Πόσο κατοικήσιμος είναι ο Τιτάνας; Η NASA στέλνει το ελικόπτερο Titan Dragonfly για να το ανακαλύψει

Υπάρχουν λίγα μέρη στο Ηλιακό Σύστημα που είναι τόσο συναρπαστικά όσο το φεγγάρι του Κρόνου Τιτάνα. Είναι ένας κόσμος με πιο παχιά ατμόσφαιρα από τη Γη. Εκεί που κάνει τόσο κρύο που βρέχει αμμωνία, σχηματίζοντας λίμνες, ποτάμια και θάλασσες. Εκεί που ο πάγος του νερού σχηματίζει βουνά.

Όπως η Ευρώπη και ο Εγκλέαδος, ο Τιτάνας θα μπορούσε επίσης να έχει έναν εσωτερικό ωκεανό υγρού νερού, ένα μέρος όπου μπορεί να υπάρχει ζωή.

Ο Τιτάνας έχει στρώματα και, ευτυχώς, υπάρχει μια φοβερή νέα αποστολή στα σκαριά για να το εξερευνήσετε: η αποστολή Titan Dragonfly.

Για το μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, οι αστρονόμοι δεν ήξεραν πόσο ιδιαίτερος ήταν ο Τιτάνας. Αυτό συμβαίνει επειδή το φεγγάρι του Κρόνου είναι καλυμμένο με πυκνά σύννεφα που κρύβουν τη θέα στην επιφάνειά του. Στην πραγματικότητα, για το μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι ο Τιτάνας ήταν το μεγαλύτερο φεγγάρι στο Ηλιακό Σύστημα, αφού δεν μπορούσαν να πουν πού τελείωνε η ​​ατμόσφαιρα και πού ξεκίνησε το έδαφος. Τώρα ξέρουμε ότι ο Γανυμήδης είναι λίγο μεγαλύτερος.

ο Το πρώτο διαστημόπλοιο που επισκέφτηκε τον Τιτάνα ήταν το Pioneer 11 το 1979. Δεν μπορούσε να δει μέσα από τα πυκνά σύννεφα, ούτε και το δίδυμο διαστημόπλοιο Voyager, το οποίο ακολούθησε το 1980 και το 1981. Συνέλεξαν κάποιες πρόσθετες ενδείξεις για τον Τιτάνα, ωστόσο, ανιχνεύοντας ίχνη υδρογονανθράκων στην ατμόσφαιρα, όπως το ασετυλένιο, αιθάνιο και προπάνιο. Το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιράς του, ωστόσο, είναι άζωτο, όπως και η Γη.

Αυτή η άποψη του μεγαλύτερου φεγγαριού του Κρόνου, του Τιτάνα, είναι από τις τελευταίες εικόνες που έστειλε το διαστημικό σκάφος Cassini στη Γη πριν βυθιστεί στην ατμόσφαιρα του γιγάντιου πλανήτη. Πιστώσεις: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Με μια ατμόσφαιρα γεμάτη άζωτο και που περιέχει υδρογονάνθρακες, αυτό ακούγεται σαν ένα πιθανό σημείο για να βρει κανείς ζωή. Ίσως ακόμη και ζωή που χρησιμοποιεί μια εντελώς διαφορετική βιολογία από τη ζωή στη Γη.

Πόσο κατοικήσιμος είναι ο Τιτάνας;

Μόλις το διαστημικό σκάφος Cassini της NASA έκανε το μακρύ ταξίδι στον Κρόνο και μπήκε σε τροχιά γύρω από τον δακτυλιωμένο πλανήτη το 2004, τα όργανα ήταν τελικά στη θέση τους για να κοιτάξουν μέσα από την ατμόσφαιρα απόκρυψης του Τιτάνα.

Κατά τη διάρκεια της 13χρονης αποστολής του στον Κρόνο, το Cassini πέταξε δίπλα από τον Τιτάνα 127 φορές, χρησιμοποιώντας ραντάρ και όργανα υπέρυθρων για να δει μέσα από την ομίχλη και να αποκαλύψει χαρακτηριστικά στην επιφάνεια του Τιτάνα. Το Cassini είδε σύννεφα υδρογονανθράκων, τα οποία ρίχνουν υδρογονάνθρακες σε ποτάμια υδρογονανθράκων, συγκεντρώνοντας σε λίμνες και θάλασσες υδρογονανθράκων. Το θέμα μου είναι… οι υδρογονάνθρακες.

Τα τρία μωσαϊκά που παρουσιάζονται εδώ συντέθηκαν με δεδομένα από το οπτικό και υπέρυθρο φασματόμετρο χαρτογράφησης του Cassini που λήφθηκαν κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων πτήσεων του Τιτάνα, στις 28 Οκτωβρίου 2005 (αριστερή εικόνα), στις 26 Δεκεμβρίου 2005 (μεσαία εικόνα) και στις 15 Ιανουαρίου, 2006 (δεξιά εικόνα). Πίστωση: NASA/JPL/Πανεπιστήμιο της Αριζόνα

Το Cassini έπεσε επίσης από το Προσεδάφιση Huygens της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας , που κατέβηκε με αλεξίπτωτο μέσα από την ατμόσφαιρα καταγράφοντας ολόκληρη τη δυόμιση ώρα διαδρομή του. Προσγειώθηκε στην επιφάνεια και έστειλε πίσω τις πρώτες εικόνες από το έδαφος στον Τιτάνα.

Μεταξύ τους, ο Cassini και ο Huygens αποκάλυψαν ότι ο Τιτάνας είναι καλυμμένος με οργανικά μόρια, στο είδος της κατάστασης που πιστευόταν ότι υπήρχε εδώ στη Γη πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Το πρόβλημα, φυσικά, είναι ότι ο Τιτάνας κρυώνει απίστευτα. Έτσι παίρνετε όλους αυτούς τους υγρούς υδρογονάνθρακες για τους οποίους συνέχιζα.

Η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι -179 Κελσίου ή -209 βαθμούς Φαρενάιτ. Απλά για σύγκριση, η πιο κρύα θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ στη Γη είναι περίπου -92 βαθμούς Κελσίου ή -133 Φαρενάιτ.

Η πυκνή ατμόσφαιρα αζώτου στον Τιτάνα σημαίνει ότι δεν θα χρειαζόσουν διαστημική στολή αν ήθελες να περπατήσεις έξω στον Τιτάνα, απλά ένα πραγματικά πολύ χοντρό παλτό.

Έτσι, έχετε όλες αυτές τις πρώτες ύλες για τη ζωή στην επιφάνεια, σε μια αρκετά παχιά ατμόσφαιρα αζώτου, με υγρούς υδρογονάνθρακες που δρουν σαν διαλύτης και στροβιλίζονται χημικά τριγύρω. Υπάρχει ακόμη και η υπεριώδης ακτινοβολία από τον Ήλιο που διαλύει χημικές ουσίες και ενθαρρύνει νέες χημικές αντιδράσεις με υδρογόνο, μεθάνιο και άζωτο.

Η Ligeia Mare, που εμφανίζεται εδώ σε δεδομένα που ελήφθησαν από το διαστημόπλοιο Cassini της NASA, είναι το δεύτερο μεγαλύτερο γνωστό σώμα υγρού στο φεγγάρι του Κρόνου, Τιτάνα. Είναι γεμάτο με υγρούς υδρογονάνθρακες, όπως αιθάνιο και μεθάνιο, και είναι μια από τις πολλές θάλασσες και λίμνες που κοσμούν τη βόρεια πολική περιοχή του Τιτάνα. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell

Αλλά τότε έχετε ένα βάναυσα κρύο περιβάλλον, εντελώς εχθρικό για τη ζωή στην επιφάνεια.

Τα καλά νέα είναι ότι ο Τιτάνας φαίνεται να έχει έναν υγρό ωκεανό κάτω από την παγωμένη του επιφάνεια: ακριβώς όπως η Ευρώπη του Δία και ο Εγκέλαδος του Κρόνου. Αυτό επιβεβαιώθηκε από προσεκτικές μετρήσεις βαρύτητας που έκανε το Cassini κατά τη διάρκεια των 137 πτήσεων του.

Η διαφορά είναι ότι ο Τιτάνας έχει όλα τα δομικά στοιχεία της ζωής στο επιφανειακό στρώμα, που περιβάλλει τον ωκεανό. Δείτε πώς είναι αυτό το ιδανικό;

Στο εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, μια ομάδα επιστημόνων προσπαθεί να καταλάβει πόσο πιθανό είναι να υπάρχει ζωή στους ωκεανούς του Τιτάνα. Από τώρα έως το 2023, ελπίζουν να επεξεργαστούν τις συνθήκες που θα μπορούσαν να επιτρέψουν στα οργανικά μόρια να μετακινηθούν από την επιφάνεια του κόσμου, προς τους εσωτερικούς ωκεανούς του, το τέλειο κατοικήσιμο περιβάλλον.

Κατοικισιμότητα των κόσμων υδρογονανθράκων: Τιτάνας και πέρα. Πώς η ζωή θα μπορούσε να μετακινηθεί από την επιφάνεια του Τιτάνα στο εσωτερικό του και αντίστροφα. Πίστωση: NASA/JPL/NIA

Η προσπάθεια ονομάζεται Κατοικισιμότητα των κόσμων υδρογονανθράκων: Τιτάνας και πέρα .

Ο πρώτος τους στόχος είναι να καταλάβουν πώς τα οργανικά μόρια θα μπορούσαν να κινηθούν γύρω από τον πλανήτη και να μεταφερθούν από την ατμόσφαιρα, στην επιφάνεια και στη συνέχεια στον υπόγειο ωκεανό.

Μέρος αυτής της εργασίας έχει ήδη γίνει, χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις από τη συστοιχία Atacama Large Millimeter/submillimeter στη Χιλή για τη μελέτη της ατμόσφαιρας του Τιτάνα και τη μέτρηση της χημικής του περιεκτικότητας.

Παρόλο που το Cassini ήταν πολύ πιο κοντά και έκανε μερικές από αυτές τις παρατηρήσεις, το ALMA είναι στην πραγματικότητα πολύ πιο ευαίσθητο στα είδη των μορίων που επιπλέουν στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Το αστεροσκοπείο μπόρεσε να ανιχνεύσει αλλαγές στα επίπεδα στον Τιτάνα καθώς το μεθάνιο και το μοριακό άζωτο διασπώνται από την υπεριώδη ακτινοβολία του Ήλιου.

Το ALMA είναι μια σειρά από πιάτα που βρίσκονται στην έρημο Atacama στη Χιλή. Εικόνα: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), O. Dessibourg

Είναι πιθανό αυτά τα οργανικά μόρια να μπορούν να εισχωρήσουν στον ωκεανό. Ή ίσως τα οργανικά μόρια δημιουργούνται από το εσωτερικό του ίδιου του Τιτάνα και ανεβαίνουν και βγαίνουν μέσα από κρυοηφαίστεια στην επιφάνεια.

Είναι πιθανώς αδύνατο να γίνει απευθείας δειγματοληψία στον υπόγειο ωκεανό στο εγγύς μέλλον, αλλά αν βρεθούν υπαινιγμοί στην επιφάνεια, ένας θερμαινόμενος ανιχνευτής όπως η αποστολή που προτείνεται για την Ευρώπη θα μπορούσε να λιώσει μέσα από τον πάγο και να φτάσει στον ωκεανό. Έχουμε κάνει ένα ολόκληρο επεισόδιο για αυτήν την ιδέα.

Στη συνέχεια θέλουν να καταλάβουν εάν αυτοί οι υπόγειοι ωκεανοί μπορεί να είναι πράγματι κατοικήσιμοι, και αν είναι, τι είδους ζωή μπορεί να υπάρχει εκεί κάτω.

Παρόλο που υπάρχει ένας υγρός ωκεανός, δεν γνωρίζουμε αν έχει αρκετές από τις κατάλληλες χημικές ουσίες και ενέργεια για να επιβιώσει η ζωή. Ένα παράδειγμα γήινης ζωής που θα μπορούσε να δείξει το δρόμο ονομάζεταιPelobacter acetylenicus, το οποίο τροφοδοτείται από ακετυλένιο για ενέργεια και άνθρακα. Οι ερευνητές σχεδιάζουν να προσομοιώσουν το περιβάλλον του Τιτάνα και να δουν πόσο καλά μπορεί να επιβιώσει αυτό το βακτήριο.

Τέλος, υπάρχει κάποιος τρόπος για να μεταφερθεί η ζωή πίσω από τους ωκεανούς και να βγει στην επιφάνεια του Τιτάνα όπου μπορεί να μελετηθεί από κοντά; Ακόμα κι αν το κέλυφος πάγου στον Τιτάνα μπορεί να έχει πάχος 50-80 km, θα μπορούσαν να υπάρξουν γεωλογικές διεργασίες για εκατομμύρια χρόνια που φέρνουν υλικό από τον ωκεανό στην επιφάνεια.

Εικονογράφηση καλλιτέχνη του εσωτερικού του Τιτάνα, συμπεριλαμβανομένου του υγρού στρώματος νερού του. Πίστωση: NASA/JPL

Για να συλλέξετε αυτά τα δεδομένα, θα χρειαστείτε κάποιο είδος ρομποτικής αποστολής που θα μπορούσε να κινηθεί γρήγορα στην επιφάνεια του Τιτάνα, δειγματοληπτικά σε διαφορετικές τοποθεσίες για να αναζητήσετε στοιχεία ζωής.

Ο Τιτάνας είναι απολύτως συναρπαστικός και πραγματικά χρειάζεται να στείλουμε μια αποστολή πίσω για να τον μελετήσουμε σε μεγαλύτερο βάθος. Και είμαι στην ευχάριστη θέση να το ανακοινώσω Η NASA επέλεξε επίσημα ένα ελικόπτερο με πυρηνική μπαταρία που θα πάει στον Τιτάνα το 2026.

Μια απεικόνιση του στροφείου Dragonfly της NASA στον Τιτάνα. Πίστωση εικόνας: NASA

Ονομάζεται Dragonfly και μπορεί να το γνωρίζετε ήδη λόγω μιας συνεργασίας Έκανα με το Everyday Astronaut πέρυσι . Η NASA προσπαθούσε να επιλέξει μεταξύ Dragonfly και αποστολής επιστροφής δείγματος κομήτη. Αν και εύχομαι και οι δύο αποστολές να μπορούν να πετάξουν, αυτή θα ήταν σίγουρα και δική μου επιλογή.

Οι συνθήκες στον Τιτάνα είναι ιδανικές για ιπτάμενη μηχανή. Η ατμοσφαιρική πυκνότητα είναι 4 φορές μεγαλύτερη από τη Γη, ενώ την ίδια στιγμή, η βαρύτητα είναι μικρότερη. Το να πετάς στον Τιτάνα είναι σαν να κολυμπάς στους ωκεανούς της Γης. Θα μπορούσατε να φορέσετε ένα ζευγάρι με φτερά στα χέρια σας και να πετάξετε στον Τιτάνα, κάτι που, σοβαρά, θα ήθελα πολύ να δοκιμάσω.

Το Dragonfly θα είναι εξοπλισμένο με μια ραδιοϊσοτοπική θερμοηλεκτρική γεννήτρια, το ίδιο είδος μπαταρίας πλουτωνίου που τροφοδοτεί το Mars Curiosity, τον Άρη 2020, και πολλούς από τους ανιχνευτές στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα. Καθώς το πλουτώνιο διασπάται, ένα θερμοστοιχείο μετατρέπει τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει το διαστημόπλοιο.

Και το Dragonfly θα είναι σε θέση να παράγει αρκετή ηλεκτρική ενέργεια με το RTG του για να πετάξει στην ατμόσφαιρα του Τιτανίου, κάνοντας ολοένα και μεγαλύτερους λυκίσκους σε περίπου 8 χιλιόμετρα τη φορά. Για την κύρια αποστολή του, αναμένεται να πετάξει 175 χιλιόμετρα, διπλάσια από την απόσταση όλων των ρόβερ του Άρη μαζί.

Η αποστολή αναμένεται να ξεκινήσει το 2026, και χρειάστηκε περίπου 8 χρόνια για να φτάσει στον Τιτάνα και να φτάσει το 2034.

Οι δακτύλιοι του Κρόνου βρίσκονται σε απόσταση καθώς το διαστημικό σκάφος Cassini κοιτάζει προς τον Τιτάνα και τη σκοτεινή περιοχή του που ονομάζεται Shangri-La, ανατολικά του τόπου προσγείωσης του ανιχνευτή Huygens. Πίστωση εικόνας: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Η NASA επέλεξε τους αμμόλοφους Shangri-la κοντά στον ισημερινό ως τόπο προσγείωσης, ένα μέρος παρόμοιο με τους αμμόλοφους στη Ναμίμπια. Θα πηδά από περιοχή σε περιοχή, μυρίζοντας και δειγματοληπτικά, το περιβάλλον γύρω του μέχρι να φτάσει στον κρατήρα πρόσκρουσης Selk. Αυτό είναι ένα μέρος που φαίνεται να αποδεικνύει παρελθόντα υγρό νερό και οργανικά μόρια.

Αυτό είναι ακριβώς το είδος του τόπου όπου θα μπορούσαν να υπάρχουν ενδείξεις νερού που ξέφυγε από το εσωτερικό του Τιτάνα στην επιφάνειά του. Με άλλα λόγια, εδώ θα μπορούσαμε να βρούμε ότι ο Τιτάνας κάποτε είχε ή εξακολουθεί να έχει ζωή στον εσωτερικό του ωκεανό.

Υπήρξαν μερικές άλλες ιδέες για να εξερευνήσετε τον Τιτάνα, συμπεριλαμβανομένου ενός υποβρυχίου που θα μπορούσε να εξερευνήσει λίμνες υδρογονανθράκων, και διάφορες ιδέες για σκάφη, ακόμη και ένα ιστιοφόρο. Έχουμε κάνει ένα ολόκληρο επεισόδιο για άλλες πιθανές αποστολές στον Τιτάνα.

Τιτάν. Επιστρέφουμε στον Τιτάνα και αυτή τη φορά στέλνουμε ένα ελικόπτερο για να εξερευνήσουμε λεπτομερώς αυτόν τον συναρπαστικό κόσμο. Ταυτόχρονα, αστρονόμοι και πλανητικοί επιστήμονες θα δημιουργήσουν την υπόθεση για τη ζωή, είτε σήμερα είτε στο αρχαίο παρελθόν, και πώς θα μπορούσε να μετακινηθεί από την επιφάνεια στους εσωτερικούς ωκεανούς της και αντίστροφα. Και αυτό θα μπορούσε να μας βοηθήσει να καταλάβουμε πώς θα μπορούσε να έχει ξεκινήσει η ζωή εδώ στη Γη.

Πηγές: NASA/JPL , Αστροβιολογικό Ινστιτούτο NASA