Titan je jedním velikým plynovým zásobníkem. Jednoho dne se může stát trochu odlehlejší čerpací stanicí. Množství tekutých uhlovodíků (použitelných jako palivo) na Titanu totiž zhruba stokrát přesahuje veškeré pozemské zásoby.
Tři sta let jsme ho pozorovali jen pozemskými teleskopy. Moc z něj přitom díky husté neprůhledné atmosféře vidět nebylo.
O to zajímavější byly první snímky, které pořídil vesmírný teleskop Hubble. Fotografoval Titan v blízkém infračerveném spektru, ve spektrální oblasti, která dovoluje proniknout skrz mraky i jeho organický smog.
Jednoznačným překvapením byly zřetelné světlé plochy, které se střídají s tmavšími. Nic podobného totiž u ostatních měsíců srovnatelné velikosti nepozorujeme. Zato útvary, které jsou jinde běžné, pro změnu neexistují na Titanu. Na první pohled chybí například krátery po zásazích asteroidů.
Světlé oblasti by se snad daly vysvětlit přítomností ledu a tmavé by mohla být silikátová pohoří, doufali astronomové.
Také první sondy, které kolem Saturnu prolétaly na konci sedmdesátých let, moc detailů na Titanově povrchu nezaznamenaly. Jejich rozlišení bylo příliš malé, sonda Pioneer 11 se dostala například jen do vzdálenosti 350 000 km.
Další průzkum Titanu se odehrál díky sondě Voyager 1. Minula měsíc ve vzdálenosti 4000 km v listopadu roku 1980. Ani jí se ale díky husté atmosféře nepodařilo spatřit Titanův povrch. Alespoň ale mohla prozkoumat její složení a změřit velikost, hmotnost a oběžnou dráhu měsíce. Také její sestra, Voyager 2 využila gravitaci Saturnu ke swing-by manévru (urychlení a změně kursu) na své cestě do vnějších částí Slunečního systému. Její dráha byla ale jiná a do blízkosti Titanu se nedostala.
Nejvíce informací o Titanu máme díky nejnovější sondě – Cassini - Huygens, která ze Země odstartovala v roce 1997. Orbitální část Cassini je první dlouhodobou sondou, která se pohybuje v blízkosti Saturnu. Přistávací modul, nazvaný Huygens, byl určen Saturnově největšímu měsíci, Titanu.
Přistání Huygens na Titanu
Cassini-Huygens dorazila k Saturnu 1. 7. 2004. O vánocích, 25. 12. 2004 se od sondy oddělila přístávací část Huygens, aby o tři týdny později, 14. Ledna 2005, dosáhla povrchu Saturnova největšího měsíce. Získala tak jedno prvenství - je první sondou, která kdy přistála na jiném měsíci Sluneční soustavy.
Přistávací manévr začíná o vánocích explozí tří menších náloží, které oddělí modul Huygens od zbytku sondy Cassini.
O tři týdny později vstupuje Huygens ve výšce 1270 km do Titanovy atmosféry. Brzdí se o vrchní část atmosféry. O čtyři minuty později už má rychlost jen 400 m/s. Nachází se ve výšce 180 km a otevírá první padák. Ten má za úkol odtrhnout vrchní tepelný štít a zaktivovat hlavní padák. Ve výšce 160 km nad povrchem se oddělí spodní tepelný štít a zaktivují se některé přístroje. Huygens pořizuje první spektrální analýzy a fotografie. Ve výšce už jen pouhých 125 km se odděluje hlavní padák a otevírá se ten poslední, v pořadí třetí. V šedesátikilometrové výšce začíná pracovat radar, takže se přistávací modul může aktivně podílet na přistání a nemusí se už spoléhat na předprogramovaný software. Zhruba o tři čtvrtě hodiny později dosedá modul Huygens na povrch Titanu. Na konci přistávacího manévru, který trval 2,5 hodiny, sonda dosedla na povrch měsíce rychlostí 4,5 m/s. Registrovala ve svém okolí teplotu -180 °C a tlak 1467 mbar.
Během celého přistání Huygens vysílala obrázky, snímané kamerou i akustické signály – hvizd atmosféry a větru. Vzniklé video je volně dostupné a můžete se na něj podívat i na youtube.
Signály vysílá Huygens ještě hodinu a deset minut. Poté se její signál orbiteru Cassini, mizejícímu za obzorem, navždy ztrácí. Tím daleko převyšuje původní odhady „trvanlivosti“ sondy. Podle propočtů měla Huygens pracovat 3 – 30 minut. S pouhými třemi minutami funkčnosti bylo počítáno v případě, že spadne do metanového jezera. Mohla by v něm sice bez problémů plavat, tekutý metan by ji ale rychle ochladil, takže by přístroje během krátké doby zamrzly.
Celková doba, po kterou sonda pracovala (i když už byla za obzorem a nemohla komunikovat se svou orbitální kolegyní Cassini), mohla být i šest hodin. Na tu dobu jí totiž měla dost energie - nesla si na palubě několik záložních baterií.
Výpadek kanálu pro přenos informací
Zatímco přistání probíhá bez problémů, přenos dat už tak jednoduchý není. Huygens má dva, na sobě nezávislé kanály, kterými posílá nasbíraná data k sondě Cassini. Ta je má po skončení mise přistávacího modulu odeslat na Zemi. Jeden z těchto kanálů je poškozený a nezaktivuje se jeho přijímač. Jak se později ukáže, jedná se o chybu softwaru - chybný příkaz. Téměř všechny přístroje posílají svá data naštěstí zdvojeně – tedy po obou kanálech. Výjimkou jsou jen přístroje, evidující rychlost větru a kamery, pořizující fotografie.Zatímco vědci ztratili všechna měření rychlosti atmosféry, přišli naštěstí jen o polovinu pořízených fotografií. Ty byly totiž příliš velké na to, aby se „vešly“ jen na jeden kanál, pro jejich předání ke Cassini se tedy střídavě využívaly oba komunikační kanály.
Přistávací modul během celé mise nasbíral 474 Mbit údajů, z toho 606 fotografií.
Atmosféra Titanu
Sonda potvrdila složení Titanovy atmosféry. Obsahuje kromě dusíku také metan. Překvapením byla výška metanových mračen. Nacházejí se ve výšce 20 km. Modely je očekávaly už ve výšce 50 km. Tato metanová oblaka dosahují v podobě jemné mlhy až k povrchu měsíce.Hojnost izotopu argon (40) potvrzuje teorii o tom, že se na Titanu vyskytuje jev, nazývaný kryovulkanismus. Jedná se o specifickou formu geologické aktivity, při které se na pevný povrch tělesa nedostává tekuté magma, tak jak je tomu při „běžném“ vulkanismu například na Zemi. Kryovulkanismus vyvrhuje při nízkých povrchových teplotách z nitra tělesa vodu.
Jiné izotopy argonu (36 a 38) v Titanově atmosféře chybí. Jsou to izotopy, které se nacházely v původní hmotě, ze které se tvořila Sluneční soustava. Znamená to tedy, že Titan svou atmosféru už minimálně jednou v minulosti kompletně ztratil.
Přesto, že byla měření rychlosti větru v atmosféře původně ztracena, podařilo se je po čase zrekonstruovat z jiných údajů. Ukázalo se, že ve výšce 60 km vanou větry rychlostí 125 km/h. Ta průběžně klesá s výškou, takže kolem 10 km panuje prakticky úplný klid. Ještě níže vítr zase sílí, má ale opačný směr. Zdrojem pohybu atmosféry není na Titanu sluneční záření, jak je tomu na Zemi. Za vítr je zodpovědná slapová síla a přitažlivost Saturnu, která zde 400x převyšuje vliv našeho Měsíce na Zemi. V atmosféře Titanu tedy nacházíme podobný příliv a odliv jako v pozemských oceánech.
Na povrchu Titanu panuje neustálé šero. Intenzita denního světla dosahuje přibližně tisíciny pozemské hodnoty.
Krátce před dosednutím na povrch měsíce proto byly na Huygens zapnuty reflektory, které dovolily mimo jiné i spektroskopickou analýzu povrchu. Kombinace spekter a fotografií zprostředkovala napínavé poznatky, jaké by orbitální sondy nikdy získat nemohly.
Povrch měsíce je tmavší, než se předpokládalo. Důvodem jsou usazeniny, tvořené organickým materiálem. Půda, na které sonda ležela připomínala mokrý písek nebo hlínu. Jedná se přitom o příměsemi ušpiněný vodní a uhlovodíkový led. Po přistání v něm ještě teplá sonda vyvolala několik výronů metanu.
Fotografie ukazují povrch, zalitý oranžovým světlem. Opar odhaluje oblázky, zjevně opracované tekutinou. Mají průměr 5 – 15 cm. Nejsou z kamene, jsou to kusy ledu a zamrzlých uhlovodíků.
Na povrchu měsíce Titanu se nacházejí (stejně jako na Zemi) pohoří, údolí a duny. Četné kanály svědčí o tom, že tu minimálně v minulosti bylo dostatečné množství tekutin, které způsobily intenzivní erozi povrchu.
Nejednalo se ale o vodu. Při teplotách na Titanově povrchu mohlou existovat v tekutém skupenství jen různé uhlovodíky, především ale metan. Tak jako na Zemi pozorujeme koloběh vody, funguje na vzdáleném a mnohem studenějším Titanu koloběh metanu.
Díky sklonu Saturnovy osy - a tím i oběžné dráhy jeho měsíců, které se nacházejí v rovině jeho rovníku, se na Titanu střídají roční období stejně, jako na Zemi. Během oběhu kolem Slunce, který trvá Saturnu mnohem déle než Zemi, jsou naší centrální hvězdou postupně osvětlovány různé části jak Saturnu, tak jeho měsíců. Jedno roční období tu trvá zhruba 7,5 let. V místě, kam naTitanu přistála sonda Huygens, právě panovala "zima".
Život na Titanu?
Může se stát, že se vzdálený měsíc plynového obra Saturnu stane klíčem k vyřešení otázek o vzniku života na Zemi?Na Zemi v dávných dobách panovaly stejné nebo hodně podobné podmínky, jaké dnes nacházíme na Titanu. Na aktivní vznik života nespíš ve vzdálené části Sluneční soustavy není dostatek energie, mohly by se tu ale najít mezičlánky mezi živou a neživou hmotou. Stejné mezistupně, jaké musely kdysi vznikat i na Zemi.
"Co se stane, když smícháme plyny, které tvoří Titanovu atmosféru a necháme na ně působit silnou radiaci?"
Tuto otázku si položili vědci Arizonské univerzity v roce 2010. Provedli samozřejmě i příslušný experiment. K jejich nemalému překvapení se ukázalo, že v tomto suchém prostředí, bez vlivu vody, vznikají aminokyseliny glycin a alanin – základní kameny pro stavbu pozemských proteinů. Kromě toho se při experimentu syntetizovaly také molekuly cytosinu, adeninu, thyminu a guaninu, případně uracilu – sloučenin, které tvoří naši DNA a RNA. Všechny reakce se odehrály čistě v plynném skupenství.
Je možné, že vznik života se tedy kdysi neodehrával v teoretické „polévce“ na pevném povrchu naší planety? Možná vznikly potřebné stavební kameny přímo v atmosféře. Na povrch se organické sloučeniny tak možná dostaly až později – v podobě deště.
Není ani vyloučeno, že se tu vyskytuje život, založený na jiných stavebních kamenech, než je ten náš.
Sonda Cassini objevila zajímavý jev: v blízkosti povrchu, jak se zdá, mizí vodík a neobjevuje se acetylén, který by se tu měl teoreticky vyskytovat. Podle jedné z teorií by to mohlo být následkem živých forem, které fungují ne na základě vody, ale na bázi metanu. Může se samozřejmě jednat i o výsledek nebiologických a zatím neznámých chemických reakcí.
Na vyřešení této hádanky si musíme ovšem několik let nebo desetiletí (než se k Titanu dostanou další sondy) počkat.
Význam pro kolonizaci vnějšího Slunečního systému
Ze všech obřích planet, vzniklých ve vnější části Slunečního systému, je Saturn nejlepším kandidátem pro vybudování stálé, kolonizační stanice. Pokud se někdy v budoucnosti vydají lidé dobývat Sluneční soustavu, bude jednou ze zastávek s velkou pravděpodobností právě Saturnův měsíc Titan. Na rozdíl od měsíců Jupitera není jeho okolí tolik zamořené škodlivým zářením.
Titan představuje sám o sobě ideální čerpací stanici. Jeho zásoby tekutého metanu se mohou stát levnou a dobře dostupnou pohonnou látkou, která se nachází přímo na místě a nemusí se pracně dovážet.
Není vyloučeno, že za několik set let budou lidé létat do práce na Titan tak, jako dnes jezdí montéři pracovat na ropné plošiny v moři.
Titan na vlastní oči - pozorujte Saturn a jeho měsíce
I když lze v těchto dnech spíše extrémně dobře pozorovat Jupiter (po západu Slunce je jako velice jasná hvězda vidět na východní obloze), můžete najít na nebi i Saturn. Uvidíte ho přímo na západní obloze po dobu několika hodin před východem Slunce.Díky své zdánlivé velikosti 8,4 magnitudy a Saturnově maximální úhlové vzdálenosti tři úhlové minuty, stačí k pozorování Titanu už lepší dalekohled. Velké teleskopy vidí Titan jako malý kotouček. Najdete ho blízko Saturnova rovníku, vyjma doby, kdy se nachází před nebo za planetou.
Žádné komentáře:
Okomentovat