I den antika grekiska traditionen var titanerna gigantiska gudar av otrolig styrka som härskade under den legendariska guldåldern och födde de olympiska gudarna som vi alla känner och älskar. Saturnus ’s största måne, känd som Titan, heter därför ett passande namn. Förutom att vara Saturnus största måne - och den näst största månen i Solsystem (efter Jupiters måne Ganymedes ) – den är större i volym än till och med den minsta planeten, Merkurius .
Utöver sin storlek är Titan också fascinerande eftersom det är den enda naturliga satellit som är känd för att ha en tät atmosfär , ett faktum som har gjort det mycket svårt att studera tills nyligen. Utöver allt detta är det det enda föremålet förutom jorden där tydliga bevis på stabila kroppar av ytvätska har hittats. Allt detta gör Titan till fokuspunkten för en hel del nyfikenhet och en utmärkt plats för framtida vetenskapliga uppdrag.
Upptäckt och namngivning:
Titan upptäcktes den 25 mars 1655 av den holländska astronomen Christiaan Huygens. Huygens hade inspirerats av Galileos förbättringar av teleskop och hans upptäckt av månar som cirkulerade Jupiter 1610. År 1650 utvecklade han ett eget teleskop med hjälp av sin bror (Constantijn Huygens, Jr.) och observerade den första månen av Saturnus.
År 1655 döpte Huygens detSaturnus måne(latin för 'Saturnus måne') i ett traktat De Saturni Luna Observatio Nova ('En ny observation av Saturnus måne'). När Giovanni Domenico Cassini upptäckte ytterligare fyra månar runt Saturnus mellan 1673 och 1686, började astronomer att hänvisa till dem som Saturnus I till V (med Titan på fjärde plats som Saturnus IV).
En kopia av teleskopet som William Herschel använde för att observera Uranus. Kredit: Alun Salt/Wikimedia Commons
Efter William Herschels upptäckt av mimar och Enceladus 1789, som är närmare Saturnus än någon av de större månarna, måste Saturnus månar återigen omdesignas. Sedan dess blev Titan status fast som Saturnus VI, trots upptäckten av flera mindre månar som var närmare Saturnus sedan dess.
Namnet Titan, tillsammans med namnen på alla de sju stora satelliterna i Saturnus, föreslogs av William Herschels son, John. År 1847 publicerade John Herschel Resultat av astronomiska observationer gjorda vid Godahoppsudden , där han föreslog att månarna skulle döpas efter de mytologiska titanerna – bröderna och systrarna till Cronus, som är den grekiska motsvarigheten till Saturnus.
År 1907 observerade den spanske astronomen Josep Comas i Solà hur lemmar mörknade på Titan. Denna effekt, där mitten av en planet eller stjärna verkar ljusare än kanten (eller lem),var den första indikationen på att Titan hade en atmosfär. 1944 använde Gerard P. Kuiper en spektroskopisk teknik för att fastställa att Titan hade en atmosfär bestående av metan.
Storlek. Massa och omloppsbana:
Med en medelradie på 2576 ± 2 km och en massa på 1,345 × 1023kg, Titan är 0,404 så stor som jorden (eller 1,480 månar) och 0,0225 gånger så massiv (1,829 månar). Dess omloppsbana har en mindre excentricitet på 0,0288, och dess omloppsplan lutar 0,348 grader i förhållande till Saturnus ekvator. Det genomsnittliga avståndet från Saturnus (halvhuvudaxel) är 1 221 870 km – allt från 1 186 680 km vid periapsis (närmast) till 1 257 060 km vid apoapsis (längst bort).
Diameterjämförelse av Titan, månen och jorden. Kredit: NASA/JPL/Space Science Institute/Gregory H. Revera
Titan tar 15 dagar och 22 timmar att fullborda en enda bana av Saturnus. Som Måne och många satelliter som kretsar kring de andra gasjättarna, dess rotationsperiod är identisk med dess omloppsperiod. Således är Titan tidvattenlåst och i en synkron rotation med Saturnus, vilket innebär att ena ansiktet permanent pekar mot planeten.
Komposition och ytegenskaper:
Även om Titan liknar Dione och Enceladus till sin sammansättning, är den tätare på grund av gravitationskompression. När det gäller diameter och massa (och därmed densitet) är Titan mer lik de jovianska månarna Ganymedes och Callisto . Baserat på dess bulkdensitet på 1,88 g/cm3Titans sammansättning tros bestå till hälften av vattenis och hälften av stenigt material.
Dess inre makeup är sannolikt uppdelad i flera lager, med ett 3 400 kilometer (2 100 mi) stenigt centrum omgivet av lager som består av olika former av kristalliserad is. Baserat på bevis som tillhandahålls av Cassini-Huygens uppdraget 2005, tros det att Titan också kan ha ett hav under ytan som finns mellan jordskorpan och flera djupare lager av högtrycksis.
Detta hav under ytan tros bestå av vatten och ammoniak, vilket gör att vattnet kan förbli i flytande tillstånd även vid temperaturer så låga som 176 K (-97 °C). Bevis på en systematisk förskjutning av månens ytegenskaper (som ägde rum mellan oktober 2005 och maj 2007) tyder på att skorpan är frikopplad från det inre – möjligen av ett vätskeskikt däremellan – såväl som hur gravitationsfältet varierar som Titan kretsar kring Saturnus.
Diagram över Titans inre struktur enligt den helt differentierade täthavsmodellen. Kredit: Wikipedia Commons/Kelvinsong
Titans yta är relativt ung – mellan 100 miljoner och 1 miljard år gammal – trots att den har bildats under det tidiga solsystemet. Dessutom verkar det vara relativt jämnt, med nedslagskratrar som har fyllts i. Höjdvariationen är också låg och sträcker sig lite mer än 150 meter, men med enstaka berg som når mellan 500 meter och 1 km i höjd.
Detta tros bero på geologiska processer som har omformat Titans yta över tiden. Till exempel, en räckvidd som mäter 150 km (93 mi) lång, 30 km (19 mi) bred och 1,5 km (0,93 mi) hög har ingjutits på södra halvklotet, sammansatt av isigt material och täckt av metansnö. Rörelsen av tektoniska plattor, kanske påverkad av en närliggande nedslagsbassäng, kunde ha öppnat en lucka genom vilken bergets material växte upp.
Sedan finns det Sotra Patera , en kedja av berg som är 1000 till 1500 m (0,62 och 0,93 mi) i höjd, har några toppar toppade av kratrar, och vad som verkar vara frusna lavaflöden vid dess bas. Om vulkanismen på Titan verkligen existerar, är hypotesen att den drivs av energi som frigörs från sönderfallet av radioaktiva element i manteln, tidvattenböjning orsakad av Saturnus inflytande, eller möjligen interaktionen mellan Titans underjordiska islager.
En alternativ teori är att Titan är en geologiskt död värld och att ytan är formad av en kombination av nedslagskratring, strömmande vätska och vinddriven erosion, massförlust och andra externt motiverade processer. Enligt denna hypotes släpps inte metan ut av vulkaner utan diffunderar långsamt ut ur Titans kalla och stela inre.
Uppdaterade kartor över Titan, baserade på delsystemet Cassini avbildningsvetenskap. Kredit: NASA/JPL/Space Science Institute
De få nedslagskratrar som upptäckts på Titans yta inkluderar en 440 km (270 mi) bred tvåringad nedslagsbassäng med namnet Menrva , som kan identifieras från dess ljus-mörka koncentriska mönster. En mindre, 60 km (37 mi) bred krater med platt golv Sinlap och en 30 km (19 mi) krater med en central topp och mörkt golv Ksa har också observerats.
Radar och orbital avbildning har också avslöjat ett antal 'krateriformer' på ytan, cirkulära särdrag som kan vara stötrelaterade. Dessa inkluderar en 90 km (56 mi) bred ring av ljust, grovt material som kallas Stilig , som tros vara en nedslagskrater fylld av mörkt, vindblåst sediment. Flera andra liknande egenskaper har observerats i mörker Shangri La och Aaru-regionerna.
Förekomsten av kryovulkanism har också teoretiserats baserat på det faktum att det uppenbarligen inte finns tillräckligt med flytande metan på Titans yta (se nedan) för att förklara atmosfärens metan. Men hittills är de enda indikationerna på kryovulkanism särskilt ljusa och mörka drag på ytan och 200 m (660 fot) strukturer som liknar lavaflöden som upptäcktes i regionen som kallas Hotei Arcus .
Titans yta genomsyras också av strimmiga drag (aka. ' sanddyner '), av vilka några är hundratals kilometer långa och flera meter höga. Dessa verkar orsakas av kraftfulla, alternerande vindar som orsakas av interaktionen mellan solen och Titans täta atmosfär. Titans yta är också markerad av breda områden av ljus och mörk terräng.
Radarbild av rader av sanddyner på Titan. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Dessa inkluderar Xanadu , ett stort, reflekterande ekvatorialområde som först identifierades av Rymdteleskopet Hubble 1994 och senare avCassinirymdskepp. Denna region (som är ungefär lika stor som Australien) är mycket mångfaldig, fylld av kullar, dalar, klyftor och på sina ställen genomkorsad av mörka linjer – slingrande topografiska drag som liknar åsar eller springor.
Dessa kan vara en indikation på tektonisk aktivitet, vilket skulle innebära att Xanadu är geologiskt ung. Alternativt kan lineamenten vara vätskeformade kanaler, vilket tyder på gammal terräng som har genomskurits av bäcksystem. Det finns mörka områden av liknande storlek på andra ställen på Titan, som har visat sig vara fläckar av vattenis och organiska föreningar som mörknat på grund av exponering för UV-strålning.
Methane Lakes:
Titan är också hem för sina berömda 'kolvätehav', sjöar av flytande metan och andra kolväteföreningar. Många av dessa har upptäckts nära polarområdena, som t.ex Lake Ontario . Denna bekräftade metansjö nära sydpolen har en yta på 15 000 km² (gör den 20 % mindre än sin namne, Lake Ontario) och ett maximalt djup på 7 meter (23 fot).
Men den största mängden vätska är Kraken Mare , en metansjö nära nordpolen. Med en yta på cirka 400 000 km² är den större än Kaspiska havet och beräknas vara 160 meter djup. Grunda kapillärvågor (aka. krusningsvågor) som är 1,5 centimeter höga och rör sig med hastigheter på 0,7 meter per sekund har också upptäckts.
Mosaik av bilder tagna i nära infrarött ljus som visar Titans polarhav (vänster) och en radarbild av Kraken Mare (höger), båda tagna av rymdfarkosten Cassini. Kredit: NASA/JPL
Sedan finns det Ligeia Mare , den näst största kända vätskekroppen på Titan, som är ansluten till Kraken Mare och också belägen nära nordpolen. Med en yta på cirka 126 000 km² och en strandlinje som är över 2 000 km (1240 mi) lång är den större än Lake Superior. Ungefär som Kraken Mare, har den fått sitt namn från den grekiska mytologin; i detta fall efter en av sirenerna.
Det var här som NASA först märkte ett ljust föremål som mätte 260 km² (100 kvadrat miles), som de döpte till “Magiska ön” . Detta föremål sågs först i juli 2013, försvann sedan senare, bara för att dyka upp igen (något ändrat) i augusti 2014. Det tros vara färgat till Titans föränderliga årstider, och förslag på vad det kan vara sträcker sig från ytvågor och stigande bubblor till flytande fasta ämnen suspenderade under ytan.
Även om de flesta av sjöarna är koncentrerade nära polerna (där låga nivåer av solljus förhindrar avdunstning), har ett antal kolvätesjöar också upptäckts i de ekvatoriska ökenregionerna. Detta inkluderar en nära Huygens landningsplats i Shangri-la-regionen, som är ungefär hälften så stor som Utahs Great Salt Lake. Liksom ökenoaser på jorden, spekuleras det att dessa ekvatorialsjöar matas av underjordiska akviferer.
SammantagetCassiniRadarobservationer har visat att sjöar bara täcker några få procent av ytan, vilket gör Titan mycket torrare än jorden. Sonden gav emellertid också starka indikationer på att det finns avsevärt flytande vatten 100 km under ytan. Ytterligare analys av data tyder på att detta hav kan vara lika salt som Döda havet.
Under tidigare förbiflygningar var 'Magic Island' inte synlig nära Ligeia Mares kustlinje (vänster). Sedan, under Cassinis 20 juli 2013, dök funktionen förbi (höger). Kredit: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
Andra studier tyder på att metanregn (se nedan) på Titan kan interagera med isiga material under jorden för att producera etan och propan som så småningom kan matas in i floder och sjöar.
Atmosfär:
Titan är den enda månen i solsystemet med en betydande atmosfär, och den enda kroppen förutom jorden vars atmosfär är kväverik. Nya observationer har visat att Titans atmosfär är tätare än Jordens , med ett yttryck på cirka 1,469 KPa – 1,45 gånger jordens. Det är också cirka 1,19 gånger så massivt som jordens atmosfär totalt sett, eller cirka 7,3 gånger mer massivt per yta.
Atmosfären består av ogenomskinliga dislager och andra källor som blockerar det mesta synliga ljuset från solen och skymmer dess ytegenskaper (liknande Venus ). Titans lägre gravitation betyder också att dess atmosfär är mycket mer utsträckt än jordens. I stratosfären är atmosfärens sammansättning 98,4 % kväve och de återstående 1,6 % består mestadels av metan (1,4 %) och väte (0,1–0,2 %).
Det finns spårmängder av andra kolväten, såsom etan, diacetylen, metylacetylen, acetylen och propan; samt andra gaser som cyanoacetylen, vätecyanid, koldioxid, kolmonoxid, cyanogen, argon och helium. Kolvätena tros bildas i Titans övre atmosfär i reaktioner som är ett resultat av uppdelningen av metan av solens ultravioletta ljus, vilket ger en tjock orange smog.
Energi från solen borde ha omvandlat alla spår av metan i Titans atmosfär till mer komplexa kolväten inom 50 miljoner år - en kort tid jämfört med solsystemets ålder. Detta tyder på att metan måste fyllas på av en reservoar på eller inom Titan själv. Metanets slutliga ursprung i dess atmosfär kan vara dess inre, frigjort via utbrott från kryovulkaner .
Falsk färgbild av Titans atmosfär. Kredit: NASA/JPL/Space Science Institute/ESA
Titans yttemperatur är cirka 94 K (-179,2 °C), vilket beror på att Titan får cirka 1 % så mycket solljus som jorden. Vid denna temperatur har vattenis ett extremt lågt ångtryck, så den lilla vattenångan som finns tycks vara begränsad till stratosfären. Månen skulle vara mycket kallare om det inte vore för det faktum att den atmosfäriska metanen skapar en växthuseffekt på Titans yta.
Omvänt bidrar dis i Titans atmosfär till en anti-växthuseffekt genom att reflektera solljus tillbaka ut i rymden, upphäva en del av växthuseffekten och göra dess yta betydligt kallare än dess övre atmosfär. Dessutom regnar Titans atmosfär periodvis flytande metan och andra organiska föreningar på dess yta.
Baserat på studier som simulerar Titans atmosfär, har NASA-forskare spekulerat i det komplexa organiska molekyler kan uppstå på Titan (se nedan). Dessutom propen – aka. propen, en klass av kolväten – har också upptäckts i Titans atmosfär. Detta är första gången propen har hittats på någon annan måne eller planet än jorden, och tros bildas från rekombinerade radikaler skapade av UV-fotolys av metan.
Bebyggelse:
Titan tros vara en prebiotisk miljö rik på komplex organisk kemi med ett möjligt flytande hav under ytan som fungerar som en biotisk miljö. Pågående forskning av Titans atmosfär har fått många forskare att teoretisera att förhållandena där liknar det som fanns på en urjord, med det viktiga undantaget av brist på vattenånga.
Många experiment har visat att en atmosfär som liknar Titans, med tillägg av UV-strålning , skulle kunna ge upphov till komplexa molekyler och polymera ämnen som tolins . Dessutom oberoende forskning utförd av University of Arizona rapporterade att när energi applicerades på en kombination av gaser som de som finns i Titans atmosfär, producerades många organiska föreningar. Dessa inkluderar de fem nukleotidbaserna – byggstenarna i DNA och RNA – samt aminosyror, som är proteinets byggstenar.
Flera laboratoriesimuleringar har gjorts som har lett till förslaget att tillräckligt med organiskt material finns på Titan för att starta en kemisk utvecklingsprocess analog med vad som tros ha startat liv här på jorden. Även om denna teori antar närvaron av vatten som skulle förbli i flytande tillstånd under längre perioder som har observerats, kan organiskt liv teoretiskt överleva i Titans hypotetiska hav under ytan.
Ungefär som på Europa och andra månar, skulle detta liv sannolikt ta formen av extremofiler – organismer som trivs i extrema miljöer. Värmeöverföring mellan de inre och övre skikten skulle vara avgörande för att upprätthålla livet under ytan, troligen genom varmvatten ventilation ligger vid gränsen mellan havet och kärnan. Att atmosfärens metan och kväve kan vara av biologiskt ursprung har också undersökts.
Det har också föreslagits att liv kan existera i Titans sjöar av flytande metan, precis som organismer på jorden lever i vatten. Sådana organismer skulle andas in diväte (H²) i stället för syrgas (O²), metabolisera den med acetylen istället för glukos och sedan andas ut metan istället för koldioxid. Även om alla levande varelser på jorden använder flytande vatten som lösningsmedel, spekuleras det att livet på Titan faktiskt skulle kunna leva i flytande kolväten.
Flera experiment och modeller har konstruerats för att testa denna hypotes. Atmosfäriska modeller har till exempel visat det molekylärt väte finns i större överflöd i den övre atmosfären och försvinner nära ytan – vilket stämmer överens med möjligheten till metanogena livsformer. En annan studie har visat att det finns låga nivåer av acetylen på Titans yta, vilket också är i linje med hypotesen om organismer som konsumerar kolväten.
Under 2015 har ett team av kemiingenjörer vid Cornell University gick så långt som att konstruera ett hypotetiskt cellmembran som kunde fungera i flytande metan under förhållanden liknande de på Titan. Består av små molekyler som innehåller kol, väte och kväve, sades denna cell ha samma stabilitet och flexibilitet som cellmembran på jorden. Detta hypotetiska cellmembran kallades en 'azotosom' (en kombination av 'azote', franska för kväve och 'liposom').
Dock, NASA har registrerats som påstår att dessa teorier förblir helt hypotetiska. Vidare har det betonats att andra teorier om varför väte- och acetylennivåerna är lägre närmare ytan är mer rimliga. Dessa inkluderar ännu oidentifierade fysiska eller kemiska processer – såsom en ytkatalysator som accepterar kolväten eller väte – eller förekomsten av brister i de nuvarande modellerna för materialflöde.
Dessutom skulle livet på Titan möta enorma hinder jämfört med livet på jorden – vilket gör varje analogi med jorden problematisk. För det första är Titan för långt från solen, och dess atmosfär saknar kolmonoxid (CO), vilket resulterar i att den inte behåller tillräckligt med värme eller energi för att utlösa biologiska processer. Dessutom finns vatten bara på Titans yta i fast form.
Så medan de prebiotiska tillstånden som är förknippade med organisk kemi existerar på Titan, kanske inte livet självt. Men förekomsten av dessa tillstånd förblir ett föremål för fascination bland forskare. Och eftersom dess atmosfär tros vara analog med jordens i det avlägsna förflutna, kan forskning på Titan bidra till att förbättra vår förståelse av den jordlevande biosfärens tidiga historia.
Utforskning:
Titan kan inte upptäckas utan hjälp av instrumentering och är ofta svårt för amatörastronomer på grund av störningar från Saturnus lysande jordklot och ringsystem. Och även efter utvecklingen av kraftfulla teleskop gjorde Titans täta, disiga atmosfär observationer av ytan mycket svåra. Därför var observationer av både Titan och dess ytegenskaper före rymdåldern begränsade.
Den första sonden som besökte det Saturniska systemet var Pioneer 11 1979, som tog bilder av Titan och Saturnus tillsammans och avslöjade att Titan förmodligen var för kallt för att försörja livet. Titan undersöktes 1980 och 1981 av båda Reser 1 och 2 rymdsonder, respektive. MedanReser 2lyckades ta ögonblicksbilder av Titan på väg till Uranus och Neptunus, baraReser 1lyckades genomföra en förbiflygning och ta bilder och avläsningar.
Detta inkluderade avläsningar av Titans densitet, sammansättning och temperatur i atmosfären, och få en exakt mätning av Titans massa. Atmosfärisk dis förhindrade direkt avbildning av ytan; men 2004, intensiv digital bearbetning av bilder tagnaReser 1's orange filter avslöjade antydningar av ljusa och mörka funktioner som nu är kända som Xanadu och Shangri-la.
Voyager 2-fotografi av Titan, taget den 23 augusti 1981, som visar några detaljer i molnsystemen på denna Saturniska måne. Kredit: NASA/JPL
Trots det skulle mycket av mysteriet kring Titan inte börja skingras förrän denCassini-Huygensmission – ett gemensamt projekt mellan NASA och European Space Agency (ESA) som är namngiven för att hedra de astronomer som gjorde de största upptäckterna med Saturnus månar. Rymdfarkosten nådde Saturnus den 1 juli 2004 och påbörjade processen att kartlägga Titans yta med radar.
DeCassinisonden flög förbi Titan den 26 oktober 2004 och tog de högsta upplösta bilderna någonsin av Titans yta, med kräsna fläckar av ljus och mörker som annars var osynliga för det mänskliga ögat. Under loppet av många nära förbiflygningar av Titan,Cassinilyckats upptäcka rikliga vätskekällor på ytan i den nordliga polarregionen, i form av många sjöar och hav.
De Huygens sonden landade på Titan den 14 januari 2005, vilket gör Titan till den kropp som ligger längst bort från jorden som har en rymdsond som landar på dess yta. Under loppet av sina undersökningar skulle den upptäcka att många av ytegenskaperna verkar ha bildats av vätskor någon gång i det förflutna.
Efter landning strax utanför den östligaste spetsen av den ljusa regionen som nu kallas Adiri , fotograferade sonden bleka kullar med mörka 'floder' som rinner ner till en mörk slätt. Den nuvarande teorin är att dessa kullar (aka. 'högland') huvudsakligen består av vattenis, och att mörka organiska föreningar – skapade i den övre atmosfären – kan komma ner från Titans atmosfär med metanregn och avsättas på slätterna med tiden .
Konstnärsskildring av Huygens som landar på Titan. Kredit: ESA
Huygens fick också fotografier av en mörk slätt täckt av små stenar och småsten (bestående av vattenis) som visade tecken på erosion och/eller fluvial aktivitet. Ytan är mörkare än ursprungligen förväntat, bestående av en blandning av vatten och kolväteis. Den 'jord' som syns på bilderna tolkas som nederbörd från kolvätediset ovan.
Flera förslag för att återlämna en robotrymdsond till Titan har lagts fram de senaste åren. Dessa inkluderar Titan Saturn System Mission (TSSM) – ett gemensamt NASA/ESA-förslag för utforskning av Saturnus månar – som föreställer sig en varmluftsballong som flyter i Titans atmosfär och bedriver forskning under en period av sex månader.
2009 tillkännagavs det att TSSM förlorade mot ett konkurrerande koncept som är känt Europa Jupiter System Mission (EJSM) – ett gemensamt NASA/ESA-uppdrag som kommer att bestå av att skicka två sonder till Europa och Ganymedes för att studera deras potentiella beboelighet.
Det fanns också ett förslag som kallas Titan Mare Explorer (TiME), ett koncept som övervägs av NASA i samarbete med Lockheed Martin. Detta uppdrag skulle involvera en lågprislandare som plaskar ner i en sjö på Titans norra halvklot och flyter på sjöns yta i 3 till 6 månader. NASA meddelade dock 2012 att de förespråkade lägre kostnad Insikt Mars lander istället, som är planerad att skickas till Mars 2016.
Ett annat uppdrag till Titan föreslogs i början av 2012 av Jason Barnes, en vetenskapsman vid University of Idaho. Känd som Luftfarkost för in-situ och luftburen Titan Spaning (AVIATR), detta obemannade plan (eller drönaren) skulle flyga genom Titans atmosfär och ta högupplösta bilder av ytan. NASA godkände inte de begärda 715 miljonerna dollar vid den tiden och framtiden för projektet är osäker.
Ett annat sjölanderprojekt känt som Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer (TALISE) föreslogs i slutet av 2012 av det spanska privata ingenjörsföretaget SENER och Centro de Astrobiología i Madrid. Den stora skillnaden mellan denna och TiME-sonden är att TALISE-konceptet inkluderar ett eget framdrivningssystem och skulle därför inte vara begränsat till att bara driva på sjön när den stänker ner.
Som svar på NASA:s 2010 Discovery Announcement, konceptet känt som Resan till Enceladus och Titan (JET) föreslogs. Utvecklat av Caltech och JPL, skulle detta uppdrag bestå av en billig astrobiologisk orbiter som skulle skickas till det Saturniska systemet för att bedöma beboelighetspotentialen hos Enceladus och Titan.
2015, NASA Innovativa avancerade koncept (NIAC) tilldelas en Fas II-bidrag till en föreslagen robotubåt för att ytterligare undersöka och utveckla konceptet. Denna ubåtsutforskare, om den skulle sättas in till Titan, kommer att utforska djupet av Kraken Mare för att undersöka dess makeup och potential för att stödja liv.
Kolonisering:
Koloniseringen av Saturnussystemet ger många fördelar jämfört med andra gasjättar i solsystemet. Enligt Dr Robert Zubrin – en amerikansk flygingenjör, författare och en förespråkare för utforskningen av Mars – dessa inkluderar dess relativa närhet till jorden, dess låga strålning och dess utmärkta månsystem. Zubrin har också sagt att Titan är den viktigaste av dessa månar när det gäller att bygga en bas för att utveckla systemets resurser.
Konstnärens uppfattning om möjlig Titan 'floater' designad av NASA och ESA. Kredit: bisbos.com
Till att börja med har Titan ett överflöd av alla element som är nödvändiga för att stödja liv, såsom atmosfäriskt kväve och metan, flytande metan och flytande vatten och ammoniak. Vatten kan lätt användas för att generera andningsbart syre, och kväve är idealiskt som buffertgas för att skapa en trycksatt atmosfär som andas. Dessutom skulle kväve, metan och ammoniak alla kunna användas för att producera gödningsmedel för att odla mat.
Dessutom har Titan ett atmosfärstryck som är en och en halv gånger jordens, vilket innebär att det inre lufttrycket i landningsfarkoster och livsmiljöer kan ställas in lika med eller nära det yttre trycket. Detta skulle avsevärt minska svårigheten och komplexiteten för konstruktionsteknik för landningsfarkoster och livsmiljöer jämfört med låg- eller nolltrycksmiljöer som t.ex. månen , Mars , eller den Asteroidbälte .
Den tjocka atmosfären gör också strålning till ett icke-problem, till skillnad från andra planeter eller Jupiters månar. Och även om Titans atmosfär innehåller brandfarliga föreningar, utgör dessa bara en fara om de blandas med tillräckligt med syre – annars kan förbränning inte uppnås eller upprätthållas. Slutligen, det mycket höga förhållandet mellan atmosfärisk densitet och ytgravitation minskar också avsevärt det vingspann som krävs för att flygplan ska kunna bibehålla lyftkraften.
Utöver detta erbjuder Titan många utmaningar för mänsklig kolonisering. Till att börja med har månen en yttyngdkraft på 0,138 g, vilket är något mindre än månens. Att hantera de långsiktiga effekterna av detta är en utmaning, och vad dessa effekter skulle vara (särskilt för barn födda på Titan) är för närvarande inte kända. Men de skulle sannolikt inkludera förlust av bentäthet, muskelförsämring och ett försvagat immunförsvar.
Konstnärens intryck av framtida kolonister som flyger över Ligeia Mare på Titan. Kredit: Erik Wernquist/erikwernquist.com
Temperaturen på Titan är också betydligt lägre än på jorden, med en medeltemperatur på 94 K (-179 °C, eller -290,2 °F). I kombination med det ökade atmosfärstrycket varierar temperaturerna mycket lite över tiden och från en lokal till en annan. Till skillnad från i ett vakuum gör den höga atmosfäriska densiteten termoisolering till ett betydande tekniskt problem. Ändå, jämfört med andra fall för kolonisering, är problemen förknippade med att skapa en mänsklig närvaro på Titan relativt överkomliga.
Titan är en måne som är höljd i mystik, både bokstavligt och metaforiskt. Tills helt nyligen kunde vi inte urskilja vilka hemligheter den höll eftersom dess atmosfär helt enkelt var för tjock för att se under. Men under de senaste åren har vi lyckats dra tillbaka det höljet och få en bättre titt på månens yta. Men på många sätt har detta bara förvirrat känslan av mystik kring denna värld.
Kanske kommer vi en dag att skicka astronauter till Titan och hitta livsformer där som helt förändrar vår uppfattning om vad liv är och var det kan frodas. Kanske hittar vi bara extremofiler, livsformer som lever i de djupaste delarna av dess inre hav hopkurade runt hydrotermiska ventiler, eftersom dessa fläckar är det enda stället på Titan där livsformer kan existera.
Kanske kommer vi till och med att kolonisera Titan en dag och använda den som en bas för vidare utforskning av solsystemet och resursutvinning. Då kan vi komma att lära känna nöjena med att titta upp på en ringad planet på himlen när vi seglar på en metansjö, medan solens disiga ljus sipprar ner på de kalla kolvätehaven. Man kan bara hoppas... och drömma!
Vi har många intressanta artiklar om Titan här på Universe Today. Här är några på Titans atmosfär , det är mystiskt sanddyner , och hur vi kan utforska det med en robotsegelbåt .
För mer information om Titans metansjöar, kolla in den här artikeln om Titans nordpol , och den här om Kraken Mare .
Här är NASA:s Cassini-uppdrag till Saturnus och Titan, och här är ESA:s version .
Vi har spelat in två avsnitt av Astronomy Cast bara om Saturnus. Den första är Avsnitt 59: Saturnus , och den andra är Avsnitt 61: Saturnus månar .
