschied zwischen polaren und äquatorialen Temperaturen beträgt nur 3 Grad. Dies wird durch das Vorhandensein einer dichten Atmosphäre erklärt, die die Sonneneinstrahlung auf die Oberfläche von Titan verhindert. Trotz der hohen Dichte der Atmosphäre gibt es aufgrund der niedrigen Temperaturen keine flüssigen Niederschläge auf Titan. Im Winter bedeckt die Oberfläche des Satelliten den Schnee vor Ethan, Wasserdampfpartikeln und Ammoniak. Dies ist nur ein kleiner Bruchteil dessen, was wir über Titan wissen. Interessante Fakten über den größten Saturn-Satelliten beziehen sich auf buchstäblich jedes Gebiet, von Astronomie, Klimatologie und Glaziologie bis zur Mikrobiologie.
Titan in all seiner Pracht
Bis vor kurzem beruhten die meisten Informationen über den Satelliten von Saturn auf visuellen Beobachtungen der Raumsonde Voyager, die 1980 in einer Entfernung von 7000 km vorbeifegte. Das Hubble-Teleskop hob leicht den Schleier der Geheimhaltung über dieses Weltraumobjekt. Um sich ein Bild von der Oberfläche des Satelliten zu machen, konnte die dichte Atmosphäre, die in Dichte und Dicke nur der venusischen und terrestrischen Luft-Gas-Hülle unterlegen ist, nicht zugelassen werden.
Die Mission der Cassini-Automatikstation im Jahr 2004 half dabei, den Nebel, der über diesem Himmelskörper herrschte, zu entfernen. Vier Jahre lang befand sich das Gerät im Orbit von Saturn und fotografierte seine Satelliten und auch Titan konsequent. Die Forschung der Cassini-Sonde wurde mit Hilfe einer Kamera mit einem Infrarotfilter und einem speziellen Radar durchgeführt. Die Fotos wurden aus verschiedenen Winkeln in einer Entfernung von 900-2000 km von der Oberfläche des Satelliten aufgenommen.
Der Höhepunkt der Untersuchung von Titan war die Landung auf der Oberfläche der Huygens-Sonde, die nach dem Entdecker des Satelliten von Saturn benannt wurde. Das Gerät, das in die dichten Schichten der Titanatmosphäre eingedrungen war, stieg 2,5 Stunden lang mit dem Fallschirm ab. Während dieser Zeit untersuchte das Gerät der Sonde die Zusammensetzung der Atmosphäre des Satelliten und fotografierte seine Oberfläche aus einer Höhe von 150, 70, 30, 15 und 10 Kilometern. Nach einem langen Abstieg landete die Raumsonde auf der Oberfläche des Titan und war 0,2 bis 0,5 Meter in schmutzigem Eis begraben. Nach der Landung arbeitete der Huygens etwas mehr als eine Stunde lang und übertrug eine Menge nützlicher Informationen über das Cassini AMS direkt von der Satellitenoberfläche zur Erde. Dank Fotos vom Board des Cassini AMS und der Huygens-Sonde erstellte das Forscherteam eine Karte von Titan. Darüber hinaus verfügten die Wissenschaftler nun über detaillierte Informationen über die Atmosphäre, Daten über das Oberflächenklima und die Geländeeigenschaften.
Satellitenatmosphäre
In der Situation mit Titan hatte der Wissenschaftler zum ersten Mal, während er die Himmelskörper des Sonnensystems untersuchte und untersuchte, die Gelegenheit, die Atmosphäre im Detail zu untersuchen. Wie erwartet, hat der Saturn-Satellit eine dichte und gut entwickelte Atmosphäre, die nicht nur in vielerlei Hinsicht der Gashülle der Erde ähnelt, sondern sie auch in der Masse übertrifft.
Die Dicke der atmosphärischen Schicht von Titan betrug 400 km. Jede Schicht der Atmosphäre hat ihre eigene Zusammensetzung und Konzentration. Die Gaszusammensetzung ist wie folgt:
- 98,6% verlässt Stickstoff N;
- 1,6% in der Atmosphäre ist Methan;
- eine kleine Menge Ethan, Acetylenverbindungen, Propan, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, Helium und Cyan.
Die Konzentration von Methan in der Atmosphäre des Satelliten ändert sich ab einer Höhe von 30 km nach unten. Wenn sich der Satellit der Oberfläche nähert, nimmt die Methanmenge auf 95% ab, während die Ethankonzentration auf 4–4,5% steigt.
Ein charakteristisches Merkmal der Luft-Gas-Schicht des Satelliten Titan ist der Anti-Treibhauseffekt. Die Anwesenheit von organischen Kohlenwasserstoffmolekülen in der unteren Atmosphäre neutralisiert den Treibhauseffekt, der durch die enorme Konzentration von Methan entsteht. Infolgedessen wird die Oberfläche eines Himmelskörpers aufgrund der Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen gleichmäßig gekühlt. Dieselben Prozesse und das Gravitationsfeld von Saturn verursachen die Zirkulation der Atmosphäre von Titan. Dieses Bild trägt zur Bildung aktiver Klimaprozesse in der Atmosphäre des Saturn-Satelliten bei.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Atmosphäre des Satelliten ständig an Gewicht verliert. Dies ist auf das Fehlen eines starken Magnetfelds in einem Himmelskörper zurückzuführen, der die Luft-Gas-Hülle nicht halten kann, die unter dem ständigen Einfluss des Sonnenwinds und der Gravitationskräfte von Saturn steht. Bis heute beträgt der Atmosphärendruck auf dem Satellitenring-Giganten 1,5 atm. Dies hat immer Auswirkungen auf die Wetterbedingungen, die mit der Gaskonzentration in der Titanatmosphäre variieren.
Die Hauptarbeit zur Schaffung von Wetter auf Titan wird von dichten Wolken ausgeführt, die im Gegensatz zu den terrestrischen Luftmassen aus organischen Verbindungen bestehen. Diese atmosphärischen Formationen sind die Quelle des Niederschlags auf dem größten Saturn-Satelliten. Aufgrund niedriger Temperaturen ist die Atmosphäre eines Himmelskörpers trocken. Die größte Konzentration an Trübungen findet sich in den Polarregionen. Aufgrund der niedrigen Temperaturen ist die Luftfeuchtigkeit in der Atmosphäre extrem niedrig, so dass sich auf Titan Methaneiskristalle und Frost niederschlagen, die aus Stickstoff, Ethan und Ammoniak bestehen.
Die Oberfläche von Titan und seine Struktur
Der Saturn-Satellit hat nicht nur eine interessante Atmosphäre. Seine Oberfläche ist aus geologischer Sicht ein äußerst kurioses Objekt. Unter einer dicken Decke aus Methan fanden Fotoobjektive und Kameras der Huygens-Raumsonde ganze Kontinente, die von zahlreichen Seen und Meeren getrennt waren. Wie auf der Erde gibt es auf den Kontinenten viele Fels- und Gebirgsformationen, tiefe Spalten und Depressionen. Sie werden durch weite Ebenen und Täler ersetzt. Im äquatorialen Teil des Himmelskörpers bilden Hydrocarbonat- und Wassereispartikel ein riesiges Dünengebiet. Es wird angenommen, dass die Huygens-Raumsonde in einer dieser Dünen gelandet ist.
Die vollständige Ähnlichkeit mit dem lebenden Planeten fügt das Vorhandensein einer flüssigen Struktur hinzu. Auf Titan wurden Flüsse entdeckt, die Quellen, kurvenreiche Kanäle und Deltas haben - die Orte, an denen die Flüsse in die Meeresbecken fließen. Nach den Angaben der Fotos haben einige Flüsse des Titan eine Kanallänge von mehr als 1000 km. Nahezu die gesamte flüssige Masse von Titan ist in Meeresbecken und -seen konzentriert, die ein beeindruckendes Gebiet einnehmen - bis zu 30-40% aller Oberflächen dieses Himmelskörpers.
Der Beweis für das Vorhandensein großer Cluster flüssigen Mediums auf der Oberfläche des Satelliten war ein riesiger heller Fleck, der die Astronomen lange Zeit verwirrte. In der Folge wurde bewiesen, dass der helle Bereich auf Titan ein riesiger Pool flüssiger Kohlenwasserstoffe ist, der Krakensee. Dieses imaginäre Reservoir ist flächenmäßig größer als der größte See der Erde - das Kaspische Meer. Ein ebenso interessantes Objekt ist das Liegeisee - das größte natürliche Reservoir für flüssiges Methan und Ethan.
Dank der Arbeit von AMC "Casssini" wurden genaue Informationen über die Zusammensetzung des flüssigen Mediums der Meere und Seen von Titan erhalten. Anhand von Daten aus Fotos und Computersimulationen wurde die Zusammensetzung der Flüssigkeit auf Titan unter terrestrischen Bedingungen bestimmt:
- Ethan beträgt 76 bis 80%;
- Propan in den Meeren und Seen von Titan 6-7%;
- Methan macht 5-10% aus.
Neben den als gefrorene Gase dargestellten Grundelementen sind in der Flüssigkeit Cyanwasserstoff, Butan, Buten und Acetylen enthalten. Die Hauptansammlung von Wasser auf Titan unterscheidet sich geringfügig von der Erdform. Auf der Oberfläche des Satelliten wurden riesige Mengen von überhitztem Eis, bestehend aus Wasser und Ammoniak, gefunden. Es wird angenommen, dass sich unter der Oberfläche riesige natürliche Reservoirs befinden, die mit flüssigem Wasser gefüllt sind, in dem Ammoniak gelöst ist. In diesem Aspekt ist auch die interne Struktur des Satelliten interessant.
Heute gibt es verschiedene Versionen der inneren Struktur von Titan. Wie bei allen terrestrischen Planeten hat es einen festen Kern, kein Eisen-Nickel wie auf den ersten vier Planeten des Sonnensystems, sondern einen steinernen. Sein Durchmesser beträgt ungefähr 3400-3500 km. Als nächstes kommt der lustige Teil. Im Gegensatz zur Erde, wo der Mantel nach dem Kern beginnt, ist dieser Raum auf Titan mit dichten, gepressten Wasserschichten aus Eis und Methanhydrat gefüllt. Es gibt wahrscheinlich eine Flüssigkeitsschicht zwischen den einzelnen Schichten. Trotz seiner Kälte und seiner steinigen Natur befindet sich der Satellit jedoch in der aktiven Phase, und es werden tektonische Prozesse beobachtet. Dies wird durch Gezeitenkräfte erleichtert, die durch die gigantische Schwerkraft von Saturn verursacht werden.
Mögliche Zukunft von Titan
Nach den Daten von Studien, die im letzten Jahrzehnt durchgeführt wurden, hat sich die Menschheit mit einem einzigartigen Objekt des Sonnensystems befasst. Es stellte sich heraus, dass Titan neben der Erde der einzige Himmelskörper ist, der sich durch alle drei Arten von Aktivität auszeichnet. Auf dem Satelliten von Saturn gibt es Spuren einer konstanten geologischen Aktivität, die eine Bestätigung seiner lebendigen tektonischen Aktivität darstellt.
Die Beschaffenheit der Oberfläche von Titan ist ebenfalls von großem Interesse. Seine Struktur, Zusammensetzung und Erleichterung sprechen für die Tatsache, dass die Oberfläche des Saturn-Satelliten ständig in Bewegung ist. Wie auf der Erde wird hier unter dem Einfluss von Winden und Niederschlag Bodenerosion beobachtet, Verwitterung von Gesteinen und Sedimentation.
Die Zusammensetzung der Atmosphäre des Satelliten und die darin stattfindenden Zirkulationsprozesse bildeten das Klima auf dem Titan. Alle diese Anzeichen sprechen für die Tatsache, dass auf Titan unter bestimmten Bedingungen Leben existieren kann. Natürlich wird es eine andere Lebensform sein als irdische Organismen, aber ihre Existenz wird für die Menschheit zu einer kolossalen Entdeckung.
