Titan je nebeské teleso. Saturnove mesiace: Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys

Názov satelitu: titán;

Priemer: 5152 km;

Rozloha Pov: 83 000 000 km²;

Objem: 715,66×10 8 km³;

Hmotnosť: 1,35×1023 kg;

Hustota byť: 1880 kg/m³;

Doba rotácie: 15,95 dňa;

Obdobie obehu: 15,95 dňa;

Vzdialenosť od Saturnu: 1 161 600 km;

Orbitálna rýchlosť: 5,57 km/s;

dĺžka rovníka: 16 177 km;

Sklon obežnej dráhy: 0,35°;

Accel. voľný pád: 1,35 m/s²;

satelit: Saturn

titán- najväčší satelit Saturnu, ako aj druhý najväčší satelit v slnečnej sústave. Dlho sa verilo, že Titan je najväčší mesiac v slnečnej sústave. Od moderného výskumu vedci venovali pozornosť veľkosti Jupiterovho mesiaca Ganymede, ktorý má polomer (2634 km) o 58 km väčší ako Titan (2576 km). Satelit Saturnu je nielen väčší ako ostatné mesiace, ale dokonca aj niektoré planéty. Napríklad polomer prvej planéty od Slnka Merkúra je 2440 km, čo je o 136 km menej ako polomer Titanu a poslednou planétou v slnečnej sústave je Pluto, objemovo o 10 menší ako má satelit. Veľkosť titánu medzi planétami je blízko Marsu (polomer 3390 km) a ich objemy sú v pomere 1:2,28 (v prospech Marsu). Okrem toho je Titan najhustejším telesom spomedzi všetkých mesiacov Saturna. A hmotnosť najväčšieho mesiaca je väčšia ako hmotnosť ostatných satelitov Saturnu dohromady. Titan predstavuje viac ako 95 % hmotnosti všetkých mesiacov Saturna. Je to trochu ako pomer hmotnosti Slnka a všetkých ostatných telies v slnečnej sústave. Kde hmotnosť hviezdy predstavuje viac ako 99 % hmotnosti celej slnečnej sústavy. Hustota a hmotnosť Titán 1880 kg / m³ a 1,35 × 10 23 kg je podobný satelitom Jupitera - Ganymede (1936 kg / m³, 1,48 × 10 23 kg) a Callisto (1834 kg / m³, 1,08 × 10 23 kg).
Titan je dvadsiaty druhý mesiac Saturna. Jeho obežná dráha je ďalej ako Dione, Tethys a Enceladus, ale takmer trikrát bližšie ako Iapetova. Titan sa nachádza mimo prstencov Saturnu vo vzdialenosti 1 221 900 km od stredu planéty a nie bližšie ako 1 161 600 km od vonkajších vrstiev atmosféry Saturnu. Satelit urobí úplnú revolúciu za takmer 16 pozemských dní, respektíve za 15 dní 22 hodín a 41 minút s priemernou rýchlosťou 5,57 km/s. To je 5,5-krát rýchlejšie ako rotácia Mesiaca okolo Zeme. Podobne ako Mesiac a mnoho iných planetárnych satelitov v slnečnej sústave, aj Titan má synchrónnu rotáciu vzhľadom na planétu, ktorá je výsledkom pôsobenia slapových síl. To znamená, že periódy rotácie okolo svojej osi a rotácie okolo Saturnu sa zhodujú a satelit je vždy otočený k planéte tou istou stranou. Na Titane, rovnako ako na Zemi, dochádza k zmene ročných období, pretože os rotácie Saturnu je naklonená voči jeho rovníku o 26,73 °. Napriek tomu je planéta tak vzdialená od Slnka (1,43 miliardy km), že každé takéto klimatické obdobie trvá 7,5 roka. To znamená, že zima, jar, leto a jeseň na Saturne a jeho satelitoch vrátane Titanu sa striedajú každých 30 rokov - toľko času je potrebné saturovský systémúplne ovinúť okolo slnka.

Titan, rovnako ako všetky ostatné veľké satelity slnečnej sústavy, bol objavený v stredoveku. Vtedajšia optika a teleskopy boli síce oveľa podradnejšie ako tie moderné, no predsa 25. marca 1655 astronóm Christian Huygens sa podarilo všimnúť si jasné teleso vedľa Saturna, ktoré, ako zistil, sa každých 16 dní objaví na rovnakom mieste na disku Saturna, a teda obtočí planétu. Po štyroch takýchto revolúciách, v júni 1655, keď prstence Saturna mali voči Zemi nízky sklon a neprekážali pozorovaniu, bol Huygens konečne presvedčený, že objavil satelit Saturna. Išlo o druhý objav satelitu od vynálezu ďalekohľadu, 45 rokov po objave. Galileoštyri najväčšie mesiace Jupitera. Takmer dve storočia nemal satelit žiadne konkrétne meno. Skutočné meno Titan navrhol John Herschel, anglický astronóm a fyzik v roku 1847, na počesť Kronosovho brata Titana.

Veľkosť Titanu (vľavo dole) v porovnaní s Mesiacom (vľavo hore) a Zemou (vpravo).

Titan je 15-krát menší ako Zem a 3,3-krát väčší ako Mesiac

Atmosféra a klíma

Titan je jediný satelit v slnečnej sústave, ktorý má pomerne hustú a hustú atmosféru. Končí vo výške asi 400 km od povrchu satelitu, čo je 4,7-krát vyššie ako atmosféra Zeme (podmienená hranica medzi vzdušným obalom Zeme a vesmírom sa berie Karmanova línia vo výške 85 km od povrchu Zeme). Atmosféra Titanu má priemernú hmotnosť 4,8 × 10 20 kg, čo je takmer 100-krát ťažšie ako zemský vzduch (5,2 × 10 18 kg). V dôsledku slabej gravitácie je však zrýchlenie voľného pádu na satelite len 1,35 m/s² – 7,3-krát slabšie ako gravitácia Zeme, a preto, keď tlak na povrchu Titanu klesá, stúpa iba na 146,7 kPa (iba 1,5 krát zemská atmosféra). Atmosféra Titanu je veľmi podobná zemskej. Jeho spodné vrstvy sú tiež rozdelené na troposféra a stratosféra. V troposfére teplota klesá s výškou, od -179 °C na povrchu až po -203 °C vo výške 35 km (na Zemi končí troposféra vo výške 10-12 km). Rozsiahla tropopauza siaha až do nadmorskej výšky 50 km, kde teplota zostáva takmer konštantná. A potom začne teplota stúpať, pričom obíde stratosféru a mezosféru – asi 150 km od povrchu. IN ionosféra v nadmorskej výške 400 - 500 km teplota stúpa na maximálnu značku - približne -120 - 130 ° C.

Vzduchový obal Titanu pozostáva takmer výlučne z 98,4 % dusíka, zvyšných 1,6 % tvorí metán a argón, ktoré prevládajú najmä vo vyšších vrstvách atmosféry. Aj v tomto je satelit podobný naša planéta, keďže Titan a Zem sú jediné telesá v slnečnej sústave, ktorých atmosféry tvoria prevažne dusík (na povrchu Zeme je koncentrácia dusíka 78,1 %). Titán nemá výrazné magnetické pole, preto sú vrchné vrstvy vzduchového obalu vysoko citlivé na slnečný vietor a kozmické žiarenie. IN horná atmosféra, pod vplyvom ultrafialového slnečného žiarenia tvoria metán a dusík zložité uhľovodíkové zlúčeniny. Niektoré z nich obsahujú najmenej 7 atómov uhlíka. Ak to klesne na povrch z titánu a pozrite sa hore, obloha bude oranžová, pretože husté vrstvy atmosféry sa skôr zdráhajú prepúšťať slnečné lúče. Takúto farbu vzduchu môžu vytvárať aj organické zlúčeniny vrátane atómov dusíka v horných vrstvách atmosféry.

Porovnanie zemskej atmosféry a atmosféry Titanu. Vzduch oboch tiel je väčšinou

pozostáva z dusíka: Titán - 94,8%, Zem - 78,1%. Navyše v stredných vrstvách

troposféra Titanu, vo výške 8-10 km obsahuje asi 40% metánu, ktorý

pod tlakom kondenzuje na metánové oblaky. Potom na povrch

dažde z tekutého metánu, ako na Zemi – vody

Snímka Titanu z kozmickej lode Cassini. Atmosféra satelit tak

husté a nepriehľadné, že z vesmíru nie je možné vidieť povrch

Zaujímavou témou na diskusiu o Titane je nepochybne satelitná klíma. Teplota na povrchu Titanu je v priemere -180 °C. Vďaka hustej a nepriehľadnej atmosfére je rozdiel teplôt medzi pólmi a rovníkom len 3 stupne. Tieto nízke teploty a vysoké tlaky pôsobia proti topeniu vodného ľadu, takže atmosféra je prakticky bez vody. Vzduch na povrchu pozostáva takmer výlučne z dusíka a pri jeho stúpaní koncentrácia dusíka klesá, zatiaľ čo obsah etánu C 2 H 6 a metánu CH 4 stúpa. V nadmorskej výške 8-16 km stúpa relatívna vlhkosť plynov na 100% a kondenzuje do vypúšťaných oblaky metánu a etánu. Tlak na Titane je dostatočný na udržanie týchto dvoch prvkov nie v plynnom stave ako na Zemi, ale v kvapalnom stave. Z času na čas, keď sa v oblakoch nahromadí dostatok vlhkosti, na povrch Titanu, podobne ako zemský sediment, spadne etán-metánové dažde a tvoria celé rieky, moria a dokonca aj oceány z tekutého „plynu“. V marci 2007 pri blízkom priblížení k satelitu objavil prístroj Cassini v blízkosti severného pólu niekoľko obrovských jazier, z ktorých najväčšie dosahuje dĺžku 1000 km a rozlohou je porovnateľné s Kaspické more. Podľa výskumu sondy a počítačových výpočtov pozostávajú takéto jazerá z uhlíkovo-vodíkových prvkov, ako je etán C 2 H 6 -79 %, metán CH 4 -10 %, propán C 3 H 8 -7-8 %, ako aj malý množstvo kyanovodíka 2-3 % a asi 1 % butylénu. Takéto jazerá a moria by sa pri pozemskom atmosférickom tlaku (100 kPa alebo 1 atm) rozplynuli v priebehu niekoľkých sekúnd a zmenili by sa na plynové oblaky. Niektoré plyny, ako napríklad propán a etán, by zostali na dne, pretože sú ťažšie ako vzduch, zatiaľ čo metán by okamžite stúpal a rozptýlil sa do atmosféry. Na Titane je to úplne inak. Nízke teploty a tlak 1,5-krát vyšší ako na Zemi, udržujú tieto látky v dostatočnej hustote pre kvapalné skupenstvo. Vedci nevylučujú skutočnosť, že na mesiaci Saturna v takýchto moriach a jazerách môže existovať život. Na Zemi sa život vytvoril v dôsledku interakcie a aktivity kvapalnej vody, na titán namiesto vody môžu dobre poslúžiť etán a metán. Je jasné, že nehovoríme o veľkých a dokonca malých živočíchoch, ale o mikroskopických, jednoduchých organizmoch. Napríklad baktérie, ktoré absorbujú molekulárny vodík a živia sa acetylénom a pri tom uvoľňujú metán. Ako suchozemské zvieratá vdychujú kyslík a vydychujú oxid uhličitý.
Vietor na povrchu satelitu je jeho rýchlosť veľmi slabá, nie viac ako 0,5 m / s, ale keď stúpa, zvyšuje sa. Už vo výške 10-30 km fúkajú vetry rýchlosťou 30 m/s a ich smer sa zhoduje so smerom rotácie satelitu. Vo výške 120 km od povrchu sa vietor mení na najsilnejšie víchrice a hurikány, ktorých rýchlosť stúpa na 80-100 metrov za sekundu.

Umelcov pohľad na panorámu Titanu. Metánové jazero obklopené skalami

horské stavby má tmavožltú alebo svetlohnedú farbu a krásne ladí

s oranžovo sfarbenou oblohou, ako modré more - s modrou atmosférou Zeme

Hlavnými prvkami cirkulácie a interakcie atmosféry sú metán a etán,
ktoré sa môžu vytvoriť v útrobách Titanu a uvoľniť sa do ovzdušia, keď
erupcie sopiek. V nižšej atmosfére kondenzujú na kvapalinu
a vytvára mraky a potom padá na povrch ako prší metán a etán

Povrch a štruktúra

Povrch Titanu, podobne ako väčšina satelitov Saturnu, je rozdelený na tmavé a svetlé oblasti, ktoré sú od seba oddelené jasnými hranicami. Podobne ako Zem, aj povrch satelitu je rozdelený na pevninské oblasti – kontinenty a tekutú časť – oceány a moria z tekutých „plynov“ metánu a etánu. V blízkej rovníkovej oblasti vo svetlej oblasti je najväčší kontinent Titan - Xanadu. Je to obrovská pevnina o veľkosti Austrálie, je to kopec pozostávajúci z pohorí. Horské masívy pevniny sa týčia do výšky viac ako 1 km. Na ich svahoch, ako prúdy Zeme, tečú tekuté rieky, ktoré sa tvoria na rovných povrchoch metánové jazerá. Niektoré krehkejšie horniny podliehajú erózii a z metánových dažďov a potokov stekajúcich po svahoch tekutého metánu sa v horách postupne vytvárajú jaskyne. Tmavá oblasť Titanu vzniká v dôsledku nahromadenia častíc uhľovodíkového prachu padajúceho z hornej atmosféry, zmývaných metánovými dažďami z vysočín a privádzaných do rovníkových oblastí vetrom.

Je veľmi ťažké presne povedať, aká je vnútorná štruktúra Titanu. Pravdepodobne sa nachádza v centre tvrdé jadro z kamenných skál, 2/3 veľkosti polomeru Titanu (asi 1700 km). Nad jadrom je plášť pozostávajúce z hustého vodného ľadu a hydrátu metánu. V dôsledku slapových síl Saturnu a blízkych satelitov sa jadro satelitu zahrieva a energia generovaná vo vnútri tlačí horúce kamene na povrch. Okrem toho, ako na Zemi, aj v útrobách Titanu dochádza k rádioaktívnym rozpadom chemických prvkov, ktoré slúžia ako dodatočná energia pre sopečné erupcie.

V apríli 1973 bola k obrovským planétam vypustená kozmická loď NASA. "Pionier-11". O šesť mesiacov neskôr urobil gravitačný manéver okolo Jupitera a zamieril ďalej k Saturnu. A v septembri 1979 sonda prešla do vzdialenosti 354 000 km od vonkajšej atmosféry Titanu. Táto konvergencia pomohla vedcom určiť, že povrchové teploty boli príliš nízke na to, aby podporovali život. Po rokoch Voyager 1 sa priblížil k satelitu na 5600 km, urobil veľa pomerne kvalitných snímok atmosféry, určil hmotnosť a veľkosť satelitu, ako aj niektoré orbitálne charakteristiky. V 90. rokoch bola pomocou výkonnej optiky Hubbleovho teleskopu podrobnejšie študovaná atmosféra Titanu – najmä metánové oblaky. Vedci zistili, že metánový plyn, podobne ako vodná para, je v horných vrstvách navlhčený a stáva sa z neho kvapalina. Potom v tejto forme padá na povrch ako zrážky.

Za poslednú a významnejšiu etapu štúdia Titanu sa považuje misia medziplanetárnej vesmírnej stanice. Cassini-Huygens". Prvý prelet okolo Titanu uskutočnil 26. októbra 2004 vo vzdialenosti iba 1200 km od povrchu. Z tejto blízkej vzdialenosti sonda potvrdila prítomnosť metánových riek a jazier. O dva mesiace neskôr, 25. decembra, sa Huygens oddelil od vonkajšej sondy a začal štyristokilometrový ponor cez nepriehľadné vrstvy atmosféry Titanu. Zostup trval 2 hodiny a 28 minút. Počas tejto doby palubné prístroje zachytili hustý metánový zákal (vrstvy oblakov) vo výške 18-19 km, kde bol atmosférický tlak približne 50 kPa (0,5 atm). Vonkajšia teplota na začiatku zostupu bola -202°C, kým na povrchu Titanu bolo okolo -180°C. Aby sa vylúčila kolízia nárazu s povrchom satelitu, prístroj klesol na špeciálnom padáku. Riaditeľstvo vesmírnych letov, ktoré sledovalo, ako sa Huygens potápa, veľmi dúfalo, že uvidí na povrchu tekutý metán. Ale prístroj sa oproti želaniam vrhol na pevnú zem.

Projekt budúcnosti s názvom „Misia systému Titan Saturn." Pôjde o prvú námornú plavbu v histórii

mimo zeme. Zariadenie bude 3 mesiace surfovať po oceánskych šírach z kvapaliny

metán a obdivovať západ slnka obrovského Saturna s jeho prstencami

Dlho sa verilo, že naša modrá planéta je jediným miestom v slnečnej sústave, kde sú podmienky pre existenciu foriem života. V skutočnosti sa ukazuje, že blízky priestor už nie je taký bez života. Dnes môžeme pokojne povedať, že v dosahu pozemšťanov sú svety v mnohých ohľadoch podobné našej domovskej planéte. Dôkazom toho sú zaujímavé fakty získané ako výsledok štúdií o blízkosti plynných obrov Jupiter a Saturn. Samozrejme, že tu nie sú žiadne rieky a jazerá s priezračnou a čistou vodou a na nekonečných pláňach sa nezelená tráva, no za určitých podmienok by sa ľudstvo mohlo chopiť ich rozvoja. Jedným z takýchto objektov v slnečnej sústave je Titan, najväčší mesiac Saturnu.

Zastúpenie najväčšieho satelitu Saturnu

Titan dnes znepokojuje a zamestnáva mysle astronomickej komunity, hoci nedávno sme sa na toto nebeské teleso, podobne ako na iné podobné objekty v slnečnej sústave, pozerali bez veľkého nadšenia. Až vďaka preletom medziplanetárnych kozmických sond sa zistilo, že na tomto nebeskom telese existuje tekutá hmota. Ukazuje sa, že neďaleko od nás je svet s morami a oceánmi, s pevným povrchom, zahalený hustou atmosférou, štruktúrou veľmi podobný zemskému vzdušnému obalu. Pôsobivá je aj veľkosť Saturnovho mesiaca. Jeho priemer je 5152 km pri 273 km. viac ako Merkúr, prvá planéta slnečnej sústavy.

Predtým sa verilo, že priemer Titanu je 5550 km. Presnejšie údaje o veľkosti družice sa podarilo získať už v našich časoch, a to vďaka letom kozmickej lode Voyager 1 a misii sondy Cassini-Huygens. Prvý prístroj dokázal na satelite odhaliť hustú atmosféru a expedícia Cassini umožnila zmerať hrúbku vzduchovo-plynového obalu, ktorá je viac ako 400 km.

Hmotnosť Titanu je 1,3452 10²³ kg. Podľa tohto ukazovateľa je nižšia ako ortuť, ako aj v hustote. Vzdialené nebeské telo má nízku hustotu - iba 1,8798 g / cm³. Tieto údaje hovoria v prospech skutočnosti, že štruktúra satelitu Saturn sa výrazne líši od štruktúry terestrických planét, ktoré sú rádovo masívnejšie a ťažšie. V systéme Saturn ide o najväčšie nebeské teleso, ktorého hmotnosť predstavuje 95 % hmotnosti ostatných 61 známych mesiacov plynného obra.

Našťastie a umiestnenie najväčšieho Titana. Beží po obežnej dráhe s polomerom 1 221 870 km rýchlosťou 5,57 km/sa zdržiava sa mimo prstencov Saturna. Dráha tohto nebeského telesa má takmer kruhový tvar a je v rovnakej rovine ako Saturnov rovník. Doba obehu Titanu okolo materskej planéty je takmer 16 dní. Navyše v tomto aspekte je Titan totožný s naším Mesiacom, ktorý sa otáča okolo vlastnej osi synchrónne so svojím majiteľom. Satelit je vždy na jednej strane otočený k materskej planéte. Orbitálne charakteristiky najväčšieho mesiaca Saturna na ňom zabezpečujú striedanie ročných období, avšak vzhľadom na značnú vzdialenosť tohto systému od Slnka sú ročné obdobia na Titane pomerne dlhé. Posledná letná sezóna na Titane sa skončila v roku 2009.

Veľkosťou a hmotnosťou je podobný ďalším dvom najväčším mesiacom v slnečnej sústave, Ganymede a Callisto. Takéto veľké veľkosti svedčia o planetárnej teórii pôvodu týchto nebeských telies. Potvrdzuje to povrch satelitu, na ktorom sú stopy aktívnej sopečnej činnosti, ktorá je charakteristickým znakom terestrických planét.

Prvýkrát sa podarilo získať fotografiu povrchu satelitu Saturn pomocou sondy Huygens, ktorá 14. januára 2005 bezpečne pristála na povrchu tohto nebeského objektu. Aj letmý pohľad na obrázky dal všetky dôvody domnievať sa, že pred pozemšťanmi sa otvára nový tajomný svet, ktorý žije vlastným vesmírnym životom. Toto nie je Mesiac, bez života a opustený. Toto je svet sopiek a metánových jazier. Predpokladá sa, že pod povrchom je obrovský oceán, ktorý môže pozostávať z kvapalného amoniaku alebo vody.

Pristátie Huygenov

História objavenia Titanu

Prvýkrát existenciu satelitov Saturnu uhádol Galileo. Keďže Galileo nemal technickú schopnosť pozorovať také vzdialené objekty, predpovedal ich existenciu. Až Huygens, ktorý už mal výkonný ďalekohľad schopný zväčšiť objekty 50-krát, začal skúmať Saturn. Práve jemu sa podarilo odhaliť také veľké nebeské teleso otáčajúce sa okolo prstencového plynového obra. Táto udalosť sa odohrala v roku 1655.

Meno nového nebeského telesa si však muselo počkať. Spočiatku sa vedci dohodli, že dajú objavenému nebeskému telesu meno na počesť jeho objaviteľa. Po tom, čo talianska Cassini objavila ďalšie satelity plynového obra, dohodli sa na očíslovaní nových nebeských telies sústavy Saturn.

V tejto myšlienke sa nepokračovalo, pretože následne boli objavené ďalšie objekty v okolí Saturnu.

Zápis, ktorý dnes používame, navrhol Angličan John Herschel. Zhodli sa, že najväčšie satelity by mali mať mytologické názvy. Vďaka svojej veľkosti bol Titan prvým na tomto zozname. Zvyšných sedem veľkých satelitov Saturnu dostalo mená zhodné s menami titánov.

Atmosféra Titanu a jej vlastnosti

Spomedzi nebeských telies slnečnej sústavy má Titan snáď najkurióznejší vzduchový obal. Atmosféra satelitu sa v skutočnosti ukázala ako hustá vrstva oblakov, ktorá dlho bránila vizuálnemu prístupu na samotný povrch nebeského telesa. Hustota vzduchovo-plynovej vrstvy je taká vysoká, že na povrchu Titanu je atmosférický tlak 1,6-krát vyšší ako pozemské parametre. V porovnaní so zemským vzduchovým obalom má atmosféra na Titane značnú hrúbku.

Hlavnou zložkou titánovej atmosféry je dusík, ktorého podiel je 98,4 %. Približne 1,6 % tvoria argón a metán, ktoré sa nachádzajú najmä v horných vrstvách vzduchového obalu. Pomocou vesmírnych sond sa v atmosfére našli aj ďalšie plynné zlúčeniny:

• acetylén;
• metylacetylén;
• diacetylén;
• etán;
• propán;
• oxid uhličitý.

Prítomné sú malé množstvá kyanidu, hélia a oxidu uhoľnatého. V atmosfére Titanu sa nenašiel žiadny voľný kyslík.

Napriek takej vysokej hustote vzduchovo-plynového obalu satelitu absencia silného magnetického poľa ovplyvňuje stav povrchových vrstiev atmosféry. Horná vrstva atmosféry je vystavená slnečnému vetru a kozmickému žiareniu. Dusík (N) pod vplyvom týchto faktorov reaguje a vytvára množstvo zvláštnych zlúčenín obsahujúcich dusík. Väčšina niektorých zlúčenín je uložená na povrchu satelitu, čo mu dodáva mierne oranžový odtieň. Zaujímavá je aj história metánu. Jeho zloženie v atmosfére Titanu je stabilné, hoci vplyvom vonkajších vplyvov sa tento svetelný plyn mohol už dávno vypariť.

Pri pohľade na atmosféru satelitu vo vrstvách si možno všimnúť kuriózny detail. Vzdušná škrupina na Titane je natiahnutá do výšky a je zreteľne rozdelená na dve vrstvy – blízkopovrchovú a vysokohorskú. Troposféra začína vo výške 35 km. a končí tropopauzou vo výškach 50 km. Tu sú trvalo nízke teploty -170⁰ C. Ďalej s nadmorskou výškou teplota klesá až na -120 stupňov Celzia. Ionosféra Titanu začína vo výške 1000-1200 km.

Predpokladá sa, že toto zloženie atmosféry Titanu je spôsobené jeho aktívnou sopečnou minulosťou. Vzduchové vrstvy nasýtené parami amoniaku sa vplyvom kozmického ultrafialového žiarenia rozkladajú na dusík a vodík a ďalšie zložky sú výsledkom fyzikálno-chemických reakcií. Ako ťažší dusík klesal a stal sa hlavnou zložkou titánovej atmosféry. Vodík vďaka slabým gravitačným silám satelitu unikol do vesmíru.

Vrstvy atmosféry Titanu, interakcia jeho chemického zloženia s magnetickým poľom nebeského telesa prispievajú k tomu, že satelit má svoju vlastnú klímu. Ročné obdobia na Titane sa menia ako ročné obdobia na Zemi. V čase, keď jedna strana satelitu smeruje k Slnku, sa Titan ponára do leta. V jeho atmosfére zúria búrky a hurikány. Vzduchové vrstvy ohrievané slnečným žiarením sú v neustálej konvekcii, ktorá vytvára silný vietor a výrazné pohyby hmôt oblačnosti. Vo výškach 30 km dosahuje rýchlosť vetra 30 m/s. Čím vyššie, tým intenzívnejšie a silnejšie sú turbulencie vzdušných hmôt. Na rozdiel od Zeme sú masy oblakov na Titane sústredené v polárnych oblastiach.

Koncentrácia metánu v hornej atmosfére vysvetľuje zvýšenie teploty na povrchu satelitu v dôsledku skleníkového efektu. Prítomnosť organických molekúl v zložení vzdušných hmôt však umožňuje ultrafialovému žiareniu voľne prenikať v oboch smeroch a ochladzovať povrchovú vrstvu titánovej kôry. Povrchová teplota je -180⁰С. Rozdiel medzi teplotami na póloch a na rovníku je zanedbateľný – iba 3 stupne.

Vysoký tlak a nízke teploty prispievajú k tomu, že sa molekuly vody v atmosfére satelitu úplne odparia (zamrznú).

Štruktúra satelitu: od vonkajšieho obalu po jadro

Predpoklad a dohady o stavbe takého veľkého nebeského telesa vychádzali najmä z údajov pozemských optických pozorovaní. Hustá atmosféra Titanu naklonila vedcov k hypotéze o zložení plynu satelitu, podobnému zloženiu materskej planéty. Po preletoch vesmírnych sond Pioneer 11 a Voyager 2 sa však ukázalo, že máme dočinenia s nebeským telesom, ktorého štruktúra je pevná a stabilná.

Dnes sa predpokladá, že Titan má kôru podobnú zemskej. Priemer jadra je približne 3400 km, čo je viac ako polovica priemeru nebeského telesa. Medzi jadrom a kôrou je vrstva ľadu, ktorá sa líši svojim zložením. Pravdepodobne sa v určitých hĺbkach ľad premení na tekutú štruktúru. Porovnanie snímok získaných z Cassini AMS s rozdielom dvoch rokov naznačilo prítomnosť posunu povrchovej vrstvy satelitu. Táto informácia dala vedcom dôvod domnievať sa, že povrch satelitu spočíva na tekutej vrstve, ktorá pozostáva z vody a rozpusteného amoniaku. Posun kôry je spôsobený interakciou gravitačných síl a cirkuláciou atmosféry.

Vo svojom zložení je Titan kombináciou ľadu a silikátových hornín v rovnakých pomeroch, čo je veľmi podobné vnútornej štruktúre Ganymede a Tritonu. Avšak vzhľadom na prítomnosť hustého vzduchového obalu má štruktúra satelitu svoje vlastné rozdiely a špecifiká.

Hlavné rysy vzdialeného satelitu

Samotná prítomnosť atmosféry na Titane ho robí jedinečným a zaujímavým pre ďalšie štúdium. Ďalšou vecou je, že hlavným vrcholom vzdialeného satelitu Saturn je prítomnosť veľkých objemov kvapaliny na ňom. Túto nevydarenú planétu charakterizujú jazerá a moria, v ktorých namiesto vody špliechajú vlny metánu a etánu. Satelit má na povrchu nahromadené kozmické ľady, ktoré za svoj vznik vďačia vode a čpavku.

Dôkazy o existencii tekutej hmoty na povrchu Titanu pochádzajú z fotografií obrovskej panvy, ktorá je rozlohou väčšia ako Kaspické more. Obrovské more tekutých uhľovodíkov sa nazýva Krakenovo more. Podľa zloženia ide o obrovský prírodný rezervoár skvapalnených plynov: etánu, propánu a metánu. Ďalšou veľkou akumuláciou tekutín na Titane je Ligeia more. Väčšina jazier je sústredená na severnej pologuli Titanu, čo značne zvyšuje odrazivosť vzdialeného nebeského telesa. Po misii Cassini sa ukázalo, že povrch je z 30-40% pokrytý tekutou hmotou zhromaždenou v prírodných moriach a jazerách.

Takéto obrovské množstvo metánu a etánu, ktoré sú v zmrazenom stave, prispieva k rozvoju určitých foriem života. Nie, nepôjde o obvyklé pozemské organizmy, avšak za takýchto podmienok sa živé organizmy na Titane môžu vyskytovať. Na vznik organizmov a ich následnú existenciu je na satelite dostatok komponentov a chemikálií.

Časová os moderného prieskumu Titanu

Všetko to začalo skromnou misiou americkej sondy Pioneer 11, ktorej sa v roku 1979 podarilo poskytnúť vedcom prvé snímky vzdialenej družice. Informácie získané od Pioneera dlho nezaujímali astrofyzikov. Pokrok v štúdiu okolia Saturnu nastal po návšteve Voyageru v tejto oblasti slnečnej sústavy, ktorá poskytla podrobnejšie snímky satelitu zo vzdialenosti 5000 km. Vedci získali presnejšie údaje o veľkosti tohto obra, potvrdila sa verzia o existencii hustej atmosféry satelitu.

Let Pioneera

Infračervené snímky získané z Hubbleovho vesmírneho teleskopu poskytli vedcom informácie o zložení mesačnej atmosféry. Po prvýkrát boli na planetárnom disku identifikované svetlé a tmavé oblasti, ktorých povaha zostala neznáma. Prvýkrát sa zrodila teória, že povrch Titanu je na niektorých miestach pokrytý ľadom, ktorý zvyšuje odrazivosť nebeského telesa.

Úspech v oblasti výskumu prišiel spolu s informáciami získanými z automatickej medziplanetárnej stanice Cassini. Misia Cassini, ktorá bola spustená v roku 1997, je spoločným vývojom ESA v NASA. Hlavným zameraním výskumu sa stal Saturn, no bez pozornosti nezostali ani jeho satelity. Takže na štúdium Titanu letový program zahŕňal fázu pristátia na povrchu satelitu Saturnu sondy Huygens. Toto zariadenie, vytvorené úsilím NASA a talianskej vesmírnej agentúry, ktorej tím sa rozhodol pri príležitosti výročia ich slávneho krajana Giovanniho Cassiniho, malo zostúpiť na povrch Titanu.

Cassini obiehajúca okolo Saturnu

Cassini pokračovala 4 roky v práci v blízkosti Saturnu. Počas tejto doby AMS preletela dvadsaťkrát blízko Titanu a neustále prijímala nové údaje o satelite a jeho správaní. Už jedno pristátie sondy Huygens na Titane, ktoré sa uskutočnilo 14. marca 2007, sa považuje za obrovský úspech celej misie. Napriek tomu, vzhľadom na technické možnosti stanice Cassini a jej veľký potenciál, bolo rozhodnuté pokračovať vo výskume Saturnu a jeho satelitov až do roku 2017.

Let Cassini a pristátie kozmickej lode Huygens poskytli vedcom komplexné informácie o tom, čo Titan v skutočnosti je. Fotografie a videozáznamy povrchu Saturnovho mesiaca ukázali, že horné vrstvy kôry sú zmesou bahna a plynného ľadu. Hlavnými úlomkami pôdy sú kamene a kamienky. Krajina Titanu je striedaním pevných, vyvýšených oblastí s nížinami. Počas pristávania vznikli snímky krajiny, na ktorých boli jasne vyznačené korytá riek a pobrežie.

Fotografia Titanu z Huygens

Titan dnes a zajtra

Ako sa skončí ďalšie štúdium najväčšieho satelitu, nevedno. Predpokladá sa, že podmienky vytvorené v pozemských laboratóriách, podobné tým, aké existujú na Titane, objasnia verziu o možnosti existencie foriem života. Lety kozmických sond do tejto oblasti vesmíru zatiaľ nie sú plánované. Získané informácie sú dostatočné na modelovanie Titanu v pozemských podmienkach. Ako užitočné budú tieto štúdie, ukáže len čas. Zostáva len čakať a dúfať, že Titan v budúcnosti odhalí svoje tajomstvá a dá nádej na jeho vývoj.

Saturnov mesiac je Titan, nebeské teleso, ktoré sa najviac podobá Zemi. Nedávno vedci dostali obrázok, na ktorom bola po prvýkrát mimo Zeme objavená hmota v tekutom stave. Okrem toho bola na Titane objavená atmosféra podobná tej na Zemi. Už predtým boli s Titanom spojené významné vedecké objavy, napríklad v roku 2008 bol na Titane objavený podzemný oceán. Možno je to Titan, a nie Mars, ktorý sa stane naším budúcim domovom.

Titan je po Ganymede druhý najväčší mesiac v slnečnej sústave. Titan obsahuje 95% hmotnosti všetkých mesiacov Saturna. Gravitácia na Titane je asi sedmina gravitácie Zeme. Titan je jediný mesiac v slnečnej sústave, ktorý má hustú atmosféru, a jediný mesiac, ktorého povrch je takmer nemožné vidieť kvôli hrubej vrstve mrakov. Tlak na povrchu je 1,6-krát vyšší ako tlak zemskej atmosféry. Teplota - mínus 170-180 °C


Titan má moria, jazerá a rieky vyrobené z metánu a etánu, ako aj hory vyrobené z ľadu. Pravdepodobne sa okolo kamenného jadra s priemerom asi 3400 km nachádza niekoľko vrstiev ľadu s rôznymi typmi kryštalizácie a možno aj vrstva kvapaliny. Niekoľko vedcov predložilo hypotézu o existencii globálneho podpovrchového oceánu. Porovnanie snímok Cassini z rokov 2005 a 2007 ukázalo, že detaily krajiny boli posunuté asi o 30 kilometrov. Keďže Titan je vždy na jednej strane otočený k Saturnu, takýto posun možno vysvetliť tým, že ľadová kôra je oddelená od hlavnej hmoty satelitu globálnou tekutou vrstvou. Pohyb kôry môže spôsobiť cirkuláciu atmosféry, ktorá sa otáča jedným smerom (zo západu na východ) a ťahá so sebou kôru. Ak sa ukáže, že pohyb kôry je nerovnomerný, potvrdí to hypotézu o existencii oceánu. Pravdepodobne pozostáva z vody s rozpusteným amoniakom.


Túto teóriu potvrdila snímka slnečného svetla odrážajúceho sa od povrchu Titanu, ktorú v polovici júla 2009 urobila sonda Cassini. Obrázok bol verejne predstavený až v decembri 2009 na výročnom stretnutí Americkej geofyzikálnej spoločnosti v San Franciscu.

Potom museli vedci stráviť veľa času, aby dokázali, že zistená svetlá škvrna nie je nič iné ako odlesk slnka na hladine jazera, a nie sopečná erupcia alebo blesk. V dôsledku ďalšej analýzy vedci zistili, že zistené oslnenie patrilo k obrovskej uhľovodíkovej panve Krakenského mora, ktorej plocha je 400 tisíc kilometrov štvorcových, čo je viac ako plocha najväčšie jazero na Zemi - Kaspické more. Podľa údajov Cassini a počítačových výpočtov je zloženie kvapaliny v jazerách nasledovné: etán (76-79%). Na druhom mieste je propán (7-8%), na treťom - metán (5-10%). Okrem toho jazerá obsahujú 2-3% kyanovodíka a asi 1% buténu, butánu a acetylénu. Podľa iných hypotéz sú hlavnými zložkami etán a metán.

O prítomnosti jazier tekutých uhľovodíkov na povrchu Titanu nebolo pochýb, odkedy Cassini objavila znaky obrovských tekutých jazier v procese štúdia povrchu Titanu pomocou rádiových vĺn. Vedcom sa na základe týchto nepriamych údajov dokonca podarilo dokázať prítomnosť cyklov globálneho zaľadnenia a topenia na Titane, no zatiaľ sa astronómom nepodarilo preraziť hustú uhľovodíkovú atmosféru Titanu, aby tieto jazerá zachytili. Prvýkrát sa to tímu výskumníkov pracujúcich s Cassini podarilo až teraz, keď na severnej pologuli Titanu, kde je sústredená väčšina jazier, skončila zima a jej hladinu začali opäť osvetľovať lúče. Slnka.


"Je úžasné, ako veľmi sa povrch Titanu podobá Zemi," povedala planetárna geologička Rosalie Lopez z Pasadeny v auguste po podrobnom štúdiu povrchu Titanu.


Titan má atmosféru, vďaka ktorej je podobný Zemi. Atmosféra Titanu je hrubá asi 400 kilometrov a obsahuje niekoľko vrstiev uhľovodíkového smogu, vďaka čomu je Titan jediným satelitom v slnečnej sústave, ktorého povrch nemožno pozorovať ďalekohľadom. Smog je tiež zodpovedný za anti-skleníkový efekt jedinečný pre slnečnú sústavu. Atmosféru tvorí 98,6 % dusíka a v privrchovej vrstve sa jeho obsah znižuje na 95 %. Titan a Zem sú teda jediné telesá v slnečnej sústave s hustou atmosférou a prevládajúcim obsahom dusíka. Diagram ukazuje štruktúru Titanu. V pokračovaní tejto témy vám odporúčam prečítať si o ceste na Mars a o projekte Space X Elona Muska, ktorý plánuje premeniť život na Marse na skutočnosť.

Titan dostáva veľmi málo slnečnej energie, aby sa zabezpečila dynamika atmosférických procesov. Je pravdepodobné, že silné slapové vplyvy Saturnu poskytujú energiu pre pohyb atmosférických hmôt, 400-krát silnejšiu ako príliv a odliv spôsobený Mesiacom na Zemi. V prospech predpokladu prílivového charakteru vetrov hovorí zemepisná poloha hrebeňov dún, ktoré sú na Titane rozšírené. Povrch Titanu v nízkych zemepisných šírkach bol rozdelený na niekoľko svetlých a tmavých oblastí s jasnými hranicami. V blízkosti rovníka na vedúcej pologuli sa nachádza svetlá oblasť veľkosti Austrálie (viditeľná aj na fotografiách Hubbleovho teleskopu), ktorá je pohorím. Dostal názov Xanadu.

Oblasť podobná svojou geologickou štruktúrou povrchu Zeme bola prvýkrát objavená na Titane v roku 1994 pomocou Hubbleovho teleskopu. Potom to však nebolo možné podrobne zvážiť. A k Saturnu, ktorého satelitom je Titan, 15. októbra 1997 odštartovala americká medziplanetárna stanica Cassini.

14. januára 2005, po oddelení od stanice Cassini, vstúpil pristávací modul Huygens do hustej atmosféry Titanu. A samotná stanica v rokoch 2005 aj 2007 prenášala snímky povrchu Saturnovho mesiaca do riadiaceho centra.
Fotografie prijaté zo stanice urobili na vedcov veľký dojem. Obrázky oblasti nazývanej Fensal veľmi pripomínali pozemskú púšť Kalahari. A lokalita s názvom Belet je púšť Rub al-Khali v Ománe. Duny sú vysoké asi 100 metrov, široké jeden až dva kilometre a dlhé stovky kilometrov. Veľké jazerá spojené kanálmi boli jasne viditeľné neďaleko severného pólu Titanu. Je dokonca možné vidieť, ako niečo prúdi cez kanály. Terén sa nápadne podobal Kanade, Fínsku či Karélii. Objavená bola aj veľká rieka podobná egyptskému Nílu. Má dĺžku asi 400 kilometrov a vlieva sa do mora. Ide o prvú mimozemskú rieku objavenú v slnečnej sústave. A Titan je prvým mimozemským svetom, na povrchu ktorého je nejaký druh tekutiny. Podobnosť Titanu so Zemou dopĺňa aj fakt, že má hustú atmosféru, v ktorej plávajú mraky, tvorí sa hmla a prší. Je to kvôli prítomnosti atmosféry, že satelit Jupitera vždy vzbudzoval záujem astronómov. Prítomnosť atmosféry objavil v roku 1944 americký astronóm Gerard Kuiper. A je to 95 percent dusíka. V ňom prakticky nie je žiadny kyslík. A veľkosť Titanu je pôsobivá, na druhom mieste po Saturnovom mesiaci Ganymede. A na Titane, rovnako ako na Zemi, sú ročné obdobia. Napriek podobnosti fotografií povrchu Titanu s pozemskou krajinou je medzi Titanom a Zemou významný rozdiel. Teplota tajomného satelitu Saturna sa líši od teploty Zeme o 100 av niektorých oblastiach o 200 stupňov. So znamienkom mínus. Preto to nie je voda, ktorá tečie v jeho jazerách a kanáloch. Ide o tekuté uhľohydráty, ktoré pozostávajú zo zmesi metánu a etánu. A konkrétnejšie 80 percent etánu, 10 percent metánu a približne 8 percent propánu. Zvyšné 2 percentá sú butén, bután a acetylén. Jednoducho povedané, Titan je prirodzeným skladom skvapalneného plynu. A zdá sa, že najväčší v slnečnej sústave. Len modrý sen všetkých spoločností vyrábajúcich plyn. Celkové zásoby uhľovodíkového paliva na Titane sú niekoľkonásobne väčšie ako zásoby našej planéty. Prenesené obrázky na Zem a zostupový modul Huygens. Do rámu padali kamienky a veľké kamene. Niektoré z nich dosahujú priemer okolo dvoch metrov. A ich povrch je leštený. Vedci navrhli, že kamene môžu pozostávať z obyčajnej vody s prímesou amoniaku. Pri teplote okolo mínus 180 stupňov získava voda mimoriadnu silu. Vysvetlenie sa našlo aj pre „piesok“, ktorý vypĺňa miestne púšte. Môže ísť o zamrznuté uhľovodíky vypadávajúce z atmosféry. Podľa pozemských predstáv to nie je skôr „piesok“, ale „sneh“. Napriek vonkajšej podobnosti s našou planétou je nepravdepodobné, že na Titane je možný inteligentný život. Takmer 200 stupňové mrazy značne bránia formovaniu a rozvoju vysoko organizovaných foriem života. Ale ten najjednoduchší život na ňom môže existovať. V roku 2010 tím NASA oznámil, že na Titane našli jasné známky najjednoduchších foriem života. Len nie obyčajný kyslík-vodík, ale metán-vodík. Následne sa toto tvrdenie nepotvrdilo, no túto možnosť nemožno úplne vylúčiť. Biológovia nevedia dať jednoznačnú odpoveď na otázku o možnosti existencie života pri teplote okolo mínus 180 stupňov. Preto vyhýbavo odpovedajú, že takéto tvory naša veda ešte nepozná. Je pravda, že jeden výskumník z NASA, Chris McKay, pripúšťa existenciu života na Titane, ktorý môže využívať namiesto kyslíka nachádzajúceho sa v vodík v atmosfére Titanu. Len ak je možné nájsť život na satelite Saturnu, potom je nepravdepodobné, že by sa podobal na niečo, čo je nám známe. Existuje aj hypotéza, že pod hrúbkou ľadu sto kilometrov sa môže nachádzať oceán zmesi vody a čpavku. V ktorých je možná existencia nových pre nás neznámych foriem života. Predpokladaná životnosť stanice Cassini bola štyri roky. Potom bola predĺžená do roku 2010. Potom až do roku 2017. Zdá sa, že Saturn aj Titan stále zaujímajú výskumníkov.

Druhý najväčší v slnečnej sústave po Ganymede (Jupiter). Vo svojej štruktúre je toto telo veľmi podobné Zemi. Aj jeho atmosféra je podobná tej našej a v roku 2008 bol na Titane objavený veľký podzemný oceán. Z tohto dôvodu mnohí vedci naznačujú, že tento konkrétny satelit Saturna sa v budúcnosti stane príbytkom ľudstva.

Titan je mesiac, ktorý má hmotnosť rovnajúcu sa približne 95 percentám hmotnosti všetkých Saturnov. Gravitačná sila je asi sedmina sily na Zemi. Je to jediný satelit v našom systéme, ktorý má hustú atmosféru. Štúdium povrchu Titanu je náročné kvôli hrubej vrstve oblakov. Teplota je mínus 170-180 stupňov a tlak na povrchu je 1,5-krát vyšší ako na Zemi.

Na Titane sú jazerá, rieky a moria vyrobené z etánu a metánu, ako aj vysoké hory, ktoré sú väčšinou ľadové. Podľa predpokladov niektorých vedcov sa okolo kamenného jadra, ktoré dosahuje priemer 3400 kilometrov, nachádza niekoľko vrstiev ľadu s rôznymi typmi kryštalizácie a možno aj jedna vrstva kvapaliny.

Počas výskumu na Titane bol objavený obrovský uhľovodíkový bazén - Krakenovo more. Jeho rozloha je 400 050 kilometrov štvorcových. Podľa počítačových výpočtov a fotografií získaných z kozmickej lode je zloženie kvapaliny vo všetkých jazerách približne nasledovné: etán (asi 79 %), propán (7-8 %), metán (5-10 %), kyanovodík ( 2-3%), acetylén, bután, butén (asi 1%). Podľa iných teórií sú hlavnými látkami metán a etán.

Titan je mesiac, ktorého atmosféra je hrubá asi 400 kilometrov. Obsahuje vrstvy uhľovodíkového smogu. Z tohto dôvodu nemožno povrch tohto nebeského telesa pozorovať ďalekohľadom.

Planéta Titan dostáva veľmi málo slnečnej energie na zabezpečenie dynamiky procesov v atmosfére. Vedci navrhli, že energia na pohyb atmosférických hmôt poskytuje silný slapový efekt planéty Saturn.

Rotácia a obežná dráha

Polomer obežnej dráhy Titanu je 1 221 870 kilometrov. Mimo neho sú satelity Saturnu ako Hyperion a Iapetus a vo vnútri - Mimas, Tethys, Dione, Enceladus. Dráha Titanu vypadne

Satelit Titan urobí kompletnú revolúciu okolo svojej planéty za pätnásť dní, dvadsaťdva hodín a štyridsaťjeden minút. Rýchlosť obehu je 5,57 kilometrov za sekundu.

Ako mnoho iných, aj satelit Titan rotuje synchrónne vzhľadom na Saturn. To znamená, že čas jeho rotácie okolo planéty a okolo jej osi sa zhoduje, v dôsledku čoho sa Titan vždy otočí jednou stranou k Saturnu, takže na povrchu satelitu je bod, v ktorom Saturn vždy vyzerá, že visí na zenit.

Naklonenie osi rotácie Saturnu zabezpečuje samotnú planétu a jej satelity. Napríklad posledné leto na Titane skončilo v roku 2009. Zároveň je trvanie každého ročného obdobia približne sedem a pol roka, pretože planéta Saturn urobí kompletnú revolúciu okolo hviezdy Slnka za tridsať rokov.