Aurinkokunnassa on muutamia paikkoja, jotka ovat yhtä kiehtovia kuin Saturnuksen kuu Titan. Se on maailma, jonka ilmakehä on paksumpi kuin Maa. Siellä on niin kylmää, että sataa ammoniakkia muodostaen järviä, jokia ja merta. Missä vesijää muodostaa vuoria.
Kuten Europassa ja Encleaduksessa, myös Titanissa voisi olla nestemäisen veden sisävaltameri, paikka, jossa voi olla elämää.
Titanilla on kerroksia, ja onneksi sen tutkimiseen on työn alla mahtava uusi tehtävä: Titan Dragonfly -tehtävä.
Pitkään aikaan tähtitieteilijät eivät tienneet, kuinka erikoinen Titan oli. Tämä johtuu siitä, että Saturnuksen kuu peittyy paksuihin pilviin, jotka peittävät näkymän sen pinnalle. Itse asiassa pisimpään tähtitieteilijät luulivat, että Titan oli aurinkokunnan suurin kuu, koska he eivät tienneet, missä ilmakehä päättyi ja missä maa alkoi. Nyt tiedämme, että Ganymede on hieman isompi.
The Ensimmäinen avaruusalus, joka vieraili Titanissa, oli Pioneer 11 Vuonna 1979. Se ei nähnyt paksujen pilvien läpi, eikä myöskään Voyager-kaksoisavaruusalukset, jotka seurasivat vuosina 1980 ja 1981. He kuitenkin keräsivät joitain lisäjohtolankoja Titanista, mutta havaitsivat ilmakehässä hiilivetyjälkiä, kuten asetyleenia, etaani ja propaani. Suurin osa sen ilmakehästä on kuitenkin typpeä, kuten maapallokin.
Tämä näkymä Saturnuksen suurimmasta kuusta Titanista on yksi viimeisistä kuvista, jotka Cassini-avaruusalus lähetti Maahan ennen kuin se syöksyi jättiläisplaneetan ilmakehään. Kiitokset: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Koska ilmakehä on täynnä typpeä ja sisältää hiilivetyjä, tämä kuulostaa mahdolliselta paikalta löytää elämää. Ehkä jopa elämä, joka käyttää täysin erilaista biologiaa kuin maan elämä.
Kuinka asuttava Titan on?
Vasta kun NASAn Cassini-avaruusalus teki pitkän matkan Saturnukseen ja kiersi rengasmaisen planeetan kiertoradalle vuonna 2004, instrumentit olivat vihdoin paikallaan kurkistaakseen Titanin peittävän ilmakehän läpi.
13 vuotta kestäneen Saturnuksen lentomatkansa aikana Cassini lensi Titanin ohi 127 kertaa tutka- ja infrapunainstrumenteilla nähdäkseen sumun läpi ja paljastaakseen piirteitä Titanin pinnalla. Cassini näki hiilivetypilviä, jotka sataa hiilivetyjä hiilivetyjoiksi, kerääntyen hiilivetyjärviin ja meriin. Pointtini on… hiilivedyt.
Tässä näkyvät kolme mosaiikkia koostuivat Cassinin visuaalisen ja infrapunakartoitusspektrometrin tiedoista, jotka on otettu viimeisten kolmen Titan-lennon aikana, 28. lokakuuta 2005 (vasen kuva), 26. joulukuuta 2005 (keskimmäinen kuva) ja 15. tammikuuta, 2006 (oikea kuva). Kiitos: NASA/JPL/Arizonan yliopisto
Cassini myös putosi Euroopan avaruusjärjestön Huygens-laskeutuja , joka hyppäsi laskuvarjolla ilmakehän läpi tallentamalla koko kahden ja puolen tunnin matkansa. Se laskeutui pinnalle ja lähetti takaisin ensimmäiset kuvat maasta Titanilla.
Heidän välillään Cassini ja Huygens paljastivat, että Titan on peitetty orgaanisilla molekyyleillä, sellaisessa tilassa, jonka uskottiin olevan täällä maan päällä 4 miljardia vuotta sitten. Ongelma on tietysti se, että Titan on uskomattoman kylmä. Näin saat kaikki nestemäiset hiilivedyt, joista puhuin ja jatkoin.
Pintalämpötila on -179 celsiusastetta tai -209 Fahrenheit-astetta. Ihan vertailun vuoksi, kylmin lämpötila maapallolla koskaan mitattu on noin -92 Celsius tai -133 Fahrenheit.
Titanin paksu typpitunnelma tarkoittaa, että et tarvitsisi avaruuspukua, jos haluat kävellä ulkona Titanilla, vain todella paksun takin.
Joten sinulla on kaikki nämä elämän raaka-aineet pinnalla, melko paksussa typpiatmosfäärissä, jossa nestemäiset hiilivedyt toimivat liuottimena ja pyörittävät kemikaaleja ympärilläsi. Auringon ultraviolettisäteily hajottaa kemikaaleja ja edistää uusia kemiallisia reaktioita vedyn, metaanin ja typen kanssa.
Ligeia Mare, joka näkyy tässä NASAn Cassini-avaruusaluksen saamissa tiedoissa, on Saturnuksen kuun Titanin toiseksi suurin tunnettu nestemäinen kappale. Se on täynnä nestemäisiä hiilivetyjä, kuten etaania ja metaania, ja se on yksi monista meristä ja järvistä, jotka koristavat Titanin pohjoisnapa-aluetta. Kiitokset: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
Mutta sitten sinulla on raa'an kylmä ympäristö, joka on täysin vihamielinen pinnalla olevalle elämälle.
Hyvä uutinen on, että Titanilla näyttää olevan nestemäinen valtameri jäisen pinnan alla: aivan kuten Jupiterin Europa ja Saturnuksen Enceladus. Tämän vahvistivat huolelliset painovoimamittaukset, jotka Cassini teki 137 ohilentonsa aikana.
Erona on, että Titanilla on kaikki elämän rakennuspalikoita pintakerroksessa, joka ympäröi valtamerta. Katso kuinka tämä on ihanteellinen?
NASAn Jet Propulsion -laboratoriossa, tiedemiesryhmä yrittää selvittää, kuinka todennäköistä on, että Titanin valtamerissä voi olla elämää. Vuodesta 2023 vuoteen 2023 he toivovat selvittävänsä olosuhteet, jotka mahdollistaisivat orgaanisten molekyylien siirtymisen maailman pinnalta sen sisämeriin, täydelliseen asumisympäristöön.
Hiilivetymaailmojen asuttavuus: Titan and Beyond. Kuinka elämä voisi siirtyä Titanin pinnalta sen sisäpuolelle ja päinvastoin. Kiitos: NASA/JPL/NIA
Pyrkimys on nimeltään Hiilivetymaailmojen asuttavuus: Titan and Beyond .
Niiden ensimmäinen tavoite on selvittää, kuinka orgaaniset molekyylit voivat liikkua planeetan ympäri ja kulkeutua ilmakehästä pintaan ja sitten maanalaiseen valtamereen.
Osa tästä työstä on jo tehty käyttämällä Chilen Atacama Large Millimeter/Submillimeter -ryhmän havaintoja Titanin ilmakehän tutkimiseen ja sen kemiallisen sisällön mittaamiseen.
Vaikka Cassini oli paljon lähempänä ja teki osan näistä havainnoista, ALMA on itse asiassa paljon herkempi Titanin ilmakehässä kelluville molekyyleille. Observatorio on pystynyt havaitsemaan muutoksia Titaanin tasoissa, kun Auringon ultraviolettisäteily hajottaa metaania ja molekyylityppeä.
ALMA on valikoima ruokia, jotka sijaitsevat Atacaman autiomaassa Chilessä. Kuva: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), O. Dessibourg
On mahdollista, että nämä orgaaniset molekyylit voivat tihkua alas valtamereen. Tai ehkä orgaaniset molekyylit syntyvät itse Titanin sisältä, ja ne kulkevat ylös ja ulos pinnalla olevien kryovulkaanien kautta.
On luultavasti mahdotonta ottaa näytteitä suoraan maanalaisesta valtamerestä lähitulevaisuudessa, mutta jos pinnalta löytyy vihjeitä, Europalle ehdotetun tehtävän kaltainen kuumennettu luotain voi sulaa jään läpi ja saavuttaa valtameren. Olemme tehneet tästä ideasta kokonaisen jakson.
Sitten he haluavat ymmärtää, voivatko nämä maanalaiset valtameret todella olla asuttavia, ja jos ovat, millaista elämää siellä voisi olla.
Vaikka valtameri on nestemäinen, emme tiedä, onko siinä tarpeeksi oikeita kemikaaleja ja energiaa elämän selviytymiseen. Yksi esimerkki maapallon elämästä, joka voisi osoittaa tietä, on nimeltäänPelobacter acetylenicus, joka syöttää asetyleenistä energiaa ja hiiltä. Tutkijat aikovat simuloida Titanin ympäristöä ja nähdä, kuinka hyvin nämä bakteerit selviävät.
Lopuksi, onko olemassa keinoa, jolla elämä voisi siirtyä takaisin valtameristä Titanin pinnalle, jossa sitä voidaan tutkia läheltä? Vaikka Titanin jääkuoren paksuus saattaa olla 50–80 kilometriä, miljoonien vuosien aikana voi tapahtua geologisia prosesseja, jotka tuovat materiaalia valtamerestä pintaan.
Taiteilijan kuva Titanin sisätiloista, mukaan lukien sen nestemäinen vesikerros. Kiitos: NASA/JPL
Näiden tietojen keräämiseksi tarvitset jonkinlaisen robottitehtävän, joka voisi liikkua nopeasti Titanin pinnalla ja ottaa näytteitä eri paikoista etsiäkseen todisteita elämästä.
Titan on ehdottoman kiehtova, ja meidän on todella lähetettävä tehtävä takaisin tutkiaksemme sitä perusteellisemmin. Ja olen iloinen voidessani ilmoittaa siitä NASA on virallisesti valinnut ydinakkukäyttöisen helikopterin joka tulee Titanille vuonna 2026.
Kuva NASAn Dragonfly-roottorialuksesta Titanilla. Kuvan luotto: NASA
Sen nimi on Dragonfly, ja saatat olla jo tuttu sen yhteistyön ansiosta Tein Everyday Astronautin kanssa viime vuonna . NASA yritti valita Dragonflyn ja komeettanäytteen palautustehtävän välillä. Vaikka toivoisin, että molemmat tehtävät voisivat lentää, tämä olisi ehdottomasti myös minun valintani.
Olosuhteet Titanilla ovat täydelliset lentävälle koneelle. Ilmakehän tiheys on 4 kertaa suurempi kuin Maan, samalla kun painovoima on pienempi. Titanilla lentäminen on kuin uimista maan valtamerissä. Voisit kiinnittää parin siivet käsiisi ja lentää ympäriinsä Titanilla, mitä vakavasti ottaen haluaisin kokeilla.
Dragonfly varustetaan radioisotooppisella termosähkögeneraattorilla, samanlaisella plutoniumparistolla, joka käyttää virtaa Mars Curiositylle, Mars 2020:lle ja monille ulomman aurinkokunnan luotain. Kun plutonium hajoaa, termopari muuttaa lämmön sähköksi avaruusaluksen tehon saamiseksi.
Ja Dragonfly pystyy tuottamaan tarpeeksi sähköä RTG:llä lentääkseen Titanian-ilmakehässä, tehden pidempiä ja pidempiä hyppyjä noin 8 km kerrallaan. Ensisijaisessa tehtävässään sen odotetaan lentävän 175 kilometriä, mikä on kaksinkertainen matka kuin kaikki Mars-kulkijat yhteensä.
Tehtävän odotetaan käynnistyvän vuonna 2026, ja kestää noin 8 vuotta päästä Titaniin ja saapuu vuonna 2034.
Saturnuksen renkaat ovat kaukana, kun Cassini-avaruusalus katsoo kohti Titania ja sen pimeää aluetta nimeltä Shangri-La, itään Huygens-luotaimen laskeutumispaikasta. Kuvan ansiot: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
NASA on valinnut laskeutumispaikaksi päiväntasaajaa lähellä olevat Shangri-lan dyynikentät, paikan, joka on samanlainen kuin Namibian hiekkadyynit. Se hyppää alueelta toiselle, haistaa ja ottaa näytteitä ympärillään olevasta ympäristöstä, kunnes se pääsee Selkin törmäyskraatteriin. Tämä on paikka, joka näyttää olevan todiste menneestä nestemäisestä vedestä ja orgaanisista molekyyleistä.
Tämä on juuri sellainen paikka, jossa voi olla todisteita vedestä, joka on karannut Titanin sisältä sen pintaan. Toisin sanoen täältä saatamme huomata, että Titanilla oli kerran tai on edelleen elämää sen sisämeressä.
On ollut muutamia muita ideoita tutkia Titania, mukaan lukien sukellusvene, joka voisi tutkia hiilivetyjärviä, ja erilaisia veneideoita ja jopa purjevene. Olemme tehneet kokonaisen jakson muista mahdollisista tehtävistä Titanille.
Titan. Palaamme Titaniin ja tällä kertaa lähetämme helikopterin tutkimaan tätä kiehtovaa maailmaa yksityiskohtaisesti. Samaan aikaan tähtitieteilijät ja planeettatieteilijät rakentavat perusteita elämälle, joko nykyiselle tai muinaiselle menneisyydelle, ja kuinka se voisi siirtyä pinnasta sisävaltameriinsä ja päinvastoin. Ja tämä voisi auttaa meitä ymmärtämään, kuinka elämä on voinut syntyä täällä maan päällä.
Lähteet: NASA/JPL , NASA Astrobiology Institute