• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Vad sägs om ett uppdrag till Titan?

    Titanbild tagen av Cassini den 7 oktober, 2013. Kredit:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

    Som du säkert vet, NASA tillkännagav nyligen planer på att skicka ett uppdrag till Jupiters måne Europa. Om allt går bra, Europa Clipper kommer att sprängas för världen under 2020-talet, och kretsa runt den iskalla månen för att upptäcka alla dess hemligheter.

    Och det är bra och allt, Jag gillar Europa bra. Men vet du vart jag verkligen vill att vi ska åka härnäst? Titan.

    Titan, som du säkert vet, är den största månen som kretsar kring Saturnus. Faktiskt, det är den näst största månen i solsystemet efter Jupiters Ganymedes. Den mäter 5, 190 kilometer tvärs över, nästan hälften av jordens diameter. Det här stället är stort.

    Den kretsar runt Saturnus var 15:e timme och 22:e dag, och som många stora månar i solsystemet, det är tidvattenlåst till sin planet, visar alltid Saturnus ena sidan.

    Innan NASA:s rymdfarkost Voyager anlände 1980, astronomer trodde faktiskt att Titan var den största månen i solsystemet. Men Voyager visade att den faktiskt har en tjock atmosfär, som sträcker sig långt ut i rymden, vilket gör månens verkliga storlek svår att bedöma.

    Denna atmosfär är en av de mest intressanta egenskaperna hos Titan. Faktiskt, det är den enda månen i hela solsystemet med en betydande atmosfär. Om du kunde stå på ytan, du skulle uppleva ungefär 1,45 gånger det atmosfäriska trycket på jorden. Med andra ord, du skulle inte behöva en tryckdräkt för att vandra runt Titans yta.

    Du skulle, dock, behöver en kappa. Titan är otroligt kall, med en medeltemperatur på nästan -180 Celsius. För er Fahrenheit-människor är det -292 F. Den kallaste marktemperaturen som någonsin uppmätts på jorden är nästan -90 C, så mycket kallare.

    Du skulle också behöva något sätt att andas, eftersom Titans atmosfär nästan helt består av kväve, med spårmängder av metan och väte. Den är tjock och giftig, men inte mördande, som Venus.

    Titan har bara utforskats ett par gånger, och vi har faktiskt bara landat på det en gång.

    Den första rymdfarkosten som besökte Titan var NASAs Pioneer 11, som flög förbi Saturnus och dess månar 1979. Denna förbiflygning följdes av NASA:s Voyager 1 1980 och sedan Voyager 2 1981. Voyager 1 fick en speciell bana som skulle ta den så nära Titan som möjligt för att ge oss en närbild syn på världen.

    Voyager kunde mäta sin atmosfär, och hjälpte forskare att beräkna Titans storlek och massa. Den fick också en antydan om mörkare områden som senare skulle visa sig vara oceaner av flytande kolväten.

    Saturnus måne Titan ligger under en tjock filt av orange dis i denna Voyager 1-bild. Kredit:NASA

    Den sanna tidsåldern för Titan-utforskning började med NASA:s rymdskepp Cassini, som anlände till Saturnus den 4 juli, 2004. Cassini gjorde sin första förbiflygning av Titan den 26 oktober, 2004, komma till inom 1, 200 kilometer eller 750 miles från planeten. Men detta var bara början. Vid slutet av sitt uppdrag senare i år, Cassini kommer att ha gjort 125 förbiflygningar av Titan, kartlägga världen i otrolig detalj.

    Cassini såg att Titan faktiskt har ett mycket komplicerat hydrologiskt system, men istället för flytande vatten, det har väder av kolväten. Himlen är prickad med metanmoln, som kan regna och fylla oceaner av nästan ren metan.

    Och vi vet allt om detta på grund av Cassinis Huygens landare, som lossnade från rymdfarkosten och landade på Titans yta den 14 januari, 2005. Här är en fantastisk timelapse som visar utsikten från Huygens när den passerade ner genom Titans atmosfär, och landade på dess yta.

    Huygens landade på en platt slätt, omgiven av "stenar", frusna kulor av vattenis. Det här var tur, men sonden byggdes också för att flyta om den skulle råka landa på vätska istället.

    Det varade i cirka 90 minuter på Titans yta, skickar data tillbaka till jorden innan det blev mörkt, avslutar den mest avlägsna landning som mänskligheten någonsin har åstadkommit i solsystemet.

    Även om vi vet ganska mycket om Titan, det finns fortfarande så många mysterier. Den första stora är vätskecykeln. Tvärs över Titan finns dessa stora oceaner av flytande metan, som avdunstar för att skapa metanmoln. Dessa regn, skapar dimma och till och med floder.

    Är det vulkaniskt? Det finns regioner i Titan som definitivt ser ut som om det har funnits vulkaner nyligen. Kanske är de kryovulkaner, där tidvatteninteraktionerna med Saturnus gör att vatten väller upp från skorpan och bryter ut på ytan.

    Finns det liv där? Detta är kanske den mest spännande möjligheten av alla. Det metanrika systemet har prekursorkemikalier som livet på jorden förmodligen använde för att komma igång för miljarder år sedan. Det finns förmodligen uppvärmda områden under ytan och flytande vatten som kan upprätthålla liv. But there could also be life as we don't understand it, using methane and ammonia as a solvent instead of water.

    To get a better answer to these questions, we've got to return to Titan. We've got to land, rove around, sail the oceans and swim beneath their waves.

    Now you know all about this history of the exploration of Titan. It's time to look at serious ideas for returning to Titan and exploring it again, especially its oceans.

    Rymdfarkosten, balloon, and lander of the Titan Saturn System Mission. Kredit:NASA Jet Propulsion Laboratory

    Planetary scientists have been excited about the exploration of Titan for a while now, and a few preliminary proposals have been suggested, to study the moon from the air, landet, and the seas.

    Först ut, there's the Titan Saturn System Mission, a mission proposed in 2009, for a late 2020s arrival at Titan. This spacecraft would consist of a lander and a balloon that would float about in the atmosphere, and study the world from above. Over the course of its mission, the balloon would circumnavigate Titan once from an altitude of 10km, taking incredibly high resolution images. The lander would touch down in one of Titan's oceans and float about on top of the liquid methane, sampling its chemicals.

    As we stand right now, this mission is in the preliminary stages, and may never launch.

    In 2012, Dr. Jason Barnes and his team from the University of Idaho proposed sending a robotic aircraft to Titan, which would fly around in the atmosphere photographing its surface. Titan is actually one of the best places in the entire solar system to fly an airplane. It has a thicker atmosphere and lower gravity, and unlike the balloon concept, an airplane is free to go wherever it needs powered by a radioactive thermal generator.

    Although the mission would only cost about $750 million or so, NASA hasn't pushed it beyond the conceptual stage yet.

    The Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR) concept for an aerial explorer for Titan. Credit:Mike Malaska

    An even cooler plan would put a boat down in one of Titan's oceans. In 2012, a team of Spanish engineers presented their idea for how a Titan boat would work, using propellers to put-put about across Titan's seas. They called their mission the Titan Lake In-Situ Sampling Propelled Explorer, or TALISE.

    Propellers are fine, but it turns out you could even have a sailboat on Titan. The methane seas have much less density and viscosity than water, which means that you'd only experience about 26% the friction of Earth. Cassini measured windspeeds of about 3.3 m/s across Titan, which half the average windspeed of Earth. But this would be plenty of wind to power a sail when you consider Titan's thicker atmosphere.

    And here's my favorite idea. A submarine. This 6-meter vessel would float on Titan's Kraken Mare sea, studying the chemistry of the oceans, measuring currents and tides, and mapping out the sea floor.

    On the left is TALISE (Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer), the ESA proposal. This would have its own propulsion, in the form of paddlewheels. Credit:bisbos.com

    It would be capable of diving down beneath the waves for periods, studying interesting regions up close, and then returning to the surface to communicate its findings back to Earth. This mission is in the conceptual stage right now, but it was recently chosen by NASA's Innovative Advanced Concepts Group for further study. Om allt går bra, the submarine would travel to Titan by 2038 when there's a good planetary alignment.

    Okay? Are you convinced? Let's go back to Titan. Let's explore it from the air, crawl around on the surface and dive beneath its waves. It's one of the most interesting places in the entire solar system, and we've only scratched the surface.

    If I've done my job right, you're as excited about a mission to Titan as I am. Let's go back, let's sail and submarine around that place. Let me know your thoughts in the comments.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com