Când sonda Huygens a Agenției Spațiale Europene a vizitat luna trecută Titanul lunii Saturn, sonda a parașutat prin nori umedi. A fotografiat canalele fluviale și plajele și lucrurile care arată ca insule. În cele din urmă, coborând prin ceață învolburată, Huygens a aterizat în noroi.
Pentru a face o poveste lungă, Titan este umed.
Christian Huygens nu ar fi fost un pic surprins. În 1698, cu trei sute de ani înainte ca sonda Huygens să părăsească Pământul, astronomul olandez a scris aceste cuvinte:
„De vreme ce este sigur că Pământul și Jupiter au apa și norii lor, nu există niciun motiv pentru care celelalte planete ar trebui să fie fără ele. Nu pot spune că sunt exact de aceeași natură cu apa noastră; dar că ar trebui să fie lichide utilizarea lor necesită, deoarece frumusețea lor face ca acestea să fie clare. Această Apă a noastră, în Jupiter sau Saturn, ar fi înghețată instantaneu din cauza distanței mari a Soarelui. Prin urmare, fiecare planetă trebuie să aibă propriile sale ape care nu sunt supuse înghețului. "
Huygens a descoperit Titan în 1655, motiv pentru care sonda este numită după el. În acele zile, Titan era doar un vârf de lumină într-un telescop. Huygens nu putea vedea norii lui Titan, însărcinată cu ploaia sau dealurile lui Titan, sculptate de lichide grăbitoare, dar avea o imaginație fină.
„Apa” Titanului este metanul lichid, CH4, mai cunoscut pe Pământ drept gaz natural. Apa de pământ obișnuită, H2O, ar fi înghețată solid pe Titan, unde temperatura suprafeței este de 290o F sub zero. Pe de altă parte, metanul este un lichid care curge, de „un temperament care nu este supus înghețului”.
Jonathan Lunine, profesor la Universitatea din Arizona, este membru al echipei de științe a misiunii Huygens. El și colegii săi consideră că Huygens a aterizat în echivalentul Titan din Arizona, o zonă în cea mai mare parte uscată, cu anotimpuri umede, dar intense.
„Canalele râului de lângă sonda Huygens arată gol acum”, spune Lunine, dar lichidele au fost acolo recent, crede el. Micile roci răspândite în jurul locului de aterizare sunt convingătoare: sunt netede și rotunde precum rocile de râu de pe Pământ și „stau în mici depresiuni săpate, aparent, prin fluide în grabă”.
Sursa tuturor acestei umezi poate fi ploaia. Atmosfera lui Titan este „umedă”, adică bogată în metan. Nimeni nu știe cât de des plouă, „dar când se întâmplă”, spune Lunine, „cantitatea de vapori din atmosferă este de multe ori decât în atmosfera Pământului, așa că puteți face averse foarte intense.”
Și poate și curcubee. „Ingredientele de care ai nevoie pentru un curcubeu sunt lumina soarelui și picăturile de ploaie. Titan are atât ”, spune expertul în optică atmosferică Les Cowley.
Pe Pământ, curcubeele se formează atunci când lumina soarelui răspunde și iese din picăturile de apă transparente. Fiecare picătură acționează ca o prismă, răspândind lumina în spectrul familiar al culorilor. Pe Titan, curcubeele s-ar forma atunci când lumina soarelui răspunde și iese din picăturile de metan, care, la fel ca picăturile de apă, sunt transparente.
„Frumusețea lor [cere] ca acestea să fie clare ...”
„Un curcubeu de metan ar fi mai mare decât un curcubeu cu apă”, notează Cowley, „cu o rază primară de cel puțin 49o pentru metan față de 42,5o pentru apă. Acest lucru se datorează faptului că indicele de refracție al metanului lichid (1.29) diferă de cel al apei (1.33). ” Ordinea culorilor ar fi însă aceeași: albastru la interior și roșu la exterior, cu un indiciu general de portocal cauzat de cerul portocaliu al lui Titan.
O problemă: Curcubeele au nevoie de lumina directă a soarelui, dar cerul lui Titan este foarte nebunesc. „Curcubeele vizibile de pe Titan ar putea fi rare”, spune Cowley. Pe de altă parte, curcubeele cu infraroșu ar putea fi comune.
Omul de știință atmosferic, Bob West, al Laboratorului de propulsie Jet de la NASA, explică: „Atmosfera lui Titan este mai ales limpede la undele infraroșii. Acesta este motivul pentru care nava spațială Cassini folosește o cameră cu infraroșu pentru a fotografia Titan. ” Razele de soare infraroșii ar avea mici probleme pentru a pătrunde în aerul întunecat și a face curcubee. Cea mai bună metodă de a le vedea: ochelari de vedere „infraroșu” de vedere.
Toate aceste vorbe despre ploaie și curcubee și noroi face ca metanul lichid să sune foarte mult ca apa obișnuită. Nu este. Luați în considerare următoarele:
Densitatea metanului lichid este doar aproximativ jumătate din densitatea apei. Este ceva, să zicem, un constructor de bărci de pe Titan ar trebui să țină cont. Barcile plutesc atunci când sunt mai puțin dense decât lichidul de sub ele. O barcă Titan ar trebui să fie mai ușoară pentru a pluti într-o mare de metan lichid. (Nu este atât de nebun pe cât pare. Viitorii exploratori vor dori să viziteze Titanul, iar bărcile ar putea fi o modalitate bună de a vă ocoli.)
Metanul lichid are, de asemenea, o vâscozitate scăzută (sau „gooiness”) și o tensiune superficială scăzută. Vezi tabelul de mai jos. Tensiunea de suprafață este ceea ce oferă apei pielea sa cauciucată și, pe Pământ, lasă bug-urile de apă să se strecoare pe bălți O eroare de apă de pe Titan s-ar scufunda imediat într-un iaz de metan fragil. Pe partea strălucitoare, gravitația scăzută a Titanului, doar o a șaptea gravitație a Pământului, ar putea permite creaturii să se ridice din nou.
Înapoi la bărci: elicele care se transformă în metan ar trebui să fie extinse pentru a „prinde” suficient lichidul subțire pentru propulsie. De asemenea, trebuie să fie confecționate din materiale speciale rezistente la fisurare la temperaturi criogenice.
Și aveți grijă la valurile alea! Oamenii de știință europeni John Zarnecki și Nadeem Ghafoor au calculat cum ar putea fi valurile de metan de pe Titan: de șapte ori mai înalte decât undele Pământului tipice (în principal din cauza gravitației scăzute a lui Titan) și de trei ori mai lent, „oferind surferilor o plimbare sălbatică”, spune Ghafoor.
Nu în ultimul rând, metanul lichid este inflamabil. Titanul nu ia foc, deoarece atmosfera conține atât de puțin oxigen - un ingredient cheie pentru ardere. Dacă exploratorii vizitează Titan într-o zi, va trebui să fie atenți cu rezervoarele lor de oxigen și să reziste nevoia de a elimina incendiile cu „apă”.
Curcubee infraroșii, valuri falnice, mări care vorbește marinarilor. Huygens nu a văzut nimic din aceste lucruri înainte să se prăbușească în noroi. Chiar există?
„… Nu există niciun motiv pentru care celelalte planete ar trebui să fie fără ele.”
Sursa originală: [email protected]
