Крупнейший спутник сатурна титан

Есть ли жизнь на Титане?

Титан — один из самых интересных для изучения объектов в Солнечной системе, который был обнаружен в 1655 году знаменитым астрономом Христианом Гюйгенсом. Несмотря на то, что диаметр этого спутника Сатурна даже больше диаметра полноценной планеты Меркурий, сила тяжести в этом замороженном мире составляет всего одну седьмую земной. Этот факт может означать, что если вы однажды окажетесь на Титане, то нацепив себе на спину пару импровизированных крыльев, вы вполне сможете планировать над поверхностью Титана в условиях низкой гравитации без малейшей угрозы разбиться о каменистую гладь этого спутника.

Поверхность Титана представляет собой по-большему счету водяной лед, покрытый осадочными органическими веществами, которые теоретически могла бы использовать для своего развития простейшая экзотическая жизнь. Ученые считают, что вероятность возникновения на Титане жизни, похожей на земную, является крайне низкой, однако этот факт вовсе не означает, что жизни там нет места вообще.

Вид с поверхности Титана в представлении художника

Как известно, для развития биологических организмов могут потребоваться несколько основных элементов, которые включают в себя некий источник энергии и вещество-растворитель, участвующее в обеспечении большинства жизненноважных функций внутри организма. И если основным источником энергии для жизни на Титане может являться метан, то главный земной растворитель — вода, на спутнике Сатурна просто бы моментально замерз, так и не положив начало для развития микроорганизмов. Ученые считают, что роль растворителя в таком случае стал бы исполнять сжиженный этан, огромное количество которого можно найти в озерах Титана.

Помимо этана, гипотетическая инопланетная жизнь могла бы использовать для строительства клеток и известный землянам кремний, что позволило бы микроорганизмам процветать даже при самых низких температурах. Кстати говоря, этот факт мог бы быть весьма кстати из-за того, что средняя температура на поверхности спутника Сатурна равняется -178 градусам Цельсия.

В любом случае, возможность наличия на спутнике какой-либо жизни сможет подтвердить или опровергнуть миссия NASA Dragonfly, которая в 2034 году приступит к поискам пребиотической химии на Титане. Помимо миссии NASA, Европейское космическое агентство при возможном участии с Роскосмосом планирует направить в середине 2020-х годов в окрестности Сатурна и его спутников проект Titan Saturn System Mission (TSSM), который позволит изучить модель эволюции Титана и его геологические и климатические особенности.

Что же, кажется, новая эпоха в области астрономии и планетологии уже не за горами. А пока ученые ломают головы над новыми проектами, давайте попробуем обсудить возможность колонизации Титана в нашем Telegram-чате.

Атмосфера Титана

Создание обители для жизни на Титане находится под большим вопросом. Здесь нет кислорода, воздух почти на 99% состоит из азота. Доля метана — 1,6%. Также есть остаточные следы таких веществ, как:

• аргон;
• пропан;
• углекислый газ;
• гелий;
• циан.

В Солнечной системе только Земля и Титан имеют преимущественно азотную атмосферу. На спутнике происходят своеобразные смены погоды. Зарегистрирован факт циркуляции облаков и циклонов. Над поверхностью часто возникают грозы с молниями. Температура почти всегда составляет 180ºC. Разница между полюсом и экватором — всего 3ºC.

Титан не обладает магнитным полем. Из-за чего солнечные ветры в большей степени воздействуют на поверхность.

Описание и карта поверхности спутника

Карта поверхности Титана, с отмеченными на ней озерами. Credit: spacegid.com.

После получения более четких снимков с аппарата «Кассини» ученые смогли понять строение Титана. Геология предположительно молодая, нет сильных изломов, супер вулканов или глубоких расщелин.

Структура Титана:

• атмосфера;
• поверхность;
• ледяная верхняя оболочка;
• глобальный подповерхностный слой океана;
• оболочка льда под высоким давлением;
• гидросиликатное ядро радиусом около 2000 км.

Кассини-Гюйгенс — автоматическая межпланетная станция (АМС) для исследования планеты Сатурн, его колец и спутников. Credit: enciklopediya-tehniki.ru.

На спутнике четко выделяются материки, моря и реки. Строение водоемов сходны с тем, что мы видим на Земле. Реки имеют дельту, исток, извилистые русла. Водоемы занимают 30% всего объема спутника. Моря состоят из жидкого метана, этана и пропана. Предполагается, что существуют и подземные источники с жидкой водой.

Рельеф в основном представлен равнинами и долинами. В области экватора замечена большая гряда дюн.

При наблюдении на некоторых участках видна тектоническая активность. Процессы вызваны гигантской гравитацией Сатурна.

Метановые озера

Предположение о наличии на поверхности Титана метана в жидком состоянии подтвердилось в 2009 г., когда были получены инфракрасные снимки с зонда «Кассини». На спутнике несколько сотен таких резервуаров. Самое крупное скопление находится вблизи Северного полюса. Наибольшие из них:

• море Кракена — имеет длину 1000 км;
• море Лигеи площадью 100 тыс. км².

Ученые предположили, что скопление метановых озер на Северном, а не на Южном полюсе, связано с сезонными изменениями. Год на Титане длится 7,5 года, возможно, пока одна область находится в удалении от Солнца, водоемы пересыхают, а потом опять возобновляются.

Метановые озера на поверхности Титана. Credit: poisknews.ru.

Интересные факты

В ближайшие годы главная задача — подробное изучение Титана. С этой целью NASA планирует отправить новый зонд с подлодкой, специально сконструированной для того, чтобы выдерживать сложные условия метановых морей спутника. В лаборатории даже были воссозданы условия этих водоемов для тестирования исследовательского оборудования.

В пользу будущего заселения Титана людьми указывают 3 основных факта:

1. Геологическая активность.
2. Движение и изменение атмосферы.
3. Выветривание пород и отложение осадков.

Но пока идея освоения другой планеты относится к области фантастики. Наиболее вероятное развитие событий — это нахождение органической формы жизни в подземных океанах спутника Сатурна и подробное ее изучение.

https://youtube.com/watch?v=SqrBe0d-0qc

5 интересных фактов о Титане, которые вы раньше не знали:

1. Сейчас на поверхности спутника Сатурна находится беспилотный зонд «Гюйгенс», предположительно в области северных дюн. В 2005 г. он послал на Землю запись шума ветра.
2. Самые высокие горы здесь не более 600 м.
3. Если смотреть на небо с поверхности, оно будет оранжевого цвета.
4. Атмосфера Титана в 4 раза толще земной.
5. Ускорение свободного падения здесь — 1867 км/с. Зонду понадобилось 2,5 часа, чтобы спуститься на поверхность.

Несмотря на такие сложные условия, ученые полагают, что создание колонии на Титане более осуществимо, чем на Луне или Марсе.

Фотографии

Два обзора крупнейшего спутника Сатурна Титана показывают поверхностные особенности далекого мира (21 марта 2017 года). Кассини пришлось захватить несколько инструментов, чтобы пробраться сквозь водородную дымку. Среди них был радар, а также визуальный и ИК-картографический спектрометр. Камеры также располагали несколькими спектральными фильтрами, проявляющими чувствительность к конкретным длинам волн ИК-света. Эти спектральные зазоры позволили рассмотреть практически весь поверхностный покров. Кроме того, удалось установить стабильный обзор за постоянно меняющейся лунной атмосферой и отслеживать перемещение облаков. В высоких северных широтах (справа) можно отыскать масштабную облачную полосу. При обзоре аппарат отдалялся на 986000 км, где масштаб составлял 6 км на пиксель. Естественный вид слева создали при использовании красного, зеленого и синего фильтров. Вид справа – результат замены ИК-изображения (центр – 938 нанометров) на канал красного цвета. Программа Кассини выступает общей разработкой ЕКА, НАСА и Итальянского космического агентства. Команда располагается в Лаборатории реактивного движения. Две камеры на борту также созданы ими. Добытые фотографии обрабатывают в Боулдере (Колорадо).

Аппарат Кассини приблизился на удаленность 2 млн. км 29 мая 2017 года, чтобы запечатлеть ночную сторону Титана на фото. В этом обзоре удалось подчеркнуть расширенную атмосферную туманность луны. За все время наблюдения аппарат сумел зафиксировать спутник с различных углов и получить полноценный обзор атмосферы. Высотный туманный слой отображен синим, а главная дымка – оранжевая. Отличие в окрасе может базироваться на размерах частиц. Голубая, скорее всего, представлена мелкими элементами. Для съемки использовали узкоугольную камеру с красным, зеленым и синим фильтрами. Масштабность – 9 км на пиксель. Программа Кассини выступает общей разработкой ЕКА, НАСА и Итальянского космического агентства. Команда располагается в ЛРД. Две камеры на борту также созданы ими. Добытые фотографии обрабатывают в Боулдере (Колорадо).

При последнем проходе в систему Сатурна, выполненном 13 сентября 2017 года, аппарату Кассини удалось запечатлеть Титан. Интерес к спутнику возник еще с полетом миссии Вояджер в 1980-х гг. от ЕКА. Для обзора использовали узкоугольную камеру на удаленности в 774000 км и при масштабе в 5 км на пиксель. Цветное изображение (рисунок А) выполнено из снимков, запечатленных на красный, зеленый и синий спектральные фильтры. Этот вид напоминает тот, что предстал перед Вояжером – золотой шар с плотным атмосферным слоем. Улучшенный вид (рисунок В) прибавляет детали, зафиксированные спектральным фильтром, способным пробираться сквозь дымку. Программа Кассини выступает общей разработкой ЕКА, НАСА и Итальянского космического агентства. Команда располагается в ЛРД. Две камеры на борту также созданы ими. Добытые фотографии обрабатывают в Боулдере (Колорадо).

В этом обзоре, выполненном 28 апреля 2006 года, крупнейший спутник в системе Сатурн Титан показывается из-под кольцевой системы. Титан охватывает 5150 км в диаметре и расположен немного ниже линии колец. Можно заметить темную щель (в ширину – 325 км) и узкое кольцо F. Для наблюдения использовали узкоугольную камеру с красным, зеленым и синим спектральными фильтрами. Отдаленность от объекта – 1.1 млн. км.

Поверхность Титана удалось наблюдать детально на фото при посадке зонда Гюйгенс. Но все же большую часть площади отобразил аппарат Кассини. Титан все еще остается интересной загадкой. В этом обзоре показана новая территория, которая не отмечалась в предыдущих наблюдениях. Это составное изображение из 4 практически одинаковых широкоугольных снимков.

Академическое представление о Титане

Размеры Титана позволяют ему тягаться с планетами Солнечной системы. Это небесное тело имеет диаметр 5152 км, что больше диаметра Меркурия (4879 км) и немногим меньше Марса (6779 км). Масса Титана составляет 1,3452·1023 кг, что в 45 раз меньше массы нашей планеты. По своей массе спутник Сатурна является вторым в Солнечной системе, уступая спутнику Юпитера – Ганимеду.

Титан и другие спутники Сатурна

Несмотря на свои впечатляющие размеры и массу, Титан имеет невысокую плотность, всего 1,8798 г/см³. Для сравнения, плотность материнской планеты Сатурн составляет всего 687 к/м3. Ученые выявили у спутника слабое гравитационное поле. Сила притяжения на поверхности Титана слабее земных параметров в 7 раз, а ускорение свободного падения такое же, как и на Луне – 1,88 м/с2 против 1,62 м/с2.

Титан на орбите Сатурна

Как и наш спутник, «Луна Сатурна» повернута к нему всегда одной стороной. Это вызвано синхронностью вращения спутника вокруг собственной оси с периодом обращения Титана вокруг материнской планеты. Полный оборот вокруг Сатурна его крупнейший спутник совершает за 15 земных суток. Ввиду того, что Сатурн и его спутники имеют достаточно высокий угол наклона оси вращения к оси эклиптики, на поверхности Титана присутствуют времена года. Каждые 7,5 земных лет на спутнике Сатурна лето сменяется холодным зимним периодом. По астрономическим наблюдениям сегодня на стороне Титана, которая обращена к Сатурну, стоит осень. В скором времени спутник скроется от солнечных лучей за матерью-планетой и титановскую осень сменит долгая и лютая зима.

Температуры на поверхности спутника варьируются в пределах минус 140-180 градусов по Цельсию. Данные, полученные с борта космического зонда «Гюйгенс» выявили любопытный факт. Разница между значениями полярных и экваториальных температур составляет всего 3 градуса. Объясняется это наличием плотной атмосферы, которая препятствует воздействию солнечных лучей на поверхность Титана. Несмотря на высокую плотность атмосферы, из-за низких температур на Титане отсутствуют жидкие осадки. В зимний период поверхность спутника покрывает снег из этана, частиц водяного пара и аммиака. Это только малая толика того, что мы знаем о Титане. Интересные факты о крупнейшем спутнике Сатурна касаются буквально любой области, начиная с астрономии, климатологии и гляциологии, заканчивая микробиологией.

Осадки на Титане

Свойства и характеристики

Физические качества вещества сильно зависят от чистоты. Справочные данные описывают, конечно, чистый металл, но характеристики технического титана могут заметно отличаться.

• Плотность металла уменьшается при нагревании от 4,41 до 4,25 г/куб см. Фазовый переход изменяет плотность лишь на 0,15%.
• Температура плавления металла – 1668 С. температуру кипения – 3227 С. Титан является тугоплавким веществом.
• В среднем предел прочности на растяжение составляет 300–450 МПа, однако это показатель можно увеличить до 2000 МПА, прибегнув к закалке и старению, а также введению дополнительных элементов.
• По шкале НВ твердость составляет 103 и это не предел.
• Теплоемкость титана невелика – 0,523 кдж/(кг·К).
• Удельное электросопротивление — 42,1·10-6 ом·см.
• Титан является парамагнитом. При снижении температуры его магнитная восприимчивость уменьшается.
• Металлу в целом свойственны пластичность и ковкость. Однако на эти свойства сильно влияют кислород и азот в сплаве. Оба элемента придают материалу хрупкость.

Вещество устойчиво ко многим кислотам, включая азотную, серную в низкой концентрации и практически все органические за исключением муравьиной. Это качество обеспечивает титану востребованность в химической, нефтехимической, бумажной промышленности и так далее.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Титановая руда

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре — 0,57 % по массе, в морской воде — 0,001 мг/л. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит CaTiSiO5. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые. Месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Китая, Японии, Австралии, Индии, Цейлона, Бразилии, Южной Кореи, Казахстана. В странах СНГ ведущее место по разведанным запасам титановых руд занимает РФ (58.5%) и Украина (40.2%).

Расстояние

Ближайшее расстояние между Титаном и Землёй 1.2 миллиарда километров, в то время как у Марса это 55 миллиона, что примерно в 22 раза ближе, чем Титан. И это большая разница и основное препятствие для колонизации Титана. Однако стоит отметить, что тут всё не так просто. Колонизация это дело гораздо более сложное, чем шуточный проект «Mars One», который постепенно превращается в МММ и о нём я ещё упомяну в конце этой статьи. Длительный перелёт накладывает ограничения, увеличивает риски и вложения. Но как я расскажу ниже, не всё так печально, т.к. сравнительно оборудования для Титана потребуется гораздо меньше, чем для Марса, следовательно можно увеличить мощность двигателей будущего корабля с поселенцами и запас горючего, что сократит перелёт.

Проблема также в солнечном ветре и космическом излучении. Тут вам и протоны, и электроны высоких энергий и гамма-лучи, от всего этого многообразия высокоэнергетических частиц не так уж легко защитится, и тут не помогут никакие свинцовые пластины, т.к. наведённая радиация ещё более опасна. Однако не потребуется разрабатывать никакого фантастического щита из магнитных полей, наночастиц или экзотической материи, от всего этого может защитить слой воды, размещённый между жилым отсеком и обшивкой.

Ещё одна проблема это — невесомость. В отсутствии гравитации организм человека разрушается, вымывается кальций из костей, слабеет сердце и тд. Физические упражнения тоже не помогут, т.к. лишь замедляют эти разрушительные процессы. Однако можно спроектировать будущий космический корабль так, чтобы жилые отсеки были под действием центробежной силы, проще говоря колонисты должны находится во вращающимся кольце, либо же сам корабль должен вращаться вокруг своей оси.

Биография[]

Разрушение

«Геноцид.Но праведный. Беспристрастный, не разделяет бедных, богатых. Меня сочли безумцем, а мои предсказания сбылись.»

― Танос и Доктор Стрэндж

Титану угрожало катастрофическое событие, что Титан Танос думал, что он может предотвратить решительные решения. В то время как титаны не позволили Таносу преследовать свои планы, катастрофа поразила Титана, вызвав массовое исчезновение большинства форм жизни на планете.

Прибытие героев

Мстители и Стражи Галактики на Титане.

В году, Танос приказал Чёрному ордену найти камни времени и разума и привести их на Титан. Эбеновому Зобу удалось поймать Доктора Стрэнджа, но он не учёл, что на корабль попали Человек-паук и Железный человек. Мстителям удалось освободить Стрэнджа, и они приземлились на Титан. Также на Титан прилетели Стражи Галактики, и они понимают, что у них одна цель — убить Таноса, и поэтому они решают освободится.

Битва за Титан

Танос показывает прошлый Титан.

Титан Танос прибыл на планету Титан, и он увидел Доктора Стрэнджа, который сидел и ждал его. Когда Танос спросил Стрэнджа, что это за место, Стрэндж сказал, что это его дом. После он использовал камень реальности и показал ему иллюзию бывшего Титана и рассказал его историю о его разрушении. После началась битва между Мстителями, Стражами Галактики и Стрэнджем против Таноса. Во время битвы, к Стражам и Мстителям присоединилась Небула. После Мантис подчинила себе Таноса, но Небула сказала Питеру Квиллу, что Танос грустит из-за смерти Гаморы, тогда Квилл ударил его, но Танос проснулся и оглушил всех.

Танос уничтожает луну Титана.

Тогда Танос использовал камни силы и пространства, чтобы сломать часть Луны и притянуть их, а после направить на героев, чтобы убить их. Пока Железный человек был оглушён частями Луны, Доктор Стрэндж единственный сражался против Таноса, но всё же он проиграл ему. Тогда очнулся Железный человек, и он последний, кто сражался против Таноса. Старку даже удалось поцарапать Таноса, но Танос сломал его нож и ранил его им. Тогда Стрэндж решил отдать ему камень времени, ради жизни Тони, тогда Танос покинул Титан и отправился в Ваканду.

Завершение миссии

Когда Танос смог забрать у Вижена камень разума и положить его в перчатку бесконечности, он щёлкнул пальцами, убив половину Вселенной. Когда половина Вселенной стала пропадать, на Титане погибли все, кроме Небулы и Тони Старк, а они остались там, оплакивая супергероев.

Доктор Стрэндж и Стражи Галактики возвращаются.

Спустя пять лет после щелчка, Доктор Стрэндж создал при помощью двойного кольца портал, который вёл на новую базу Мстителей, чтобы помочь Мстителям в борьбе против Таноса. Ранее убитые герои: Стрэндж, Звёздный Лорд, Дракс Разрушитель, Мантис и Человек-паук прошли через портал.

Состав и поверхность

Титан отличается большей плотностью из-за гравитационного сжатия. Его показатель в 1.88 г/см3 намекает на равное соотношение водяного льда и каменистого материала. Внутри делится на слои со скалистым ядром, охватывающим 3400 км. Исследование Кассини в 2005 году намекнуло на возможное присутствие подземного океана.

Полагают, что жидкость Титана состоит из воды и аммиака, что позволяет фиксировать жидкое состояние даже при температурной отметке в -97°С.

Внутреннее строение Титана

Поверхностный слой считается относительно молодым (от 100 млн до 1 млрд. лет) и выглядит гладким с ударными кратерами. Высота меняется на 150 м, но может достигать и 1 км. Считается, что на это повлияли геологические процессы. К примеру, на южной стороне сформировался горный хребет с протяжностью в 150 км, шириной – 30 км и высотой – 1.5 км. Заполнен ледяным материалом и слоем метанового снега.

Патера Сотра – горная цепь, вытягивающаяся в высоту на 1000-1500 м. Некоторые вершины наделены кратерами и кажется, что у основания скопились замороженные лавовые потоки. Если на Титане есть активные вулканы, то они спровоцированы поступающей от радиоактивного распада энергии.

Некоторые считают, что перед нами геологически мертвое место, а поверхность создалась из-за кратерных ударов, потоками жидкости и ветровой эрозии. Тогда метан поступает не из вулканов, а выделяется из холодного лунного интерьера.

Среди кратеров спутника Титана выделяется 440-километровый двухзонный ударный бассейн Минерва. Его легко найти по темному узору. Также есть Синлап (60 км) и Кса (30 км). Радарный обзор сумел отыскать кратерные формы. Среди них 90-километровое кольцо Гуабонито.

Ученые теоретизировали о наличии криовулканов, но пока на это намекают лишь поверхностные структуры с протяжностью в 200 м, которые смахивают на лавовые потоки.

Дюны Титана, запечатленные радарным обзором

Каналы могут намекать на тектоническую активность, а значит перед нами молодые формирования. Или же это старая местность. Можно отыскать темные участки, являющиеся пятнами водяного льда и органических соединений, показывающихся в УФ-обзор.

[править] Общие сведения

Титан — самый крупный спутник Сатурна, и второй, после Ганимеда, спутник Солнечной системы. Его диаметр — 5152 км (долгое время учёные полагали, что его диаметр составляет 5550 км, что больше Ганимеда, однако КА «Вояджер-1» показал ошибочность такой оценки, ошибка возникла из-за наличия плотной и непрозрачной атмосферы, которая мешала точно определить размер спутника), площадь поверхности — 83 млн км², а масса 1,3452·1023 кг. Плотность — 1,8798 г/см³. Ускорение свободного падения на Титане составляет 1,352 м/с² (сила тяжести на Титане — примерно 1/7 от земной).

Имеет синхронное вращение относительно Сатурна, ставшее результатом действия приливных сил, что означает, что периоды вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Сатурна совпадают, и Титан повёрнут к Сатурну всегда одной и той же стороной. От меридиана, проходящего через центр этой стороны, ведётся отсчёт долготы. Полный оборот вокруг Сатурна этот спутник совершает за 15 дней 22 часа и 41 минуту со средней скоростью 5,57 км/с. Радиус орбиты Титана составляет 1 221 870 км (20,3 радиуса планеты Сатурн). Орбита Титана отлична от круговой и имеет эксцентриситет 0,0288. Плоскость орбиты Титана отклонена от экватора Сатурна и плоскости колец на 0,348°. Центр масс Сатурна и Титана находится на удалении всего 30 км от центра планеты.

Альбедо (число, показывающее, какую часть световых лучей отражает его поверхность) — 0,22.

На Титане довольно холодно. Температура поверхности составляет 93,7 К (−179,5 °C).

Имеются горы, холмы, кратеры, равнины, углеводородные реки, озёра и моря. В экваториальном светлом регионе под названием Адири расположены протяжённые цепи гор или холмов высотой до нескольких сотен метров. В горах Митрим имеется пик высотой 3337 м.

Предположительно, Титан сформировался либо из пылевого облака, общего с Сатурном, либо он образовался отдельно и впоследствии был захвачен гравитацией планеты.