Температура на титане


Озера жидкого метана на спутнике Сатурна Титане идеально подходят для гребли, а не для серфинга. Новое исследование, проведенное Техасским университетом (США), показало, что большинство волн на озерах Титана достигают всего одного сантиметра в высоту, что указывает на спокойную окружающую среду. Это отличная новость для будущих зондов, которые отправятся на поверхность спутника.

«Когда мы захотим отправить исследовательский модуль к озерам Титана, нам будет важна безопасная посадка и отсутствие сильных ветров. Наше исследование показывает, что, поскольку волны не очень высокие, ветра на нем, вероятно, слабые», – рассказывает Сирил Грима, ведущий автор исследования.

Титан – самая большая луна Сатурна и одно из мест в Солнечной системе, которое, как считается, обладает ингредиентами для жизни. На фотографиях, сделанных орбитальным аппаратом «Cassini», он выглядит как гладкий коричневый шар из-за его плотной атмосферы, затуманенной газообразным азотом и углеводородами. Однако, радиолокационные изображения космического аппарата показывают, что он имеет поверхностный слой из водяного льда и «пропитан» жидкими углеводородами. На Титане метан и этан падают с неба как дождь, заполняя глубокие озера, которые усеивают поверхность.


«Атмосфера Титана очень сложна, и она синтезирует сложные органические молекулы – кирпичи жизни. Спутник может представлять из себя естественную лабораторию, в которой вы можете увидеть, как базисные молекулы могут быть преобразованы в более сложные, которые в конечном итоге могут привести к зарождению жизни», – добавил Сирил Грима.

Исследование рассматривает три крупнейших озера северного полушария Титана: Кракен, Пунги и Лигеи. Кракен, самое крупное из трех, по оценкам исследователей больше Каспийского моря. Анализируя данные, собранные «Cassini» в начале летнего сезона на Титане, ученые обнаружили, что волны в этих озерах уменьшились, достигая всего 1 сантиметра в высоту и 20 сантиметров в длину. Результаты ставят под вопрос раннее предположение, что приход лета на Титане знаменует начало сильных ветров.

Информация о климате Титана необходима для безопасного исследования спутника зондами на поверхности. Хотя на данный момент нет официальных планов подобных миссий, исследователи по всему миру разрабатывают множество концепций. Новая работа показала, что, если будущая миссия прибудет к Титану в начале лета, есть большая вероятность, что ее посадка будет мягкой.

Источник: in-space.ru

Общие сведения[править]


Эти дожди заполняют моря, реки и озёра Титана.

В отличие от Земли, на Титане идут дожди не воды, а метана и этана, так как из-за низких температур эти углеводороды находятся в жидкой фазе. Метан существовует в жидком состоянии при температуре -179 °C.

Испаряясь с поверхности, метан формирует плотную облачность, из которой регулярно выпадают осадки в виде дождя. Они питают многочисленные ручьи, озера и источники, текущие между ледяными возвышенностями[3].

На Титане бьют молнии, идёт мелкий дождь, а иногда собираются и настоящие ливневые тучи из метана и этана.

Доказательство тому не только логические выводы, но и прямые наблюдения. Так, приборы КА «Cassini» запечатлели огромные облачные системы и потемнение поверхности Титана, лучшее объяснение этому — жидкость, которая пролилась дождём и затопила обширные территории. Элизабет Тёртл, научный сотрудник команды «Cassini» из Университета Джонса Хопкинса, говорит:

Удивительно стать свидетелем такой знакомой активности, как мощные дожди, бури и сезонные изменения погодных условий, на далеком холодном спутнике. Эти наблюдения помогают нам понять работу Титана как системы, равно как и аналогичные процессы на нашей планете.

В январе 2005 года на поверхность спутника был спущен зонд Гюйгенс.
лученные им данные были обработаны, после чего оказалось, что титанианская атмосфера на высоте около 8 км насыщена метаном. На основе этого, данных о влажности у поверхности и факте обнаружения озёр у полюсов учёные делают вывод, что на большей части спутника идут моросящие метановые дожди. Иные исследователи, основываясь на компьютерных вычислениях, полагают, что на Титане бушуют настоящие метановые шторма, и из-за внезапных наводнений на поверхности образуются каналы.

В 2007 году Мэйт Адамковиц с коллегами исследовали тонкое метановое облако, укрывающее почти всю поверхность Титана. Учёные сумели отследить, как каждый местный день на рассвете прозрачность его снижается. Это позволяет сказать, что по мере того как на дневной стороне Титана начинает расти температура, метановые облака проливаются дождём[4].

В 2009 году Сатурн прошла точку весеннего равноденствия, а в 2011 году в системе этой планеты настал аналог земного апреля, то есть «весна». Наблюдения зонда КА «Cassini» показали, что с ростом продолжительности светового дня изменилась и циркуляция атмосферных масс, порождая над экваториальными областями Титана мощные облака, насыщенные метаном. Со временем облака проливаются дождями, которые наполняют озера жидкими углеводородами. КА «Cassini» обнаружил подобные озера в приполярных областях Титана во время радиолокационной съёмки. Наблюдения стали надежным свидетельством того, что и в экваториальных районах спутника могут иметься сезонные или постоянные резервуары жидких углеводородов[5].


В конце сентября 2010 года КА «Cassini» зафиксировал на экваторе Титана большую группу облаков, а в октябре обширный участок, лежащий на пути следования облаков, потемнел. Эти данные трактуют как увлажнение поверхности углеводородами, пролившимися дождём из облаков[6].

Полагают, что у капли дождя на Титане размер вдвое больше чем у капель дождя на Земле, но скорость падения на поверхность в 10 раз меньше[7].

Дожди имеют сезонный характер[8].

Метан сравнительно быстро испаряется и возвращается в атмосферу[9].

Хотя сложно представить жизнь в условиях Титана (экстремально низкие температуры, нет магнитного поля[10] и т. д.), однако если она существует, то дожди могут ей способствовать наполняя источником пищи резервуары с хемосинтезирующими организмами, кроме того, дождь способствует химической активности и в какой-то степени делает гипотетическую жизнь на Титане более вероятной, хотя доказательств её существования пока нет.

См. также[править]

  • Жидкость на Титане
  • Грозы на Титане
  • Снег на Титане

Источник: allll.net

Интересные факты о спутнике Сатурна Титане

Титан – уникальное место, не имеющее аналогов в Солнечной системе.


  • Титан – крупнейший спутник Сатурна и второй по размеру спутник в Солнечной системе вообще после Ганимеда – спутника Юпитера. Он больше Луны и даже Меркурия, который является самостоятельной планетой.
  • Титан тяжелее Луны на 80%, и вообще его масса составляет 95% от массы всех спутников Сатурна.
  • Титан имеет очень плотную атмосферу, чем не может похвастать ни один другой спутник, и даже не каждая планета. Например, у Меркурия её практически нет, а у Марса гораздо разреженнее. Даже земная атмосфера по плотности ей сильно уступает – давление у поверхности там в 1.5 раза больше земного, а толщина атмосферы в 10 раз больше.
  • Атмосфера Титана состоит из метана и азота и совершенно непрозрачна из-за облаков в верхних слоях. Поверхность через неё увидеть нельзя.
  • На поверхности Титана текут реки и есть озера и даже моря. Но состоят они не из воды, а из жидкого метана и этана. То есть этот спутник Сатурна сплошь покрыт углеводородами.
  • В 2005 году на Титан совершил посадку зонд «Гюйгенс», который был доставлен туда аппаратом «Кассини». Зонд не только сделал первые фотографии поверхности во время спуска, но и передал запись шума ветра.
  • У Титана нет своего магнитного поля.

  • Небо Титана имеет желто-оранжевый цвет.
  • На Титане постоянно дуют ветры и часто случаются ураганы, особенно бурное движение происходит в верхних слоях атмосферы.
  • Дожди на Титане из метана.
  • Температура на поверхности – около -180 градусов по Цельсию.
  • Под поверхностью Титана есть океан из воды с примесями аммиака. Поверхность преимущественно состоит из водяного льда.
  • На Титане есть криовулканы, которые извергаются водой и жидкими углеводородами.
  • Титан – перспективное место для поиска внеземной жизни, хотя бы в виде бактерий.
  • Титан геологически активен.

Такой вот спутник Сатурна – бурлящий, кипящий и извергающийся, где вместо воды в основном углеводороды, хотя и воды тоже вполне достаточно. Так что не случайно ученые предполагают, что там может зародиться и некая примитивная жизнь – все компоненты для этого там есть, да и условия имеются вполне комфортные, пусть и не на самой поверхности.

Титан хоть и не планета, но это самое похожее на Землю место в Солнечной системе. Атмосфера, реки, вулканы, вода – все это там есть, хотя и в несколько ином качестве.

Открытие Титана

Спутник Сатурна Титан был открыт 25 марта 1655 года Христианом Гюйгенсом, голландским астрономом, математиком и физиком. Он имел самодельный 57-мм телескоп с увеличением около 50 крат. Вооружившись им, Гюйгенс наблюдал планеты, и у Сатурна обнаружил некое тело, которое за 16 дней делало полный оборот вокруг планеты.


До июня Гюйгенс наблюдал за этим странным объектом, пока кольца Сатурна не оказались в наименьшем раскрытии и не стали мешать наблюдениям. Тогда ученый убедился, что это спутник Сатурна, и подсчитал период его обращения – 16 дней и 4 часа. Назвал он его просто – Saturni Luna, то есть «Луна Сатурна». После открытия Галилеем спутников Юпитера это было второе открытие спутника у другой планеты с помощью телескопа.

Современное название спутник получил, когда Джон Гершель в 1847 году предложил все спутники Сатурна назвать именами сеттер и братьев бога Сатурна, а их к тому времени было известно семь.

В 1907 году Комас Сола, испанский астроном, наблюдал явление, когда центральная часть его диска становится ярче, чем края. Это послужило доказательством наличия на Титане атмосферы. В 1944 году Джерард Койпер с помощью спектрометра установил, что его атмосфера содержит метан.

Размеры и орбита Титана

Диаметр Титана – 5152 км, то есть 0.4 земных. По размеру это второй спутник после Ганимеда во всей Солнечной системе. До полета «Вояджера-1» диаметр его считался 5550 км, то есть больше Ганимеда, и Титан считался рекордсменом. Однако оказалось, что ошибка возникала из-за очень толстой и непрозрачной атмосферы, и реальный размер самого спутника оказался несколько меньше.

Титан больше Луны на 50% и тяжелее её на 80%. Сила тяжести на нем – 1/7 земной. Состоит он примерно поровну из льда и скальной породы. Примерно такое же строение имеют Европа, Каллисто, Ганимед.


Титан – достаточно крупный объект, поэтому имеет горячее ядро и проявляет геологическую активность. Однако происхождение этого спутника пока непонятно. Остается открытым вопрос, был ли он захвачен Сатурном извне или сразу образовался на орбите из газопылевого облака. Так как он сильно отличается от прочих спутников Сатурна, оставляя им на всех всего 5% массы, то теория захвата вполне может быть верной.

Радиус орбиты Титана – 1 221 870 километров. Он находится далеко за границей самого внешнего кольца. Благодаря такому удалению от планеты этот спутник отлично виден даже в небольшой телескоп. Полный оборот он совершает за 15 дней 22 часа и 41 минуту – Гюйгенс немного ошибся в своих расчетах, хотя и подсчитал довольно точно при его простейших средствах наблюдений.

Атмосфера Титана

Чем замечателен Титан, так это своей шикарной атмосферой, которой позавидовали бы многие планеты земного типа, кроме разве что Венеры. Толщина её 400 км, что десятикратно превышает земную, а давление у поверхности —  1.5 земных атмосферы. Марс бы точно обзавидовался!

В верхних слоях дуют мощные ветры, случаются сильные ураганы, однако возле самой поверхности ощущается всего лишь слабый ветерок. Чем выше, тем ветра сильнее, они совпадают с направлением вращения спутника. Выше 120 км очень сильная турбулентность. Но на высоте 80 км царит полный штиль – здесь некая зона затишья, куда не проникает ветер из нижних областей, и бури, расположенные выше. Возможно, на этой высоте разнонаправленные потоки воздуха компенсируют и гасят друг друга, хотя точно природа этого явления пока не выяснена.


На Титане идет дождь или снег из метана или этана из метановых и этановых облаков.

Однако состав воздуха там совсем не радует – 95% азота, а остальное в основном метан. Кстати, лишь на Земле и на Титане атмосфера состоит преимущественно из азота! В верхних слоях в метане под действием Солнца происходят процесс фотолиза и образуется смог из углеводородов, который мы видим в виде плотной облачной завесы. Это не позволяет видеть поверхность Титана.

Происхождение столь обширной атмосферы пока неясно, однако наиболее правдоподобной версией представляется активная бомбардировка Титана кометами на заре образования, 4 миллиарда лет назад. При столкновении кометы с поверхностью, богатой аммиаком, под действием огромного давления и температуры выделяется большое количество азота. Ученые подсчитали утечку атмосферы и пришли к выводу, что первоначальная атмосфера была в 30 раз тяжелее нынешней! А ведь она и сейчас очень даже не хилая.

Верхние слои атмосферы подвергаются действию солнечного света, ультрафиолета и радиации. Поэтому там постоянно происходят процессы расщепления молекул метана на различные углеводородные радикалы и ионы. Также происходит ионизация азота. В результате эти химически активные элементы постоянно образуют новые органические соединения азота и углерода, в том числе и очень сложные. Прямо какая-то биофабрика! Именно благодаря этим органическим соединениям атмосфера Титана выглядит желтой.


По расчетам, весь метан в атмосфере таким образом был бы теоретически израсходован за 50 миллионов лет. Однако спутник существует миллиарды лет и метана в его атмосфере меньше не становится. Это значит, что его запасы все время пополняются, возможно благодаря вулканической деятельности. Есть также теории, что метан могут выделять особые бактерии.

Поверхность Титана

Поверхность Титана нельзя увидеть, даже находясь вблизи спутника, не говоря о земных телескопах. Во всем виновата плотная облачность в верхних слоях атмосферы. Однако космические аппараты провели некоторые исследования в различных диапазонах и позволили многое узнать о том, что скрывается под облаками.

Мало того, в 2005 году зонд «Гюйгенс» отделился от станции «Кассини» и опустился прямо на поверхность Титана, передав первые настоящие панорамные фотографии. Спуск через толстую атмосферу занял более двух часов. Да и сам «Кассини» за годы, проведенные на орбите Сатурна сделал много фотографий как облачного покрова Титана, так и его поверхности в разных диапазонах.

Поверхность Титана в основном ровная, без сильных перепадов. Однако кое-где встречаются и настоящие горные хребты высотой до 1 километра. Обнаружена и гора высотой 3337 метров. Также на поверхности Титана есть множество озер из этана, и даже целые моря – например, море Кракена по площади сравнимо с Каспийским морем. Имеется множество этановых рек или их русла. В месте приземления зонда «Гюйгенс» видно много камней округлой формы – это следствие воздействия на них жидкости, в земных реках камни также постепенно обтачиваются.

Кратеров на поверхности Титана найдено немного, всего 7. Дело в том, что этот спутник обладает мощной атмосферой, которая спасает от небольших метеоритов. А если падают большие, то кратер довольно быстро засыпается разными осадками, обрушивается, размывается… В общем, погода делает свое дело, и довольно быстро от огромного кратера остается лишь аккуратная впадина. Да и большая часть поверхности Татана пока представляется белым пятном, изучена лишь небольшая её часть.

По экватору Титан опоясан любопытным образованием, которое ученые поначалу принимали за метановое море. Однако оказалось, что это дюны из углеводородной пыли, которая выпала в виде осадков или была принесена ветром с других широт. Эти дюны располагаются параллельно и вытянуты на сотни километров.

Строение Титана

Все сведения о внутреннем строении Титана основаны на расчетах и наблюдениях за различными процессами на нем. Внутри него находится твердое силикатное ядро диаметром 3400 км – состоит оно из обычных скальных пород. Выше него расположен слой очень плотного водяного льда. Затем идет слой жидкой воды с примесью аммиака и еще один ледяной – собственно поверхность спутника. Верхний слой, кроме льда, содержит и скальные породы и все, что выпадает в виде осадков.

Сатурн своим мощным притяжением оказывает сильное воздействие на Титан. Приливные силы «корежат» его и вызывают разогрев ядра и движение разных слоев. Поэтому на Титане наблюдается и вулканическая деятельность – там обнаружены криовулканы, которые извергаются не лавой, а водой и жидкими углеводородами.

Подповерхностный океан

Самое любопытное на Титане – возможное наличие подповерхностного океана – того самого водного слоя, который находится между поверхностью и ядром. Если он на самом деле есть, то сплошь охватывает весь спутник. Согласно расчетам, вода в нем содержит около 10% аммиака, который служит антифризом и снижает температуру замерзания воды, поэтому она там должна находиться в жидком виде. Также в воде может содержаться некоторое количество разных солей, как в земной морской воде.

Согласно данным, собранным «Кассини», такой подповерхностный океан должен существовать на самом деле, но расположен он на глубине около 100 км от поверхности. Также есть данные, что в воде содержатся большие количества солей натрия, калия и серы, и вода эта очень соленая. Поэтому вряд ли в ней возможна какая-либо жизнь. Однако этот вопрос продолжает волновать ученых и вызывает большой интерес. Благодаря этому Титан стал одним из приоритетных объектов для будущих исследований, как и Европа, спутник Юпитера, где также имеется подповерхностный океан. Ученым очень хочется проникнуть вглубь и посмотреть, что там в этих океанах есть, особенно поискать какие-нибудь формы жизни.

Жизнь на Титане

Хотя подповерхностный океан, скорее всего, слишком соленое и жестокое место для зарождения жизни, однако ученые не исключают, что на этом спутнике она все-таки может быть. Титан чрезвычайно богат углеводородами, причем там постоянно происходят разные химические процессы с их участием, постоянно образуются новые молекулы довольно сложных органических веществ. Поэтому зарождение простейшей жизни нельзя исключать.

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

Вообще условия на Титане похожи на условия, которые были на Земле на этапе её зарождения, кроме чрезвычайно низких температур. Поэтому там вполне может произойти то, что произошло когда-то на Земле.

Замечено одно любопытное явление. Была гипотеза, что простейшие формы жизни на Титане вполне могли бы питаться молекулами ацетилена, а дышать водородом, выделяя метан. Так вот – согласно исследованиям «Кассини» у поверхности Титана практически нет ацетилена, а водород тоже куда-то исчезает. Это факт, но объяснения ему пока нет, и это вполне может быть результат наличия неких микроорганизмов. Так же факт, что атмосфера Титана постоянно подпитывается метаном, хотя солнечным ветром его немало сдувается в космос. Криовулканы – один из его источников, озера и моря – другой, а может, микроорганизмы тоже принимают участие в этом? На Земле ведь именно они преобразовали атмосферу и насытили её кислородом. Так что все это весьма любопытно и ждет дальнейших исследований.

И еще – когда Солнце станет красным гигантом, а это произойдет через 6 миллиардов лет, Земля погибнет. А вот на Титане станет теплее, и вот тогда этот спутник примет эстафету Земли. Пройдут миллионы лет, и там смогут развиться не только простейшие, но и сложные формы жизни.

Наблюдение спутника Сатурна Титана

Наблюдение Титана сложностей не вызывает. Это самый яркий из спутников Сатурна, однако невооруженным глазом его не увидеть. Но его вполне можно заметить в бинокль 7х50, хотя это и не так просто – яркость его около 9m.

В телескоп, даже 60-мм, Титан обнаружить очень просто. В более мощные инструменты он виден совершенно отчетливо на большом расстоянии от Сатурна. Например, в рефрактор Sky-Watcher 909 хорошо виден не только Титан, но некоторые другие, более мелкие спутники Сатурна, окружающие его, словно рой. Конечно, диск его в небольшой инструмент увидеть не удастся. Для этого нужны апертуры более 200 мм. Если имеется телескоп с апертурой 250-300 мм, то можно наблюдать и прохождение тени Титана по диску планеты.

Источник: astro-world.ru

Кто выпил море?

Кроме Земли и Титана, в нашей системе никаких тел с поверхностными морями нет. И на первый взгляд те, что на Титане, много меньше земных. Даже Море Кракена чуть меньше Франции, хотя и больше Каспия. Однако спутник Сатурна по площади в шесть раз меньше Земли. Поэтому для него и это немало. Кстати, в этих морях в 300 раз больше углеводородов, чем во всех доказанных месторождениях нашей планеты!

Углеводороды Титана таят загадку. По расчётам планетологов, их должно быть намного больше. Дело в том, что в 2005 году на Титане уже побывал посадочный аппарат «Гюйгенс». По его данным, метана в атмосфере луны Сатурна содержится до нескольких процентов. Взаимодействуя с ультрафиолетом, он должен образовывать этан. А тот, в свою очередь, из-за низкой температуры обязан превращаться в жидкость и выпадать в виде осадков. Причём испаряться обратно в атмосферу жидкий этан из-за холода может не больше чем на сантиметр в год, а вот выпадать в виде дождя — способен куда больше. Все расчёты показывают, что Титан должен быть покрыт «глобальным» этановым океаном в сотни метров глубиной. Однако в действительности моря и озёра есть только в северном полушарии, и даже там их меньше, чем суши.

Объяснить всё это очень сложно. Согласно одной довольно смелой гипотезе, сплошной океан на Титане отсутствует потому, что углеводороды пропитали собой верхние слои поверхности спутника. Они образовали что-то вроде подземных водоносных слоёв нашей планеты, и на поверхности остаётся лишь то, что уже «не помещается» ниже. Тогда углеводородов на этом небесном теле не в 300 раз больше земного, а куда как более.

Эта гипотеза отлично объяснила и целый ряд других проблем. Например, на спутнике очень мало следов кратеров. Да, местная, в основном азотная (как на Земле), атмосфера вчетверо плотнее нашей, и её сравнительно плотные слои простираются до немыслимой высоты в тысячу километров. Большинство метеоритов должны сгорать в ней, не добравшись до поверхности спутника. Но и это не объясняет полного отсутствия кратеров — по-настоящему крупный астероид и такая атмосфера не остановит. Другое дело, если Титан покрыт болотами, которые лишь сверху кажутся твёрдыми. Кратер в таком болоте быстро затянется, оставив за собой разве что небольшое поверхностное озерцо.

Лучший критерий истины — практика. В 2005 году «Гюйгенс», после двух с половиной часов снижения через огромную по высоте атмосферу, всё же достиг поверхности — и погрузился в неё опорами на 15 сантиметров. При этом газоанализаторы на борту аппарата зарегистрировали всплеск концентрации метана. Видимо, он выделился из грунта. Как мы отмечали выше, гравитация на Титане всемеро слабее нашей, и такое погружение опор значит, что поверхность на нём трудно назвать твёрдой. Скорее, она похожа на снег. Если что-то сядет на болотистую поверхность на Земле, то опоры у него тоже провалятся, да и выделения метана вполне возможны.

Похоже, углеводородные моря Титана «выпили» местные же углеводородные болота и этаноносные слои. Хорошо, но что же лежит под ними?

Замаскирован в нафталине

Самой большой проблемой и загадкой спутника является его внутренний состав. В таких телах должно быть много водного льда. Он складывает поверхность Европы, Ганимеда и многих других крупных спутников в Солнечной системе. Будь Земля на таком же удалении от Солнца, как и они, — основную часть её оболочки тоже покрывал бы толстый слой водного льда. На спутниках гигантских планет не так солнечно, отчего воды там больше земной «нормы», а твёрдых пород меньше. Из них состоит главным образом скалистое ядро. Если есть много водного льда, то трудно избежать и появления водного океана. На какой-то глубине становится достаточно тепла от радиоактивного распада тяжёлых элементов в ядре и образуется солёный и потенциально богатый органикой океан — как на Энцеладе, например.

Титан в десять раз больше Энцелада в диаметре, и океаны там могли бы быть куда крупнее. Однако найти на Титане водный лёд и однозначно его идентифицировать оказалось не так просто. На поверхности много углеводородов — они образуют не только моря, но и дюны, состоящие из нафталина. Такие «нафталиновые горки» покрывают значительную часть спутника и в высоту достигают сотни метров. Ширина их доходит до километра, а длина — до многих километров. В районе, где садился «Гюйгенс», поверхность слабо напоминала нормальный блестящий водный лёд. Она оказалась куда темнее ожидаемого: видимо, к водному льду примешивается какой-то тип льда углеводородного.

Недавняя работа показала, что гранулы нафталина на Титане сцеплены друг с другом гораздо сильнее, чем это возможно на Земле. При периодическом перетряхивании, которое обеспечивает ветер, они электризуются и слипаются в комья, что придаёт дюнам значительную устойчивость. Так что ледяная поверхность надёжно замаскирована под дюнами и болотами, насыщенными этаном/пропаном. Отдельные участки эродированного водного льда вроде бы есть, но их исследовали пока лишь дистанционно.

Танк завяз в болоте

Как исследовать заболоченно-нафталиновый мир, пока не очень понятно. Никакого «титанохода» туда никто не отправлял и в ближайшее время не отправит. Титан в 1,3 миллиарда километров от Земли, а у NASA пока не хватает денег и на полёт к Луне в 400 000 километров. А другие космические агентства туда вообще приличный планетоход отправить не могут.

К тому же создать «луноход» для такой сложной поверхности очень непросто. Если она болотиста, то колёса не подойдут, а гусеницы могут забиться кашеобразным по консистенции грунтом. Идеальный вариант — дрон на воздушном шаре и небольшой спускаемый аппарат, возможно, плавающий. Он мог бы передвигаться по мелким углеводородным морям, не рискуя завязнуть.

Однако интереснее всего было бы провести бурение на поверхности и узнать её детальный состав. Увы, как мы уже писали, даже на твёрдой поверхности бурить у планетоходов получается плохо. Специализированный неподвижный аппарат типа «Луны-24» может углубиться и на два метра. Но подвижный планетоход с таким буром, скорее всего, будет тяжёлым и сложным, что поднимет стоимость всей миссии.

Ещё лучше было бы высадить туда людей. Благо при плотной атмосфере они будут получать намного меньше ионизирующего облучения, чем житель Москвы, а взлёт и посадка с тела, где гравитация меньше лунной, не потребуют много топлива. К сожалению, лететь туда и обратно минимум 2,6 миллиарда километров — в десятки раз дальше, чем до Марса. Такое можно реализовать только на очень больших кораблях, где можно поставить радиационную защиту (такие планирует сделать Илон Маск). Или на космическом буксире с ядерной установкой (её хочет создать «Роскосмос»), где скорость в пути так велика, что защита вообще не требуется. Пока оба проекта предельно далеки от реализации, и полёт на Титан небезопасен для космонавтов.

Подболотные океаны

Но всё же кое-что можно узнать, несмотря на заболоченную поверхность и дальнюю дорогу. Так, в атмосфере Титана есть метан, причём главным образом у поверхности — на высоте его разлагает ультрафиолет. Но если метан разлагается солнечными лучами, то за миллиарды лет он уже давно должен закончиться. А значит — его подпитывает какой-то источник, вероятно подповерхностный.

На Титане есть горы, высотой до 3,3 километра. Есть и криовулкан Патера Сотра, с впечатляющим кратером и потоками застывшего твёрдого вещества, напоминающего внешне лаву земной Этны. Всё это свидетельствует, что на спутнике Сатурна есть хотя и слабый, но криовулканизм — извержения, в которых роль лавы играет жидкая вода. А с водой наверх может выносить и метан.

Если такие извержения происходят, значит, под поверхностью Титана немало жидкой воды. По расчётам, под верхними 30 километрами водяного льда глубина глобального подлёдного океана может достигать 200 километров. В атмосфере Титана так много азота, что учёные подозревают его подпитку из богатого аммиаком океана. Смешиваясь с водой, аммиак может работать как антифриз, позволяя ей оставаться жидкой при многих десятках градусов ниже нуля.

Хотя обычно для земной жизни аммиак в больших дозах ядовит, это вовсе не означает, что местный океан действительно будет необитаем. Как мы уже отметили выше, в атмосферу откуда-то снизу постоянно приходит метан. Однако никакой метан не смог бы подняться через океан в 200 или хотя бы 60 километров глубиной, потому что в этом случае на его дне слишком высокое давление. Метан там сразу превращался бы в газовые гидраты типа тех, что есть на дне земных океанов. Такие соединения сравнительно стабильны. Метан из них не может быть источником атмосферного. Довольно вероятный кандидат на роль подобного источника — жизнь.

Атмосфера — из отходов жизнедеятельности?

На Земле существуют одноклеточные археи-метаногены (не путаем с бактериями), которые живут за счёт водорода и углерода. Водород почти неизбежен везде, где есть силикаты (скалистое ядро Титана) и вода (подлёдный океан). При их взаимодействии происходит серпентинизация и выделяется водород. Отходы жизнедеятельности метаногенов, как нетрудно догадаться, — метан. Газ этот и при криоизвержениях, и просто через трещины мог бы довольно быстро подниматься вверх.

Кроме того, даже на нашей планете есть две группы бактерий, способные при взаимодействии питаться аммиаком из подлёдного океана Титана, делая азот. Первые из них — окисляющие аммиак аэробно. При этом две молекулы аммиака плюс три кислорода дают две молекулы диоксида азота, водород и воду.

Вторая группа — анаэробные бактерии вроде Anammoxoglobus. О последних часто не знают даже биологи-профессионалы, не интересующиеся азотным циклом. Они потребляют обычно ядовитый аммиак и диоксид азота из предыдущей реакции. После головокружительных промежуточных реакций, где образуется даже сверхтоксичный гидразин (ракетное топливо), в качестве отходов эти экзотические бактерии выдают чистый азот и воду.

Выше уже отмечалось: азота в атмосфере Титана безумно много, да и метана, хотя он постоянно расщепляется ультрафиолетом, не так мало. Логичных объяснений этому, исходя из известных фактов, практически нет. Гравитация Титана слабее лунной. Луна возникла из того же материала, что и Земля. Однако заметной азотной атмосферы у неё давно нет — из-за слабой гравитации она улетела в космос почти сразу. В Солнечной системе вообще нет других спутников со сколько-нибудь заметной атмосферой. Титан в гордом одиночестве, и вряд ли это просто так. Что-то должно быть источником его азота и метана, и едва ли не единственный непротиворечивый претендент на эту роль — именно жизнь.

Если в 200-километровом океане и есть что-то живое, то значительная его часть должна быть близка к верхней границе водоёма: там не такое беспощадное давление. То есть метан «делают» в верхних 30 километрах. Там давление ещё умеренное, поэтому он не образует гидратов, а через трещины поступает наверх, пополняя атмосферу. Азот от бактерий, потребляющих аммиак, может подниматься тем же путём.

Понятно и то, почему азота в газовой оболочке спутника больше метана. Аммиак изначально должен быть присущ недрам Титана. Он вообще типичен для базовых соединений, из которых возникали тела Солнечной системы. Вот углерода там должно быть намного меньше, а без него метаногенам будет сложнее. На одну молекулу отходов их жизнедеятельности (то есть метана) нужен один атом углерода.

Аммиакоядным бактериям дефицитный углерод нужен куда меньше. Поэтому они должны давать основную часть гипотетической биомассы крупнейшего спутника Сатурна. Расчёты показывают, что даже при биопродуктивности в три раза меньше, чем у земных океанов, они могли бы выдать достаточно азота, чтобы обеспечить наблюдаемую в местной атмосфере концентрацию этого газа.

Источник: life.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.