Сондата Касини ще бъде натоварена последната година в Титан

Фалшива мозайка от Титан

: Тази мозайка с фалшив цвят, направена от инфрачервени данни, събрани от космическия кораб НАСА Касини, разкрива разликите в състава на повърхностните материали около езерата на метан и етан на Титан, най-голямата луна на Сатурн. (Изображение кредит: НАСА/JPL-Калтех/Университет на Аризона/Университет на Айдахо)



На 27 септември 2017 г. космическият кораб Касини ще се гмурнете с глава в Сатурн , след като прекара 13 години в изследване на пръстеновата планета и много от нейните луни. До последната възможна секунда от живота си, Касини ще работи усилено, изпращайки обратно на Земята най -близките изображения на Сатурн, заснети някога.

Погребалният поход обаче още не е започнал. Все още има много работа, която сондата трябва да приключи преди септември, включително допълнително прелитане отблизо Най -голямата луна на Сатурн, Титан . До края на живота си Касини ще направи над 125 близки преминавания на извънземната луна, която има леко зловеща прилика със Земята.





Защо учените продължават да се връщат към Титан? Освен чистия стремеж към разбиране на извънземен свят, изучаването на сложната атмосфера на Титан всъщност може да помогне на учените да разберат по -добре атмосферата на Земята. Възможно е, въпреки че животът, какъвто го познаваме на Земята, никога не би могъл да се образува на Титан, тази луна все още може да има на какво да научи учените за вероятността от живот, възникнал другаде във Вселената. [Титан, най -голямата луна на Сатурн, обяснено (инфографика)]

Невероятно място

Артист



Въображение на художник за басейни с въглеводороди, леден и скалист терен на повърхността на най -голямата луна на Сатурн Титан.(Снимка: НАСА/Стивън Хобс (Бризбейн, Куинсланд, Австралия).)

Ако един землянин трябваше да се докосне скалистата повърхност на Титан , този човек може да си помисли, че е открил аналог на ранната Земя. Въпреки че няма растителност или друг живот, който да се види, скалистата повърхност е осеяна с езера, реки и океани. Всъщност Титан е единственото тяло в Слънчевата система освен Земята, което има значителни количества течност на повърхността си.



Разбира се, течността на Титан не е вода - това би било невъзможно, като се има предвид, че повърхностните температури се движат около минус 290 градуса по Фаренхайт (минус 179 по Целзий). Вместо това всички тези океани, езера и реки са пълни с течен метан, с следи от етан. (Въпреки това, има категорични доказателства че под скалистата кора на Титан има много солен океан с течна вода, според НАСА.)

Фактът, че животът, какъвто го познаваме, никога не би могъл да се образува на повърхността на Титан, е доста голяма разлика между него и Земята и въпреки това приликите продължават да се трупат. Титан има атмосфера, съставена от около 95 процента азот (земната атмосфера е около 78 процента азот) и той е домакин на цикъл на метан, подобен на водния цикъл на Земята: Повърхностната течност се абсорбира в атмосферата и в облаците, където става дъжд който пада върху повърхността, започва цикъла отначало.

„Титан е един от най-вълнуващите и уникални обекти в Слънчевата система, които успяхме да изследваме с Касини“, каза Атина Кустенис, директор на изследванията в Националния център за научни изследвания (CNRS) в Париж. Обсерватория Meudon. Кустенис говори за изследването на Касини за Титан по време на пресконференция на заседание на Американското астрономическо дружество (ААС) през октомври.

Южният полярен вихър на Титан.

Южният полярен вихър на Титан.(Изображение кредит: НАСА/JPL-Калтех/Институт за космически науки)

Титан преживява сезони , и всеки трае около седем години. Когато Касини пристигна през 2004 г., северното полукълбо на Титан беше през зимата. Нейното пролетно равноденствие дойде през 2009 г. и сега учените наблюдават как тази страна на планетата преминава в лято. От южната страна, бурен вихър, наблюдаван над южното полукълбо, има атмосферна „гореща точка“ на голяма надморска височина. Подобна характеристика се е появила и преди над северното полукълбо, но е изчезнала до 2011 г.

Данните, които Касини изпраща обратно на Земята, могат да бъдат сравнени с компютърните модели на атмосферата на Титан, което позволява на учените да знаят дали са моделирали точно сложните процеси, които протичат в нея. Но моделите на атмосферата на Титан също предоставят нови тестове за модели на земната атмосфера, според Джонатан Лунине, интердисциплинарен учен от екипа на мисията Касини и професор по астрономия в Корнел.

Това не е първата извънземна атмосфера, която научава учените от Земята нещо за тяхната родна планета; проучванията на Венера през 70 -те и 80 -те години позволиха на учените да „проверят дали наистина разбираме парниковия ефект на въглеродния диоксид“, каза Лунин пред Space.com. Например, учените могат да адаптират своите модели на земната атмосфера към условията на Венера и вижте дали механизмите, описани от тези модели, все още работят.

„И разбира се, следователно има някои приложения за изменението на климата на Земята, тъй като същите тези модели се използват за предсказване на промяната на нашата собствена атмосфера & hellip; тъй като го променяме химически - каза той. [ Епично кацане на Луната на Сатурн Титан, запомнен 10 години по -късно ]

Титан може също да преживее цикли, при които течният метан на повърхността се измества от полюс към полюс през времеви мащаби, които са от порядъка на 100 000 години, каза Лунине - процес, подобен на ледниковите цикли на Земята.

'За да разберем това трептене, което е може би основна характеристика на Титан, ние наистина трябва да разберем как атмосферата работи сезонно, защото тогава можем да разширим това до тези дългосрочни цикли на метан, движещи се от северния към южния полюс' той каза.

На 13 ноември Касини направи прелитане на Титан с цел да изобрази вълни на повърхността на океана на Титан. Модели на атмосферата на Титан прогнозират, че вятърът ще се усили с настъпването на лятото, като по този начин ще увеличи размера и честотата на вълните в метановото море. Така че изучаването на вълните е косвен начин за изучаване на характеристиките на вятъра.

За да погледне тези вълни, сондата изстреля радио сигнал към повърхността на океана на Титан, но под ъгъл по -голям от 90 градуса. Ако приемем, че всичко върви по план, това предизвика радиосигнала да рикошира в космоса по траектория със Земята. Касини също изпълни тази техника през 2014 г., но маневрата все още е изключително впечатляваща. Лунине каза, че това би било като отскачане на топка от стената под правилния ъгъл, така че да отскочи към друг човек, който стои на 1000 мили оттук.

Животът, не такъв, какъвто го познаваме

Сондата Касини не е построена с възможност да открие наличието на форми на живот на далечна Луна. Но той полага основите за бъдещи мисии, които ще търсят живот.

Титан няма течна вода и това повече или по -малко елиминира възможността той да е домакин на живот - или поне на живота, какъвто го познаваме. Но сложната химия на Титан все още представлява интерес за учените, които търсят живот другаде, според Кустенис и Лунин.

Артист

Впечатление на художника от последователността на спускане и кацане на сондата Huygens на ESA върху повърхността на Титан. Кацането на 14 януари 2005 г. беше кулминацията на 22-годишен процес на планиране, организиране и сътрудничество между ЕКА и НАСА.(Кредит на изображението: NASA / JPL / ESA)

Полярният вихър, който Касини наблюдава да се образува над южното полукълбо, когато този регион потъва в зимата, е значителен, тъй като може да насърчи образуването на редки и сложни химикали, каза Кустенис. Молекулите, които обикновено се разрушават от входящото UV лъчение, сега са под един вид естествен чадър.

'Говоря с порядъци на увеличение в много от тези избиратели', каза тя на заседанието на AAS. 'Южният полярен регион се превръща в огромен резервоар от подобрен материал, по отношение на газове, но и кондензати - малки ледени частици - в атмосферата на Титан.'

„Удивително е, че тази силна разлика с преминаването на южния полюс през зимата дойде толкова бързо. Очаквахме да видим това подобрение. Това, което не очаквахме, е това да се случи в рамките на месеци, след като преминахме равноденствието “, каза Кустенис. „[Сега] искаме да отидем и да потърсим по -сложни органични вещества. Искаме да разберем колко сложна е тази органична химия в атмосферата на Титан.

Възможно е Титан да бъде домакин на сложни молекули, подобни на тези, които вероятно са формирали основата за живота на Земята. Учените биха търсили „много организирана химия“, която „произвежда същата молекулна съвкупност отново и отново и като черпи материал и енергия от околната среда“, каза той.

„Може ли това да се случи в течности, различни от течна вода? Трябва ли да е течна вода или може да е нещо различно от течния метан? “ той каза. „Някои хора казват, че това е абсурдно, твърде студено или не е правилното нещо. Но историята на науката е пълна с хора, които казват „това е нелепо“ и тогава някой открива, че идеята наистина не е нелепа. Единственият начин да разберем е да вземем проба от морето.

Лунине беше част от екип, който представи предложение за мисия до НАСА да изпрати сонда до Титан, която би го направила изпръсква се в северното му море и потърсете този тип химия. Мисията не беше одобрена, но Лунин е уверен, че някой ден ще дойде някаква сонда за вземане на проби от живота. ( Сондата на Хюйгенс , който пътува до Сатурн с Касини, кацна на Титан , но не беше оборудван да отговори на този вид въпроси.) Такава мисия би била част от това, което учените се надяват, че е набор от бъдещи мисии за изследване на потенциално поддържащата живота среда на някои от луните около Сатурн и Юпитер.

НАСА

Космическият кораб на НАСА 'Касини' използва специален спектрален филтър, за да надникне през мъглявата атмосфера на луната на Сатурн Титан и да види странните му метанови езера. Изображенията за този изглед са направени на 7 октомври 2013 г.(Кредит на изображението: НАСА)

Луната на Сатурн Енцелад също е домакин на подводен океан и пръска проби от този океан в космоса чрез гейзери на ледената му повърхност. Касини е прелетял през тези гейзери и е открил органични съединения (тези, които съдържат въглерод, гръбнакът на живота на Земята).

Луната на Юпитер Европа е фокусът на мисия, която трябва да стартира през 2020 -те (Касини прелетя през Европа през 2001 г., на път за Сатурн). Под ледената външна обвивка на тази извънземна луна се намира океан с течна вода с два пъти по-голям обем от всички земни океани. В допълнение, доказателствата показват, че в този океан може да има източници на топлина и хранителни вещества, а това означава, че има възможност животът да се образува там. Тези форми на живот биха живели в среда, която не е за разлика от океанското дъно на Земята, където е установено, че животът оцелява от топлината и хранителните вещества, осигурени от подводните отвори.

„Така Европа и Енцелад ни разказват дали животът може да започне навсякъде в подобна на Земята среда. Ако имате течна вода и хранителни вещества, получавате ли живот или нещо друго липсва? ' - каза Лунине. „И Титан ни разказва дали животът по -общо може да започне във всякакъв вид течна среда, която има източници на енергия и има органични вещества. Трябва да проучим и трите.

Междувременно учените все още анализират данните от двата най -нови полета на Титан. И за повече информация изследователите все още могат да добиват данните, които Касини е изпратил обратно. Например проучване, публикувано през август миналата година, предостави нов анализ на данните от прелитането на Касини, извършено през 2013 г., и разкри каньони, гравирани в скалистата повърхност на Титан - някои от тях наводнени с течност. [Как хората биха могли да живеят на Сатурновия лунен титан (инфографика)]

'Това е толкова голямо количество данни, че мисля, че поне три поколения астрономи, които идват, ще могат да анализират и работят върху това богатство от данни през следващите години', каза Кустенис на срещата на AAS.

На 29 ноември Касини извърши поредното прелитане на Титан, заснемайки още изображения на северния му полюс, за да могат учените да търсят повече промени, които може да са настъпили там. Сондата също измерва температурата на лунната повърхност.

Следващият април Касини ще направи последен затварящ пас на Титан. „Последният ура“ е като карнавалното прелитане - каза Лунине, - защото ще се опитаме да направим всичко. Ще направим радар, който гледа направо надолу, за да картографира състава на някои от езерата, както и морето. Ще търсим промени в езерата и моретата с радари. Ще измерваме надморската височина на някои от тези малки езера, защото някои от тях са кацнали по -високо или по -ниско. И ние също ще опитаме атмосферата с масспектрометъра. Така че това е като последното парти, на което искате да направите всичко. “

Следвайте Кала Кофийлд @callacofield . Последвай ни @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинална статия на Space.com .