Для тієї категорії вчених-ентузіастів, яким цікаво існування придатних для освоєння позаземних світів, відома фраза: "Чи є життя на Марсі, чи немає життя на Марсі", перестала сьогодні бути актуальною. Виявилося, що в межах Сонячної системи існують світи, які в цьому аспекті куди більш цікаві, ніж Червона Планета. Яскравий тому приклад - найбільший супутник Сатурна Титан. З'ясувалося, що це небесне тіло дуже схоже на нашу планету. Інформація, яку сьогодні мають вчені, допускає існування наукової версії, що життя на Титані супутнику Сатурна - цілком реальний факт.
Чим же для землян так цікавий Титан?
Після того, як людина десятки років безуспішно намагався знайти в межах нашої Сонячної системи світ, який хоча б здалеку нагадував нашу Землю, інформація про Титані вселила в наукове співтовариство надію. Впритул даними небесним тілом вчені стали цікавитися, починаючи з 2005 року, коли на поверхню одного з найбільших супутників Сонячної системи здійснив посадку автоматичний зонд "Гюйгенс". Протягом наступних 72 хвилин бортова фото і відеокамера космічного апарату передавала на Землю фото поверхні цього об'єкта та інші відеоматеріали про це далекому світі. Навіть за такий обмежений час, відведений для інструментальних досліджень далекого супутника, вчені зуміли отримати вичерпну обсяг інформації.
Посадка на поверхню Титана здійснювалася в рамках міжнародної програми "Кассіні-Гюйгенс", спрямованої на вивчення Сатурна і його супутників. Запущена в далекому 1997 році, автоматична міжпланетна станція "Кассіні" виступає загальною розробкою ЄКА і НАСА для детального вивчення Сатурна і навколишнього області цієї планети. Через 7 років польоту по просторах Сонячної системи станція доставила на Титан космічний зонд "Гюйгенс". Цей унікальний апарат є плодом спільної роботи фахівців НАСА і італійського космічного агентства, команда якого покладала на цей політ великі надії.
Результати, які вчені отримали з працюючої станції "Кассіні" і з борту зонда "Гюйгенс", виявилися безцінними. Незважаючи на те, що далекий супутник постав перед поглядом землян величезною безмовним царством льоду, подальше детальне вивчення поверхні об'єкта змінило уявлення про Титані. На знімках, отриманих за допомогою зонда "Гюйгенс", вдалося розібрати в найдрібніших деталях поверхню супутника Сатурна, яка в основному складалася з твердого водяного льоду і осадових нашарувань органічної природи. Виявилося, що щільна і непрозора атмосфера далекого супутника володіє практично таким же складом, як і земна повітряно-газова оболонка.
Надалі Титан підкинув вченим ще один серйозний бонус. Вперше в історії освоєння і вивчення позаземного простору за межами Землі була знайдена рідка матерія однієї і тієї ж природи, що була на планеті Земля в ранні роки її існування. Рельєф небесного тіла доповнюють величезний океан, численні озера і моря. Все це дає привід вважати, що ми маємо справу з небесним тілом, яке могло б бути ще одним оазисом життя в нашій Сонячній системі. Дослідження складу атмосфери і рідкого середовища супутника Сатурна виявили присутність необхідних для життя організмів корисних речовин. Допускається, що при дотриманні певних умов в процесі вивчення цього небесного тіла, можуть бути виявлені живі організми на Титані.
У зв'язку з цим, стає актуальним подальше вивчення найбільшого супутника Сатурна. Є висока ймовірність того, що поряд з Марсом саме Титан може стати другим космічним будинком для людської цивілізації.
Академічне уявлення про Титані
Розміри Титана дозволяють йому змагатися з планетами Сонячної системи. Це небесне тіло має діаметр 5152 км, що більше діаметра Меркурія (4879 км) і трохи менше Марса (6779 км). Маса Титана складає 1,3452 · 1023 кг, що в 45 разів менше маси нашої планети. За своєю масою супутник Сатурна є другим в Сонячній системі, поступаючись супутнику Юпітера - Ганімед.
Незважаючи на свої значні розміри і масу, Титан має невисоку щільність, всього 1,8798 г / см ³. Для порівняння, щільність материнської планети Сатурн складає всього 687 к / м3. Вчені виявили у супутника слабке гравітаційне поле. Сила тяжіння на поверхні Титана слабкіше земних параметрів в 7 разів, а прискорення вільного падіння таке ж, як і на Місяці - 1,88 м / с2 проти 1,62 м / с2.
Характерною особливістю є положення Титана в космосі. Найбільший супутник Сатурна обертається навколо своєї материнської планети по еліптичній орбіті зі швидкістю 5,5 км / с, перебуваючи поза області кілець Сатурна. Середня відстань від Титана до поверхні Сатурна становить 1, 222 млн. Км. Вся ця система знаходиться від Сонця на відстані 1 млрд. 427 млн. Км, що в 9,5 разів більше відстані між нашим центральним світилом і Землею.
Як і наш супутник, "Місяць Сатурна" повернута до нього завжди однією стороною. Це викликано синхронністю обертання супутника навколо власної осі з періодом обертання Титана навколо материнської планети. Повний оборот навколо Сатурна його найбільший супутник здійснює за 15 земних діб. З огляду на те, що Сатурн і його супутники мають досить високий кут нахилу осі обертання до осі екліптики, на поверхні Титана присутні пори року. Кожні 7,5 земних років на супутнику Сатурна літо змінюється холодним зимовим періодом. За астрономічними спостереженнями сьогодні на стороні Титана, яка звернена до Сатурну, варто осінь. Незабаром супутник сховається від сонячних променів за матір'ю-планетою і тітановскую осінь змінить довга і люта зима.
Температури на поверхні супутника варіюються в межах мінус 140-180 градусів за Цельсієм. Дані, отримані з борту космічного зонда "Гюйгенс" виявили цікавий факт. Різниця між значеннями полярних і екваторіальних температур становить всього 3 градуси. Пояснюється це наявністю щільної атмосфери, яка перешкоджає впливу сонячних променів на поверхню Титана. Незважаючи на високу щільність атмосфери, через низькі температур на Титані відсутні рідкі опади. У зимовий період поверхню супутника покриває сніг з етану, часток водяної пари і аміаку. Це тільки мала дещиця того, що ми знаємо про Титані. Цікаві факти про найбільший супутнику Сатурна стосуються буквально будь-якій області, починаючи з астрономії, кліматології і гляціології, закінчуючи мікробіологією.
Титан у всій своїй красі
Основна частина відомостей про супутнику Сатурна до недавнього часу спиралася на візуальні спостереження, отримані з борту космічного зонда "Вояджер", промчав в 1980 році повз нього на відстані 7000 км. Трохи відкрив завісу таємниці про це космічний об'єкт телескоп "Хаббл". Отримати уявлення про поверхню супутника не дозволяла його щільна атмосфера, яка по щільності і товщині поступається тільки венеріанській і земної повітряно-газової оболонці.
Зняти пелену туману, що панував над цим небесним тілом, допомогла місія автоматичної станції "Кассіні" в 2004 році. Протягом чотирьох років апарат знаходився на орбіті Сатурна, здійснюючи послідовну фотозйомку його супутників і Титана в тому числі. Дослідження з зонда "Кассіні" велися за допомогою фотокамери з інфрачервоним фільтром і спеціального радара. Фотографії були зроблені з різних ракурсів на видаленні 900-2000 км від поверхні супутника.
Кульмінацією в вивченні Титана стала посадка на його поверхню зонда "Гюйгенса", названого в честь відкривача супутника Сатурна. Апарат, увійшовши в щільні шари атмосфери Титана, протягом 2,5 годин спускався на парашуті. За цей час апаратура зонда здійснювала вивчення складу атмосфери супутника, фотографувала його поверхню з висоти 150, 70, 30, 15 і 10 кілометрів. Після тривалого спуску космічний зонд здійснив посадку на поверхні Титана, зарившись на 0,2-0,5 метра в брудний лід. Після примісячення "Гюйгенс" працював ще трохи більше години, передаючи на Землю через АМС "Кассіні" масу корисної інформації безпосередньо з поверхні супутника. Завдяки знімкам, зробленим з борта АМС "Кассіні" і зонда "Гюйгенс", командою дослідників була складена карта Титана. Крім цього, вчені тепер володіли детальною інформацією про його атмосфері, даними про клімат на поверхні і особливості рельєфу.
атмосфера супутника
У ситуації з Титаном вченим вперше в процесі вивчення і дослідження небесних тіл Сонячної системи випала нагода вивчити атмосферу детально. Як і передбачалося, супутник Сатурна має щільну і добре розвинену атмосферу, яка не тільки за багатьма параметрами нагадує газову оболонку Землі, а й перевершує її за масою.
Товщина атмосферного шару Титана склала 400 км. Кожен шар атмосфери має свій склад і концентрацію. Газовий склад є наступним:
- 98,6% залишає азот N;
- 1,6% в атмосфері доводиться на метан;
- незначна кількість етану, з'єднань ацетилену, пропану, вуглекислий і чадний газ, гелій і ціан.
Концентрація метану в атмосфері супутника, починаючи з висоти 30 км, змінюється в бік зменшення. У міру наближення до поверхні супутника кількість метану знижується до 95%, а ось концентрація етану збільшується до 4-4,5%.
Характерною особливістю повітряно-газової прошарку супутника Титана є її антипарниковий ефект. Наявність в нижніх шарах атмосфери вуглеводневих органічних молекул нейтралізує парниковий ефект, створюваний величезною концентрацією метану. В результаті поверхня небесного тіла з-за присутності вуглеводнів рівномірно охолоджується. Ці ж процеси і гравітаційне поле Сатурна, обумовлюють циркуляцію атмосфери Титана. Подібна картина сприяє утворенню в атмосфері супутника Сатурна активних кліматичних процесів.
Слід зазначити, що атмосфера супутника постійно втрачає у вазі. Це пов'язано з відсутністю у небесного тіла потужного магнітного поля, яке не в змозі утримувати повітряно-газову оболонку, яка опинилася під постійним впливом сонячного вітру і гравітаційних сил Сатурна. На сьогоднішній день атмосферний тиск на супутнику окільцьованими гіганта становить 1,5 атм. Це незмінно відбивається на погодні умови, які змінюються в залежності від концентрації газів в атмосфері Титана.
Основну роботу по створенню погоди на Титані виконують щільні хмари, які на відміну від земних повітряних мас, складаються з органічних сполук. Саме ці атмосферні освіти є джерелом опадів на найбільшому супутнику Сатурна. Через низькі температур атмосфера у небесного тіла суха. Найбільша концентрація хмарності виявлена в полярних областях. Через низькі температур вологість в атмосфері вкрай низька, тому опади на Титані - це кристали метанового льоду і паморозь, що складається із з'єднань азоту, етану і аміаку.
Поверхня Титана і його будова
Супутник Сатурна має не тільки цікавою атмосферою. Його поверхня вкрай цікавий з точки зору геології об'єкт. Під товстою ковдрою метану фотооб'єктиви і камери космічного зонда "Гюйгенс" виявили цілі материки, розділені численними озерами і морями. Як і на Землі, на материках предостатньо скелястих і гірських утворень, присутні глибокі ущелини і западини. Їх змінюють великі рівнини і долини. В екваторіальній частині небесного тіла частинками гидрокарбонатного і водяного льоду сформована велика область дюн. Передбачається, що в одну з таких дюн і зробив примісячення космічний зонд "Гюйгенс".
Повна схожість з живою планетою додає присутність рідкої структури. На Титані виявлені річки, які мають витоки, звивисті русла і дельти - місця впадання потоків в морські басейни. За даними, узятим зі знімків, деякі річки Титана мають довжину русла понад 1000 км. Практично вся рідка маса Титана зосереджена в морських басейнах і озерах, які займають значну площу - до 30-40% все площі поверхні цього небесного тіла.
Доказом присутності на поверхні супутника великих скупчень рідкого середовища стало величезне світла пляма, яке довгий час збивало з пантелику астрономів. Згодом було доведено, що яскрава область на Титані - це величезний басейн рідких вуглеводнів, що отримав назву море Кракена. За площею це уявний водойму більше ніж найбільше озеро Землі - Каспійське море. Іншим не менш цікавим об'єктом є море Лігеі - найбільший природний резервуар для рідкого метану і етану.
Точна інформація про склад рідкого середовища морів і озер Титана була здобута завдяки роботі АМС "Касссіні". Використовуючи дані фотознімків і комп'ютерного моделювання, в земних умовах було визначено склад рідини на Титані:
- етан становить 76-80%;
- пропану в морях і озерах Титана 6-7%;
- на метан припадає 5-10%.
Крім основних елементів, представлених у вигляді заморожених газів, в рідині присутній ціанід водню, бутан, бутен і ацетилен. Основне скупчення води на Титані має дещо відмінну від земної форми природу. На поверхні супутника виявлені величезні за обсягом відкладення перегрітого льоду, що складається з води і аміаку. Допускається, що під поверхнею можуть перебувати великі природні резервуари, наповнені рідкою водою з розчиненим у ній аміаком. У цьому аспекті цікаво і внутрішню будову супутника.
Сьогодні висуваються різні версії про внутрішню будову Титана. Як і у випадку з усіма планетами земної групи, він має тверде ядро, що не залізно-нікелеве, як на чотирьох перших планетах Сонячної системи, а кам'яне. Його діаметр приблизно становить 3400-3500 км. Далі починається найцікавіше. На відміну від Землі, де слідом за ядром починається мантія, на Титані це простір заповнений щільними спресованими шарами водяного льоду і гідрату метану. Ймовірно, між окремими шарами є рідка прошарок. Однак, незважаючи на свою холодність і кам'яну природу, супутник знаходиться в активній фазі і на ньому спостерігаються тектонічні процеси. Цьому сприяє приливні сили, які викликані гігантською гравітацією Сатурна.
Можливе майбутнє Титана
Судячи за даними досліджень, проведених в останнє десятиліття, людство має справу з унікальним об'єктом Сонячної системи. Виявилося, що Титан є єдиним небесним тілом, крім Землі, якому характерні всі три типи активності. На супутнику Сатурна спостерігаються сліди постійної геологічної активності, що є підтвердженням його живий тектонічної діяльності.
У чималому ступені цікава і природа поверхні Титана. Її структура, склад і рельєф говорять на користь того, що поверхня супутника Сатурна перебуває в постійному русі. Тут, як і на Землі, під впливом вітрів і опадів спостерігається ерозія грунту, відбувається вивітрювання гірських порід і відкладення опадів.
Склад атмосфери супутника і циркуляційні процеси, що відбуваються в ній, сформувати клімат на Титані. Всі перераховані ознаки говорять на користь того, що на Титані в певних умовах може існувати життя. Природно, це буде відмінна від земних організмів форма життя, однак саме її існування стане колосальним відкриттям для людства.
