Пять причин: почему NASA отправляет Dragonfly на Титан?

1В закладки
headset Аудио

Титан с его метановыми морями и густым оранжевым смогом в некотором смысле является наиболее похожим на Землю миром среди всех нами найденных. Хотя это космическое тело является спутником Сатурна, оно имеет все атрибуты полноценной планеты: облака, дождь, реки, озёра и даже подповерхностный океан солёной воды. 

Голландский астроном Христиан Гюйгенс открыл Титан в 1655 году, дав ему имя Luna Saturni (Луна Сатурна). Позже спутник был переименован в честь группы древнегреческих божеств – титанов.

Истинная природа самого большого из спутников Сатурна оставалась загадкой, пока в систему планеты-гиганта не наведался аппарат «Кассини», который совершил 127 близких пролётов около Титана. В 2005 году «Кассини» также отправил на Титан небольшой посадочный зонд – это был аппарат Европейского космического агентства «Гюйгенс». Именно он помог нам снять завесу тайны с поверхности Титана.

Аппарат Dragonfly в представлении художника. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Теперь NASA готовится отправить к этому невероятному спутнику Сатурна винтокрылый аппарат Dragonfly. Вот пять причин, почему эта миссия так интересна.

Причина №1: Это единственный спутник в Солнечной системе, имеющий плотную атмосферу

Атмосфера представляет собой оболочку из молекул газа, которая окутывает всю планету. Атмосфера Земли защищает нас от вредоносного солнечного излучения; она также способствует перераспределению тепла и смешению газов, что в конечном итоге оказывает большое влияние на биосферу. 

У спутников в Солнечной системе также присутствуют атмосферы. Но зачастую они настолько тонкие, что их существованием можно просто пренебречь. Но Титан среди всех стоит особняком: его атмосфера буквально…титаническая. Она настолько плотная (в четыре раза плотнее земной) и непрозрачная, что веками не давала учёным оценить истинный размер спутника. Титан является самым крупным спутником в Солнечной системе после Ганимеда, который имеет треть размера Земли и всего на 2% крупнее Титана.

В 1944 году голландско-американский астроном Джерард Койпер, используя новый мощный телескоп, обнаружил газовую оболочку Титана. Но только с отправкой зонда «Гюйгенс» учёным удалось увидеть поверхность спутника, так тщательно скрывавшего её в течение 350 лет.

Плотная атмосфера Титана предоставляет хорошие условия для проведения исследований. Особенно в сочетании с низкой гравитацией (примерно 1/7 от земной) и температурами (минус 179 градусов по Цельсию) на спутнике. Эти три особенности Титана позволят аппарату Dragonfly комфортно летать над поверхностью спутника при минимальных затратах энергии. Ожидается, что аппарату удастся за свою трёхлетнюю миссию пролететь примерно 160 километров. Это почти вдвое больше расстояния, которое прошли все когда-либо существовавшие марсоходы.

Причина №2: Атмосфера Титана похожа на земную больше, чем любая другая

Атмосфера Титана в основном состоит из азота (~95%). Для сравнения: содержание азота в атмосфере Земли составляет примерно 78%. Оставшиеся 5% газовой оболочки спутника Сатурна представляют собой метан и другие соединения углерода.

Верхние слои атмосферы Титана, запечатлённые аппаратом «Кассини». Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Разница между мирами состоит в наличии в атмосфере Земли кислорода (~21%). Но так было не всегда. Примерно 3,8-2,5 млрд лет назад на нашей планете кислорода не было. Тогда на Земле правили микробы. Воздух был заполнен метаном, который производился этими простыми микроорганизмами, и они спокойно процветали в океанах. Существуют предположения, что иногда метановая атмосфера Земли могла формировать такую же оранжевую дымку, какая сейчас существует на Титане. На самом деле, такая атмосфера могла помочь развитию жизни на нашей планете, поддерживая на Земле примерно постоянную температуру и отражая большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, которое оказывает разрушительно воздействие на ДНК. Она также могла обеспечить микроорганизмы питательными веществами (при условии что эти организмы могли задействовать частицы атмосферы в своём процессе метаболизма).

Представляет ли Титан собою мир похожий на Землю миллиарды лет назад? У учёных есть все основания так считать. При помощи аппарата Dragonfly они попытаются узнать, насколько схожи химические реакции в атмосферах двух миров.

Причина №3: Там могут происходить очень интересные химические процессы

В атмосфере спутника Сатурна имеется два химических ингредиента, которые могут создавать большое разнообразие органических молекул. Это азот и метан. Под воздействием солнечного излучения эти вещества могут расщепляться на отдельные атомы (водород, азот и углерод), которые затем могут собираться в разнообразные сложные соединения, оседающие на поверхности Титана. Эти соединения называются органическими, потому что содержат в себе углерод – основной кирпичик в строительстве земной жизни. Исследователи хотят узнать природу этих соединений на Титане. И похожи ли они на те соединения, которые поспособствовали появлению жизни на Земле. 

Существует ли микробная жизнь на Титане – пожалуй самый интригующий вопрос для учёных. С одной стороны, на поверхности спутника отсутствует один очень важный для жизни компонент: жидкая вода. 

С другой стороны, учёные полагают, что функции жидкой воды на Титане может брать на себя жидкий метан. Он вполне сгодится для каких-нибудь экзотических форм жизни. В конце концов, мы знаем, что организмы на Земле могут жить в совершенно невероятных условиях: при экстремальных температурах, высокой радиации и отсутствии воды. Могут ли подобные существа выжить в суровых условиях Титана?

Причина №4: Это научный эксперимент в режиме реального времени, который невозможно провести в лаборатории

Учёные всё ещё работают над пониманием того, что привело к возникновению жизни на Земле. Многие из них стремятся получить ответы на свои вопросы путём проведения экспериментов с симуляцией условий окружающей среды древней Земли в лабораториях. Они снова и снова пытаются найти катализатор реакции, которая превратила первичный бульон органических веществ в существующее биоразнообразие. Но продолжительность существования жизни на Земле не оставляет шанса для проведения лабораторных экспериментов.

Тут-то и появляется Титан. Многие учёные считают, что этот спутник может стать для нас виртуальной лабораторией пребиотической химии, существующей уже целую вечность. Всё, что остаётся сделать прилетевшему на Титан аппарату Dragonfly – обнаружить результаты этих экспериментов в различных геологических районах спутника. Dragonfly совершит посадку в кратере Селк, где обилие органических соединений могло смешиваться с жидкой водой в течение длительных промежутков времени, создавая условия, которые (по крайней мере на Земле) могли бы поддерживать жизнь.

Причина №5: Титан напоминает Землю, но имеет свои отличительные особенности

Ландшафт и рельеф Титана очень похожи на земной. Но если взглянуть чуть внимательнее, то можно заметить, что каждая из знакомых особенностей имеет свою уникальную черту.

Поверхность Титана, снятая посадочным аппаратом «Гюйгенс». Credit: ESA/NASA/JPL/University of Arizona

Например, в месте посадки аппарата Dragonfly – экваториальном регионе Титана Шангри-Ла – имеются дюны, которые легко спутать с дюнами в Намибии. В африканской стране эти горы песка могут подниматься на высоту до 300 метров. На Титане дюны чуть скромнее – от 100 до 175 метров. Но состоят они не из песка. Его место занимают тёмные углеводородные зёрна и кусочки замороженного метана и этана. По виду всё это напоминает кофейную гущу. 

Ещё одно впечатляющее сходство Земли и Титана заключается в наличии рек, морей и озёр. Но эти образования (некоторые из которых достигают размеров Великих озёр Северной Америки) состоят не из воды, а из метана. Текущий по поверхности Титана газ образует холмы и долины, подобно Белому каньону в Юте.

Разбросанные по поверхности Титана камни тоже выглядят знакомо. Тем не менее, они состоят из водяного льда, который принял такую форму в невероятно холодной среде спутника. Учёные также подозревают существование на Титане вулканов. Правда вместо расплавленных горных пород извергать они будут жидкую воду. На поверхности Титана иногда можно почувствовать себя как дома, взглянув на проплывающие в небе облака. Которые иногда поливают поверхность спутника метановым дождём.

От редакции:

Вместе с этой публикацией на нашем канале вышло небольшое двухминутное видео о научной составляющей миссии Dragonfly, которая должна посетить спутник Сатурна Титан в 2034 году. Желаем вам приятного просмотра!

А если вам интересно узнать больше подробностей об этой необычной космической затее, то приглашаем вас к прочтению большого и увлекательного материала под названием “Dragonfly – что известно об аппарате для исследования Титана?”

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

22
Войдите, чтобы видеть ещё 2 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Сергей Королёв
Вечность назад

Это тебе, Танос, вместо Железного человека на пока что.

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.