Титан - найбільший супутник Сатурна і другий, після Ганімеда, у Сонячній системі. Втім, якщо вимірювати Титан разом з його атмосферою, то він виявляється більшим за Ганімед. За всіма своїми параметрами Титан найбільш близький до нормальних планет: розміром він перевершує Меркурій, його щільна атмосфера товстіша, ніж у Землі, а поверхня - в географічному сенсі - майже така ж жива, як у нашої планети.

Наземні спостереження ще на початок космічної ери показали, що Титан має щільну атмосферу; по суті, це єдина планета-супутник із повноцінною атмосферою. Пролітаючи 1981 р. через систему Сатурна, «Вояджер-2» виявив, що основний компонент атмосфери Титану - азот (N 2); у ній присутні також метан (CH 4) та інші вуглеводні. Дані космічного телескопа «Хаббл» та наземних телескопів дозволили у 1995 р. запідозрити існування на поверхні Титану значних площ, покритих рідким метаном. Але підтвердилося існування цих вуглеводневих озер лише після того, як до інтенсивних досліджень розпочав перший штучний супутник Сатурна – «Кассіні», з борту якого 14 січня 2005 р. на поверхню Титану опустився зонд «Гюйгенс». Експедиція "Кассіні - Гюйгенс", організована NASA, ESA (Європейським космічним агентством) та ASI (Італійським космічним агентством), почалася 15 жовтня 1997 р., але лише в середині 2004 р. апарат прибув до системи Сатурна і приступив до роботи. 16 кольорової вкладки).

Титан майже вдвічі масивніший за Місяць і наполовину більше за нього. Тому на його поверхні сила тяжіння майже місячна: вона в 7 разів менша за земну (на Місяці - в 6 разів). Друга космічна швидкість на поверхні Титану - 2,6 км/с, на Місяці - 2,4 км/с, проте злітати з Титану буде набагато складніше, ніж із Місяця: завадить щільна атмосфера. Склад атмосфери Титану відомий тепер детально: у поверхні 95% азоту та близько 5% метану, а в стратосфері 98,4% азоту та 1,4% метану. Тиск біля поверхні в 1,45 рази вище за нормальний атмосферний тиск на Землі. Але якщо згадати, що сила тяжіння там у 7 разів менша, ніж у нас, то ясно, що маса газового стовпа над одиницею поверхні Титану в 10 разів більша, ніж на Землі. Оскільки розмір Титану в 2,5 рази менший за земний, площа його поверхні менша за земну приблизно в 6 разів, а значить, повна маса атмосфери Титану в 1,5 разу більша за масу земної атмосфери! Ймовірно, тому на поверхні Титану дуже мало метеоритних кратерів: дрібні метеорити гальмуються та руйнуються в атмосфері, а сліди падіння великих швидко знищуються дощами та вітром.

Потужна та надзвичайно протяжна атмосфера Титану полегшила посадку на нього космічного апарату. Відділившись від "Кассіні", зонд "Гюйгенс" три тижні рухався у бік Титана в дрімаючому стані, а потім став готуватися до спуску. Посадка «Гюйгенса» на Титан – унікальна операція; ось її основні етапи (годинник:хвилини за середньоєвропейським часом):

06:51 - вмикається електроживлення приладів.

11:13 – початок входу в атмосферу на висоті 1270 км зі швидкістю 6 км/с. Гальмування здійснюється лобовим теплозахисним екраном.

11:17 – висота 180 км, швидкість 400 м/с, розкритий витяжний парашут діаметром 3 м. Через 2,5 секунди він витягує основний парашут діаметром 8,3 м.

11:18 – висота 160 км. Скинуто лобовий екран. Почали досліджувати атмосферу газовий хроматограф та мас-спектрометр. Проводиться збір та випаровування аерозолів. Камера передає панораму хмар.

11:32 – висота 125 км. Скинуто основний парашут і розкрито гальмівним діаметром 3 м, щоб прискорити падіння та встигнути приземлитися до повної розрядки батарей (заряд 1,8 кВт год). Відстань до "Кассіні" 60 тис. км.

11:49 – висота 60 км. Включено радар-альтиметр; Раніше роботою керував таймер. Камера починає знімати панораму поверхні. Вимірюється швидкість вітру (за доплер-ефектом передавача), температура та тиск повітря, електричне поле (перевіряється наявність блискавок). На висоті кількох сотень метрів від поверхні включено білу лампу для спектрального аналізу поверхні. Сонар та радар вимірюють нерівності ґрунту. Спуск "Гюйгенса" в атмосфері Титану зайняв близько 2,5 години.

13:34 - торкання ґрунту зі швидкістю 4,5 м/с. Працюють камера, мікрофон, акселерометри та сонар для вимірювання глибини рідини, якби посадка відбулася у морі. Але ґрунт під апаратом опинився на міцних, за механічними властивостями схожими на мокрий пісок або глину. Апарат при ударі заглибився у ґрунт приблизно на 15 см. Протягом 2 годин він передав дані із поверхні зі швидкістю 8 кбіт/с.

15:44 – «Кассіні» йде за горизонт Кінець передачі даних. "Кассіні" розгортається антеною до Землі і починає трансляцію записаних з "Гюйгенса" даних.

Зонд опустився трохи на південь від екватора, на краю крижаних пагорбів у середині величезного піщаного моря. На фото навколишнього ландшафту вдалині видно пару довгих дюн, але місце посадки більше схоже на русло потоку, завалене бруківками поверх піску. Температура поверхні Титану дуже низька: -180°C. Ця температура близька до потрійної точки метану, подібно до того, як температура земної поверхні близька до потрійної точки води. При такій температурі співіснують газовий, рідкий та твердий стан речовини. Подібно до того, як у природі Землі відбувається кругообіг води, на Титані має відбуватися кругообіг метану. Фактично метан (в суміші з етаном та іншими вуглеводнями) там грає ту ж роль, що вода на Землі: він випаровується з озер, утворює хмари, випадає у вигляді опадів, прокладає русла по долинах і знову стікає до озер.

Вивчення знімків показує, що ландшафт Титану частково сформований зливами та швидким перебігом рідини по поверхні. Але, на відміну Землі, цей гідрологічний цикл на Титані доведено до екстремального стану. На Землі сонячного тепла достатньо для випаровування приблизно одного метра води на рік. Але атмосфера може утримати лише пару сантиметрів обложеної вологи до конденсації хмар і випадання дощу, тому для земної погоди характерні легкі дощі, що виливають кілька сантиметрів води з проміжком на тиждень або два. На Титані нестача сонячного тепла призводить до випаровування лише близько 1 см рідкого метану на рік, а його потужна атмосфера здатна утримати в газоподібному вигляді кількість метану, що відповідає приблизно 10 м осадженої рідини. Тому для Титану мають бути характерні рідкісні зливи, що народжують бурхливі потоки, а в проміжках між цими потопами – вікові періоди посухи. Цілком ймовірно, що на місці посадки «Гюйгенса» якийсь час тому теж була повінь. Фахівці з клімату вважають, що потужні погодні цикли Титану – це екстремальна версія того, що може статися на Землі внаслідок глобального потепління. У міру нагрівання земної тропосфери вона зможе утримувати все більше вологи, тому урагани та посухи у нас стануть інтенсивнішими.

Отже, Титан - це замерзлий варіант Землі, де метан замість води, вода замість каменю, а погодні цикли тривають століттями. Цілком ймовірно, що атмосфера Титана нагадує атмосферу юної Землі в період зародження на ній життя. Більше того: середня щільність Титану (1,88 г/см³) вказує, що він наполовину складається з каменю (ядро), наполовину з води (мантія та кора) та покритий вуглеводнями. Математичні моделі передбачають, що товщина крижаної кори становить близько 50 км, а нижче лежить океан рідкої води, можливо з аміаком. Глибина цього «нашатирного» океану має сягати сотень кілометрів. Деякі вчені вважають, що там може бути життя.

Заплановано, що робота апарату «Кассіні» продовжиться до 2017 р. З липня 2004 р. по вересень 2010 р. він здійснив 72 прольоти поблизу Титану, передаючи зображення з зображеннями поверхні і знімки в ІЧ-діапазоні. Коли дослідників зацікавило джерело смогу в атмосфері Титану, Кассіні, пролітаючи крізь верхні шари його атмосфери, на висоті близько 1000 км, зібрав і проаналізував зразки цього туману. Вчені очікували, що туман складається з легких вуглеводнів, таких як етан з молекулярною масою 30. Але «Кассіні» виявив несподівану велику кількість важких органічних молекул, включаючи бензол, антрацен і макромолекули з масою 2000 і більше. Ці речовини формуються з атмосферного метану під впливом сонячного світла. Ймовірно, вони поступово конденсуються у більші частки і опускаються на поверхню, але деталі цього процесу не зрозумілі.

Як бачимо, чудова маленька планета Титан стає дедалі цікавішою. Важливих труднощів щодо Титану не передбачається. Для експедицій до нього вже розробляються «титаноходи», а також зонди, що плавають і літають. Захоплююче заняття для космічних інженерів!

Для тієї категорії вчених-ентузіастів, яким цікаве існування придатних для освоєння позаземних світів, відома фраза: «Чи є життя на Марсі, чи немає на Марсі життя», перестала сьогодні бути актуальною. Виявилося, що в межах Сонячної системи існують світи, які в цьому аспекті набагато цікавіші, ніж Червона Планета. Яскравий приклад – найбільший супутник Сатурна Титан. З'ясувалося, що це небесне тіло дуже схоже на нашу планету. Інформація, яку сьогодні мають вчені, припускає існування наукової версії, що життя на Титані супутника Сатурна — цілком реальний факт.

Чим же для землян такий цікавий Титан?

Після того, як людина десятки років безуспішно намагалася знайти в межах нашої Сонячної системи світ, який хоча б здалеку нагадував нашу Землю, інформація про Титан вселила у наукову спільноту надію. Впритул цим небесним тілом вчені почали 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 та відеокамера космічного апарату передавала на Землю фото поверхні цього об'єкта та інші відео про цей далекий світ. Навіть за такий обмежений час, відведений для інструментальних досліджень далекого супутника, вчені зуміли отримати вичерпний обсяг інформації.

Посадка на поверхню Титану здійснювалася в рамках міжнародної програми Кассіні-Гюйгенс, спрямованої на вивчення Сатурна та його супутників. Запущена в далекому 1997 році, автоматична міжпланетна станція «Кассіні» виступає спільною розробкою ЄКА та НАСА для детального вивчення Сатурна та довкілля цієї планети. Через 7 років польоту просторами Сонячної системи станція доставила на Титан космічний зонд «Гюйгенс». Цей унікальний апарат є плодом спільної роботи фахівців НАСА та італійської космічної агенції, команда якої покладала на цей політ великі надії.

Результати, які вчені отримали з працюючої станції «Кассіні» та з борту зонда «Гюйгенс», виявилися безцінними. Незважаючи на те, що далекий супутник з'явився перед поглядом землян величезним безмовним царством льоду, подальше детальне вивчення поверхні об'єкта змінило уявлення про Титан. На знімках, отриманих за допомогою зонда «Гюйгенс», вдалося розібрати в найдрібніших деталях поверхню супутника Сатурна, яка здебільшого складалася з твердого водяного льоду та осадових нашарувань органічної природи. Виявилося, що щільна і непроникна атмосфера далекого супутника має практично такий самий склад, як і земна повітряно-газова оболонка.

Надалі Титан підкинув вченим ще один серйозний бонус. Вперше в історії освоєння та вивчення позаземного простору за межами Землі було знайдено рідку матерію однієї й тієї ж природи, що була на планеті Земля у ранні роки її існування. Рельєф небесного тіла доповнюють величезний океан, численні озера та моря. Все це дає привід вважати, що ми маємо справу з небесним тілом, яке могло б бути ще однією оазою життя в нашій Сонячній системі. Дослідження складу атмосфери та рідкого середовища супутника Сатурна виявили присутність необхідних для життя організмів корисних речовин. Допускається, що при дотриманні певних умов у процесі вивчення цього небесного тіла можуть бути виявлені живі організми на Титані.

У зв'язку з цим стає актуальним подальше вивчення найбільшого супутника Сатурна. Висока ймовірність того, що поряд із Марсом саме Титан може стати другим космічним будинком для людської цивілізації.

Академічне уявлення про Титан

Розміри Титану дозволяють йому тягатися із планетами Сонячної системи. Це небесне тіло має діаметр 5152 км, що більше за діаметр Меркурія (4879 км) і трохи менше Марса (6779 км). Маса Титану становить 1,3452 1023 кг, що в 45 разів менше маси нашої планети. За своєю масою супутник Сатурна є другим у Сонячній системі, поступаючись супутнику Юпітера - Ганімеду.

Незважаючи на свої вражаючі розміри та масу, Титан має невисоку густину, всього 1,8798 г/см³. Для порівняння, густина материнської планети Сатурн складає всього 687 к/м3. Вчені виявили у супутника слабке гравітаційне поле. Сила тяжіння на поверхні Титану слабша за земні параметри 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 Титану у космосі. Найбільший супутник Сатурна обертається навколо своєї материнської планети еліптичною орбітою зі швидкістю 5,5 км/с, перебуваючи поза межами кілець Сатурна. Середня відстань від Титану до 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 своєї осі з періодом звернення Титану навколо материнської планети. Повний оберт навколо Сатурна його найбільший супутник здійснює за 15 земних діб. Зважаючи на те, що Сатурн та його супутники мають досить високий кут нахилу осі обертання до осі екліптики, на поверхні Титану присутні пори року. Кожні 7,5 земних років на супутнику Сатурна літо змінюється холодним зимовим періодом. За астрономічними спостереженнями сьогодні на боці Титану, яка звернена до Сатурна, стоїть осінь. Незабаром супутник сховається від сонячних променів за матір'ю-планетою і титанівську осінь змінить довга та 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 та екваторіальних температур становить лише 3 градуси. Пояснюється це наявністю щільної атмосфери, яка запобігає впливу сонячних променів на поверхню Титану. Незважаючи на високу щільність атмосфери, через низькі температури на Титані відсутні рідкі опади. У зимовий період поверхня супутника покриває сніг із етану, частинок водяної пари та аміаку. Це лише мала дещиця того, що ми знаємо про Титан. Цікаві факти про найбільшого супутника Сатурна стосуються буквально будь-якої області, починаючи з астрономії, кліматології та гляціології, до мікробіології.

Титан у всій своїй красі

Основна частина відомостей про супутника Сатурна донедавна спиралася на візуальні спостереження, отримані з борту космічного зонда «Вояджер», що промчав у 1980 році повз нього на відстані 7000 км. Трохи відкрив завісу таємниці про цей космічний об'єкт телескоп «Хаббл». Отримати уявлення про поверхню супутника не дозволяла його щільна атмосфера, яка за щільністю та товщиною поступається тільки венеріанській та земній повітряно-газовій оболонці.

Зняти пелену туману, що панував над цим небесним тілом, допомогла місія автоматичної станції «Кассіні» у 2004 році. Протягом чотирьох років апарат перебував на орбіті Сатурна, здійснюючи послідовну фотозйомку його супутників та Титану у тому числі. Дослідження із зонда «Кассіні» велися за допомогою фотокамери з інфрачервоним фільтром та спеціального радара. Фотографії були зроблені з різних ракурсів на відстані 900-2000 км від поверхні супутника.

Кульмінацією у вивченні Титану стала посадка з його поверхню зонда «Гюйгенса», названого на честь відкривача супутника Сатурна. Апарат, увійшовши до щільних шарів атмосфери Титану, протягом 2,5 години спускався на парашуті. За цей час апаратура зонда здійснювала вивчення складу атмосфери супутника, фотографувала його поверхню з висоти 150, 70, 30, 15 та 10 кілометрів. Після тривалого спуску космічний зонд здійснив посадку на поверхні Титану, закопавшись на 0,2-0,5 метра в брудний лід. Після лунання «Гюйгенс» працював ще трохи більше години, передаючи на Землю через АМС «Кассіні» масу корисної інформації безпосередньо з супутника. Завдяки знімкам, зробленим з борту АМС «Кассіні» та зонду «Гюйгенс», командою дослідників було складено карту Титану. Крім цього, вчені тепер володіли докладною інформацією про його атмосферу, даними про клімат на поверхні та особливості рельєфу.

Атмосфера супутника

У ситуації з Титаном вченим уперше у процесі вивчення та дослідження небесних тіл Сонячної системи представилася можливість вивчити атмосферу детально. Як і передбачалося, супутник Сатурна має щільну і добре розвинену атмосферу, яка лише за багатьма параметрами нагадує газову оболонку Землі, а й перевищує її за масою.

Товщина атмосферного шару Титану становила 400 км. Кожен шар атмосфери має свій склад та концентрацію. Газовий склад є таким:

• 98,6% залишає азот N;
• 1,6% у атмосфері посідає метан;
• незначна кількість етану, сполук ацетилену, пропану, вуглекислий та чадний газ, гелій та ціан.

Концентрація метану в атмосфері супутника, починаючи з висоти 30 км, змінюється у бік зменшення. Принаймні наближення до поверхні супутника кількість метану знижується до 95%, тоді як концентрація етану збільшується до 4-4,5%.

Характерною особливістю повітряно-газового прошарку супутника Титану є його антипарниковий ефект. Наявність нижніх шарах атмосфери вуглеводневих органічних молекул нейтралізує парниковий ефект, створюваний величезної концентрацією метану. Внаслідок цього поверхня небесного тіла через присутність вуглеводнів рівномірно охолоджується. Ці ж процеси та гравітаційне поле Сатурна зумовлюють циркуляцію атмосфери Титану. 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, що опинилася під постійним впливом сонячного вітру та гравітаційних сил Сатурна. На сьогоднішній день атмосферний тиск на супутнику кільцевого гіганта становить 1,5 атм. Це незмінно впливає на погодні умови, які змінюються в залежності від концентрації газів в атмосфері Титану.

Основну роботу зі створення погоди на Титані виконують щільні хмари, які на відміну від земних повітряних мас складаються з органічних сполук. Саме ці атмосферні утворення є джерелом опадів на найбільшому супутнику Сатурна. Через низькі температури атмосфера у небесного тіла суха. Найбільша концентрація хмарності виявлена ​​у полярних областях. Через низькі температури вологість в атмосфері вкрай низька, тому опади на Титані - це кристали метанового льоду і паморозь, що складається з сполук азоту, етану і аміаку.

Поверхня Титану та його будова

Супутник Сатурна має в своєму розпорядженні не тільки цікаву атмосферу. Його поверхня дуже цікавий з погляду геології об'єкт. Під товстою ковдрою метану фотооб'єктиви та камери космічного зонда "Гюйгенс" виявили цілі материки, розділені численними озерами та морями. Як і Землі, на материках досить скелястих і гірських утворень, присутні глибокі ущелини і западини. Їх змінюють великі рівнини та долини. В екваторіальній частині небесного тіла частинками гідрокарбонатного та водяного льоду сформована велика область дюн. Передбачається, що в одну з таких дюн і прилунив космічний зонд «Гюйгенс».

Повна схожість із живою планетою додає присутність рідкої структури. На Титані виявлено річки, що мають витоки, звивисті русла та дельти – місця впадання потоків у морські басейни. За даними, взятими зі знімків, деякі річки Титана мають довжину русла понад 1000 км. Майже вся рідка маса Титану зосереджена в морських басейнах і озерах, які займають значну площу — до 30-40% усі площі поверхні цього небесного тіла.

Доказом присутності на поверхні супутника великих скупчень рідкого середовища стала величезна світла пляма, яка довго збивала з пантелику астрономів. Згодом було доведено, що яскрава область на Титані — це величезний басейн рідких вуглеводнів, який отримав назву Кракена. За площею це уявне водоймище більше, ніж найбільше озеро Землі – Каспійське море. Іншим не менш цікавим об'єктом є море Лігеї - найбільший природний резервуар для рідкого метану та етану.

Точну інформацію про склад рідкого середовища морів та озер Титану було видобуто завдяки роботі АМС «Кассіні». Використовуючи дані фотографій та комп'ютерного моделювання, у земних умовах було визначено склад рідини на Титані:

• етан становить 76-80%;
• пропану в морях та озерах Титану 6-7%;
• на метан припадає 5-10%.

Крім основних елементів, представлених у вигляді заморожених газів, в рідині присутні ціанід водню, бутан, бутен і ацетилен. Основне скупчення води на Титані має дещо відмінну від земної форми природу. На поверхні супутника виявлено величезні за обсягом відкладення перегрітого льоду, що складається з води та аміаку. Допускається, що під поверхнею можуть бути великі природні резервуари, наповнені рідкою водою з розчиненим у ній аміаком. У цьому аспекті цікава і внутрішня будова супутника.

Сьогодні висуваються різні версії про внутрішню будову Титану. Як і у випадку з усіма планетами земної групи, він має тверде ядро, не залізно-нікелеве, як на перших чотирьох 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 цей простір заповнений щільними спресованими шарами водяного льоду та гідрату метану. Ймовірно, між окремими шарами є рідкий прошарок. Однак, незважаючи на свою холодність та кам'яну природу, супутник перебуває в активній фазі і на ньому спостерігаються тектонічні процеси. Цьому сприяє приливна сила, яка викликана гігантською гравітацією Сатурна.

Можливе майбутнє Титану

Судячи з даних досліджень, проведених останнім десятиліттям, людство має справу з унікальним об'єктом Сонячної системи. Виявилося, що Титан є єдиним небесним тілом, окрім Землі, якому характерні всі три типи активності. На супутнику Сатурна спостерігаються сліди постійної геологічної активності, що є підтвердженням його живої тектонічної діяльності.

Неабиякою мірою цікава і природа поверхні Титану. Її структура, склад та рельєф говорять на користь того, що поверхня супутника Сатурна знаходиться у постійному русі. Тут, як і на Землі, під впливом вітрів та опадів спостерігається ерозія ґрунту, відбувається вивітрювання гірських порід та відкладення опадів.

Склад атмосфери супутника та циркуляційні процеси, що відбуваються в ній, сформували клімат на Титані. Усі перелічені ознаки свідчать про те, що у Титані за певних умов може існувати життя. Звичайно, це буде відмінна від земних організмів форма життя, проте саме її існування стане колосальним відкриттям для людства.

Якщо у вас виникли питання – залишайте їх у коментарях під статтею. Ми чи наші відвідувачі з радістю відповімо на них

Титан- Найбільший супутник Сатурна і другий за величиною Сонячної системи: фото, розмір, маса, атмосфера, назва, метанові озера, дослідження Кассіні.

Титани повелівали Землею і стали прабатьками олімпійських богів. Саме тому найбільшого супутника Сатурна назвали Титаном. Займає 2 місце за величиною в системі і перевищує за обсягом Меркурій.

Титан – єдиний супутник Сатурна, наділений щільним атмосферним шаром, що тривалий час заважало досліджувати поверхневі особливості. Зараз маємо докази наявності рідини на поверхні.

Виявлення та ім'я супутника Титан

1655 року Християн Гюйгенс помітив супутник. На це відкриття його надихнули знахідки Галілея біля Юпітера. Тому в 1650-х роках. він зайнявся розробкою телескопа. Спершу його називали просто Супутник Сатурна. Але потім Джованні Кассіні знайде ще чотири, тому його іменували за позицією - Сатурн IV.

Сучасне найменування дісталося від Джона Гершеля 1847 року. 1907 року Хосел Комас Сола відстежував потемніння Титана. Це ефект, коли центральна частина планети або зірки здається набагато яскравіше краю. Це стало першим сигналом виявлення атмосфери на супутнику. В 1944 Джерард Койпер застосував спектроскопічний прилад і знайшов метанову атмосферу.

Розмір, маса та орбіта супутника Титан

Радіус – 2576 км (0.404 земного), а маса супутника Титану – 1.345 х 10 23 кг (0.0255 від земної). Середня віддаленість становить 1221870 км. Але ексцентриситет в 0.0288 і нахил орбітальної площини в 0.378 градусів привели до того, що супутник наближається на 1186680 км і віддаляється на 1257060 км. Вище представлено фото, де порівнюються розмір Титану, Землі та Місяця.

Таким чином ви дізналися, супутником якої планети є Титан.

На орбітальний проліт Титан витрачає 15 днів та 22 години. Орбітальний та осьовий періоди синхронічні, тому перебуває в гравітаційному блоці (повернутий до планети однією стороною).

Склад та поверхня супутника Титан

Титан відрізняється більшою щільністю через гравітаційне стискування. Його показник 1.88 г/см 3 натякає на рівне співвідношення водяного льоду та кам'янистого матеріалу. Усередині ділиться на шари зі скелястим ядром, що охоплює 3400 км. Дослідження Кассіні у 2005 році натякнуло на можливу присутність підземного океану.

Вважають, що рідина Титану складається з води та аміаку, що дозволяє фіксувати рідкий стан навіть при температурній відмітці -97°С.

Поверхневий шар вважається відносно молодим (від 100 млн до 1 млрд років) і виглядає гладким з ударними кратерами. Висота змінюється на 150 м, але може досягати 1 км. Вважається, що це вплинули геологічні процеси. Наприклад, на південній стороні сформувався гірський хребет з протяжністю 150 км, шириною – 30 км і висотою – 1.5 км. Заповнений крижаним матеріалом та шаром метанового снігу.

Патера Сотра - гірський ланцюг, що витягується у висоту на 1000-1500 м. Деякі вершини наділені кратерами і здається, що в основі скупчилися заморожені лавові потоки. Якщо на Титані є активні вулкани, то вони спровоковані енергії, що надходить від радіоактивного розпаду.

Дехто вважає, що перед нами геологічно мертве місце, а поверхня створилася через кратерні удари, потоки рідини та вітрову ерозію. Тоді метан надходить не з вулканів, а виділяється із холодного місячного інтер'єру.

Серед кратерів супутника Титану виділяється 440-кілометровий двозонний ударний басейн Мінерва. Його легко знайти за темним візерунком. Також є Сінлап (60 км) та Кса (30 км). Радарний огляд зумів знайти кратерні форми. Серед них 90-кілометрове кільце Гуабоніто.

Вчені теоретизували про наявність кріовулканів, але поки що на це натякають лише поверхневі структури з протяжністю 200 м, які скидаються на лавові потоки.

Канали можуть натякати на тектонічну активність, отже маємо молоді формування. Або це стара місцевість. Можна знайти темні ділянки, які є плямами водяного льоду та органічних сполук, що з'являються в УФ-огляд.

Метанові озера супутника Титан

Супутник Сатурна Титан привертає увагу своїми вуглеводневими морями, метановими озерами та іншими вуглеводневими сполуками. Багато з них відзначено біля полярних ділянок. Одне площею охоплює 15000 км 2 , а глибина – 7 м.

Але найбільше – Кракен на північному полюсі. Площа – 400000 км 2 , а глибина – 160 м. Вдалося навіть відзначити невеликі капілярні хвилі з висотою 1.5 див і швидкістю – 0.7 м/с.

Є також море Лігеї, розташоване ближче до північного полюса. По площі охоплює 126 000 км 2 . Саме тут у 2013 році НАСА вперше помітили загадковий об'єкт – Чарівний острів. Пізніше він зникне, а 2014-го знову з'явиться вже в іншій формі. Вважають, що це сезонна особливість, створювана бульбашками, що піднімаються.

В основному озера концентруються біля полюсів, але на екваторіальній лінії також знайдено такі формування. Загалом аналіз показує, що озера охоплюють лише кілька відсотків поверхні, через що Титан набагато посушливіший за нашу планету Земля.

Атмосфера супутника Титан

Титан поки єдиний супутник у Сонячній системі, що має щільний шар атмосфери з примітним об'ємом азоту. Більше того, він навіть перевершує земну щільність із тиском 1.469 кПа.

Представлена ​​непрозорою серпанком, що блокує сонячне світло, що надходить (нагадує Венеру). Місячна гравітація низька, тому атмосфера набагато більша за земну. Стратосфера заповнена азотом (98.4%), метаном (1.6%) та воднем (0.1%-0.2%).

У складі атмосфери Титану присутні сліди вуглеводнів, на зразок етану, ацетилену, діацетилену, пропану та метилацетилену. Вважають, що вони формуються у верхніх шарах через розпад метану УФ-променями, що створює густий смог оранжевого забарвлення.

Поверхнева температура сягає -179.2°С, оскільки, порівняно з нами, місяць отримує лише 1% сонячного тепла. При цьому крига наділена низьким тиском. Якби не парниковий ефект від метану, то на Титані було б набагато прохолодніше.

Проти парникового ефекту спрацьовує туман, що відбиває сонячне світло. Симуляції показали, що у супутнику можуть виникнути складні органічні молекули.

Гарячі планетні корони

Астроном Валерій Шематович про вивчення газових оболонок планет, гарячі частки в атмосфері та відкриття на Титані:

Проживання супутника Титан

Титан сприймається як пробіатичні середовища, що володіє складною органічною хімією і можливим підповерхневим океаном в рідкому стані. Моделі показують, що додавання УФ-променів у такій обстановці може призвести до формування складних молекул і речовин, на кшталт толінів. А додавання енергії викликає навіть 5 нуклеотидних підстав.

Багато хто вважає, що на супутнику є достатня кількість органічного матеріалу, щоб активувати процес хімічної еволюції аналогічної земної. Це потребує наявності води, але життя могло б зберігатися у підповерхневому океані. Тобто, на супутнику Сатурна Титані здатне з'явитися життя.

Такі форми мають уміти виживати в екстремальних умовах. Все залежить від теплообміну між внутрішнім та верхнім шарами. Не виключають присутність життя й у метанових озерах.

Щоби перевірити гіпотезу, створили кілька моделей. Атмосферний показує, що у верхньому шарі знаходиться великий об'єм молекулярного водню, який зникає ближче до поверхні. Низькі рівні ацителену також вказують на організми, що споживають вуглеводень.

У 2015 році дослідники навіть створили клітинну мембрану, здатну функціонувати у рідкому метані за вказаних місячних умов. Але в НАСА ці експерименти вважають гіпотезами і покладаються швидше на рівні ацителену та водню.

До того ж експерименти таки стосувалися земних уявлень про життя, а Титан відрізняється. Супутник мешкає набагато далі від Сонця, а атмосфера позбавлена ​​окису вуглецю, що не дозволяє утримати необхідну кількість тепла.

Дослідження супутника Титан

Кільця Сатурна часто перекриває місяць, тому без спеціальних інструментів Титан важко знайти. Але далі слід перешкода із щільного атмосферного шару, що заважає розглянути поверхню.

Вперше до Титану наблизився Піонер-11 у 1979 році, який показав знімки. Він зазначив, що місяць занадто холодний для підтримки життєвих форм. Далі пішли Вояджери 1 (1980) і 2 (1981), які надали відомості про щільність, склад, температурні показники і масу.

Головний інформаційний масив дістався від дослідження місії Кассіні-Гюйгенс, яка прибула до системи у 2004 році. Зонд зняв деталі поверхні та колірні плями, які раніше були недоступними для людського зору. Він же помітив моря та озера.

У 2005 році на поверхню спустився зонд Гюйзенс, який зафіксував поверхневі формування поблизу.

Також він роздобув зображення темної рівнини, що натякало на ерозію. Поверхня виявилася набагато темнішою, ніж очікували вчені.

В останні роки все частіше порушують питання про повернення до Титану. У 2009 році намагалися просунути проект TSSM, але його обійшов EJSM (НАСА/ЕКА), чиї зонди вирушать до Ганімеду та Європи.

Планували також зайнятися TiME, але в НАСА вирішили, що доцільніше та дешевше запустити до Марса InSight у 2016 році.

2010 року розглядали можливість запуску JET – астробіологічний орбітальний апарат. А в 2015 році прийшли у розробці підводного човна, який зможе зануритися в море Кракена. Але поки що це все на стадії обговорення.

Колонізація супутника Титан

Серед усіх супутників Титан здається найбільш вигідною метою створення колонії.

Титан має величезну кількість елементів, які потрібні для підтримки життя: метан, азот, вода та аміак. Їх можна трансформувати у кисень і навіть створити атмосферу. Тиск у 1.5 разів перевищує земний, а щільна атмосфера набагато краще захищає від космічних променів. Звичайно, вона наповнена займистими речовинами, але для вибуху необхідна величезна кількість кисню.

Але є проблема. Гравітація поступається показникам земного Місяця, а отже людському організму доведеться боротися проти м'язового атрофування та руйнування кісток.

Нелегко впоратися і з морозом -179°С. Але супутник є ласим шматочком для дослідників. Велика можливість натрапити на життєві форми, здатні виживати в екстремальних умовах. Можливо, ми прийдемо і до колонізації, тому що супутник стане відправною точкою до вивчення віддалених об'єктів і навіть виходу із системи. Нижче представлена ​​карта Титану та якісні фото у високій якості з космосу.

Карта поверхні супутника Титан

Натисніть на зображення, щоб збільшити

Фото супутника Титан

Апарат Кассіні наблизився на віддаленість 2 млн. км 29 травня 2017 року, щоб зафіксувати нічний бік Титану на фото. У цьому огляді вдалося наголосити на розширеній атмосферній туманності місяця. За весь час спостереження апарат зумів зафіксувати супутник із різних кутів та отримати повноцінний огляд атмосфери. Висотний туманний шар відображається синім, а головний серпанок – помаранчевий. Відмінність у забарвленні може базуватися на розмірах частинок. Блакитна, найімовірніше, представлена ​​дрібними елементами. Для зйомки використовували вузькокутну камеру із червоним, зеленим та синім фільтрами. Масштабність – 9 км на піксель. Програма Кассіні виступає спільною розробкою ЄКА, НАСА та Італійської космічної агенції. Команда знаходиться в ЛРД. Дві камери на борту також створено. Здобуті фотографії обробляють у Боулдері (Колорадо).

Поверхню Титану вдалося детально спостерігати на фото при посадці зонда Гюйгенс. Але все ж таки більшу частину площі відобразив апарат Кассіні. Титан все ще залишається цікавою загадкою. У цьому огляді показано нову територію, яка не відзначалася в попередніх спостереженнях. Це складове зображення із 4 практично однакових ширококутних знімків.

Супутники-пастухи	· · · ·

Титан

© Володимир Каланов,
сайт"Знання-сила".

Навколо Сатурна обертаються десятки супутників. В даний час відомо 53 супутники, що мають назви, близько десятка небесних тіл "очікують" підтвердження своїх траєкторій польоту щодо причетності до супутникової системи Сатурна. Серед них виділяється найбільший супутник - Титан, відкритий, як відомо, вже в 1655 Християном Гюйгенсом. За своїми розмірами Титан посідає друге місце серед усіх супутників Сонячної системи, поступаючись лише Ганімеду – супутнику Юпітера. Діаметр Титану становить 5150 км., тобто. за розмірами цей супутник більший за планету Меркурій, діаметр якого дорівнює 4878 км. Період звернення Титану навколо Сатурна становить майже 16 діб (15 діб, 22 години та 41 хвилину). Титан повернуть до Сатурна однією стороною, як Місяць до Землі. Титан рухається своєю орбітою з відривом 1221900 км від Сатурна.

Внутрішня структура Титану

Титан викликає величезний інтерес не тільки у астрономів, а й у біологів, геологів та палеокліматологів. Але всіх їх цікавить не тільки і не стільки розміри Титану та параметри його орбіти, як атмосфера та поверхня цього супутника.

Титан – єдиний у Сонячній системі супутник, що має атмосферу. Щільність атмосфери Титану значно вища за щільність земної атмосфери, тому тиск на рівні поверхні Титану в півтора рази (1,5 бар) перевищує земний. Температура на поверхні супутника знаходиться в межах від 90 до 100 К. Атмосфера складається переважно з азоту (90-97%), присутні також метан (2-5%) та аргон (близько 0-6%), є сліди етану, водню ( 0,2%) та двоокису вуглецю. Наявність метану визначено вже 1944 року за допомогою інфрачервоної спектрометрії.

Поверхня Титану затягнута хмарами. На знімках, переданих у 1980 р. "Вояджером-1", хмари мають переважно помаранчевий колір. Це означає присутність у них органічних молекул, що цілком зрозуміло за наявності метано в атмосфері. Метан є парниковим газом, а хмари, що містять метан, щільно закривають поверхню Титану. Візуальні спостереження за Титаном дуже утруднені. Деякі дослідники висловлювали припущення про те, що холод панує тільки у зовнішніх шарах атмосфери, а на поверхні можуть бути інші умови, у тому числі й такі, за яких можливе білкове життя.

Виникало припущення про схожість титанічної атмосфери з атмосферою, що раніше існувала Землі. Таке припущення мало певну основу, т.к. у сучасній атмосфері Землі, як і атмосфері Титану, основним компонентом є молекулярний азот.

Загадка поверхні Титану

Панорамний огляд поверхні Титану з КА "Гюйгенс"

Загадка поверхні Титану не давала спокою вченим. Астрономам і, особливо, біологам і палеокліматологам хотілося більше дізнатися про небесне тіло, на якому (а раптом!) може бути виявлено білкове життя. Що там, під шаром хмар: океан чи тверда поверхня? Якщо океан, то чим він наповнений водою? етаном? Чекати на відповіді на ці питання залишалося недовго. У 1997 році НАСА спільно з Європейським космічним агентством закінчує розробку проекту Кассіні-Гюйгенс і міжпланетний апарат Кассіні з атмосферним зондом Гюйгенс стартує до Титану. У липні 2004 р. зонд «Гюйгенс» відокремлюється від апарату «Кассіні», входить у хмарну атмосферу Титану та здійснює посадку на його поверхню. Інформація, яку зонд "Гюйгенс" передав на Землю, не залишила жодних шансів для дослідників, які мріяли знайти на Титані хоча б сліди біологічної діяльності. Вкотре ми переконуємося у тому, що у Сонячній системі, а можливо, і в усій нашій Галактиці і навіть у тисячах таких галактик, ніде, крім нашої прекрасної невеликої планети Земля, не існує життя. Поверхня Титану, як і його атмосфера, виявилася виключно холодною, середня температура на мінус 178°C. На його поверхні багато озер, але наповнені вони, звичайно, не водою, можливо, це сполуки метану або етану з іншими речовинами.

Вивчення Титану продовжується. На сьогодні понад 60% поверхні Титану картографовано. Озера займають близько 14% усієї вивченої площі. Щільність речовини Титану (суміш каменю та льоду) становить близько 1,88 г/см3, що є найвищою щільністю серед супутників Сатурна. Перед Титану припадає понад 95 % маси всіх супутників Сатурна. Маса Титану 1,345×10 23 кг. Прискорення вільного падіння становить 1,352 (м/с²), тобто. сила тяжіння приблизно сім разів менше, ніж Землі.

© Володимир Каланов,
"Знання-сила"

Шановні відвідувачі!

У вас відключено роботу JavaScript. Будь ласка, увімкніть скрипти в браузері, і вам відкриється повний функціонал сайту!

Область, схожу за своєю геологічною структурою поверхню Землі, на Титані вперше виявили 1994 року з допомогою орбітального телескопа «Хаббл». Але детально розглянути її було неможливо. І до Сатурна, супутником якого є Титан, 15 жовтня 1997 року стартувала американська міжпланетна станція «Кассіні».

14 січня 2005 року, відокремившись від станції «Кассіні», в щільну атмосферу Титану увійшов апарат «Гюйгенс», що спускається. А сама станція, як у 2005, так і у 2007 роках, передавала до центру управління знімки поверхні супутника Сатурна.
Отримані зі станції фотографії справили на вчених велике враження. Знімки місцевості, що зветься Фенсал, дуже нагадували земну пустелю Калахарі. А ділянка з назвою Белет – пустелю Руб-ель-Халі в Омані. Дюни мають висоту близько 100 метрів, ширину від одного до двох кілометрів і довжину в сотні кілометрів. Неподалік північного полюса Титана чітко проглядалися з'єднані каналами великі озера. Вдалість навіть розглянути, як каналами щось тече. Місцевість напрочуд була схожа з Канадою, Фінляндією чи Карелією. Виявлено і велику річку, схожу на єгипетський Ніл. Вона має довжину близько 400 кілометрів і впадає у море. Це перша відкрита у Сонячній системі позаземна річка. А Титан – перший позаземний світ, на поверхні якого знаходиться якась рідина. Подібність Титану із Землею доповнює і те, що він має щільну атмосферу, в якій плавають хмари, утворюється туман та йдуть дощі. Саме завдяки наявності атмосфери супутник Юпітера завжди викликав інтерес астрономів. Наявність атмосфери відкрив 1944 року американський астроном Джерард Койпер. І на 95 відсотків вона складається із азоту. Кисню в ній практично немає. І розмір Титана вражає, він поступається лише супутнику Сатурна Ганімеду. І на Титані існують, як і на Землі, пори року. Незважаючи на схожість фотографій поверхні Титану із земним ландшафтом, між Титаном та Землею є суттєва різниця. Температура загадкового супутника Сатурна відрізняється від земної на 100 градусів, а в деяких областях і на 200 градусів. Зі знаком мінус. Саме тому в його озерах та каналах тече не вода. Це рідкі вуглеводи, що складаються із суміші метану та етану. А точніше, з 80 відсотків етану, 10 відсотків метану і приблизно 8 відсотків пропану. 2 відсотки, що залишилися, припадають на бутен, бутан і ацетилен. Простіше кажучи, Титан є природним складом зрідженого газу. І, схоже, найбільший у Сонячній системі. Просто блакитна мрія всіх газовидобувних компаній. Загальні запаси вуглеводневого палива на Титані у кілька разів перевищують запаси нашої планети. Передав знімки на Землю і апарат «Гюйгенс», що спускається. У кадр потрапили галька і велике каміння. Деякі з них досягають діаметра близько двох метрів. І поверхня їх наче відполірована. Вчені висунули припущення, що каміння може складатися зі звичайної води з домішкою аміаку. При температурі близько мінус 180 градусів, вода набуває незвичайної міцності. Знайшлося пояснення і «піску», що наповнює місцеві пустелі. Він може являти собою замерзлі вуглеводні, що випадають з атмосфери. За земними поняттями, це швидше не «пісок», а «сніг». Незважаючи на зовнішню схожість з нашою планетою, навряд чи на Титані можливе розумне життя. Майже двохсотградусні морози сильно ускладнюють утворення та розвиток високоорганізованих форм життя. Але найпростіше життя на ньому може існувати. 2010 року група фахівців NASA заявила, що вони виявили явні ознаки найпростіших форм життя на Титані. Тільки не звичною нам киснево-водневою, а метаново-водневою. Згодом ця заява підтверджень не знайшла, але повністю виключати таку можливість не можна. Біологи не можуть дати однозначної відповіді на питання про існування життя при температурі близько мінус 180 градусів. Тому й ухильно відповідають, що нашій науці подібні істоти поки не відомі. Правда, один дослідник з NASA Кріс Маккей допускає існування на Титані життя, яке цілком може використовувати замість кисню, що знаходиться в атмосфері Титану водень. Тільки, якщо вдасться знайти життя на супутнику Сатурна, то вона навряд чи буде схожа на щось відоме нам. Висувається і гіпотеза, що під стокілометровою товщею льоду може розташовуватися океан із суміші води з аміаком. В якому можливе існування нових, невідомих форм життя. Передбачуваний термін роботи станції "Кассіні" становив чотири роки. Далі його продовжили до 2010 року. Потім – до 2017 року. Схоже, що Сатурн, і Титан продовжують представляти для дослідників певний інтерес.