טיטאן יושב? קאסיני, הויגנס חשף את נפלאות הירח הגדול ביותר של שבתאי

נוף קאסיני של אגם טיטאן

תמונה זו ממכשיר המכ'ם על גבי חללית קאסיני של נאס'א מציגה את הים הפחמימני הגדול Ligeia Mare על הירח הגדול ביותר של שבתאי, טיטאן. (אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell)



ביום שישי (15 בספטמבר), משימת קאסיני של נאס'א תגיע לסיומה הדרמטי, תישרף כמו מטאור גבוה באטמוספירה של שבתאי ותסיים את 'הגמר הגדול' הנועז של החללית. פרידה אחרונה זו התאפשרה כמה ימים קודם לכן ב -11 בספטמבר, אז קיבלה החללית הוותיקה זריקת כבידה על ידי הירח הגדול ביותר של שבתאי, טיטאן, במהלך הטיסה האחרונה של החללית.



'קאסיני היה במערכת יחסים ארוכת טווח עם טיטאן, עם מפגש חדש כמעט מדי חודש במשך יותר מעשור', אמר מנהל הפרויקט של קאסיני ארל מייז במעבדת הנעה הסילוני של נאס'א בפסדינה, קליפורניה, אמר בהצהרה . 'המפגש הסופי הזה הוא פרידה מרירה מרירה, אך כפי שעשתה לאורך כל המשימה, כוח המשיכה של טיטאן שוב שולח את קאסיני לאן שאנחנו צריכים אותו'.

מאז שהגיע למערכת השבתאית לפני 13 שנים, קייסיני ניהל מערכת יחסים אינטימית עם טיטאן, חקר את האטמוספירה שלו והשתמש בכוח הכבידה של הירח על 3,200 קילומטרים. לכוונן את מסלוליו . אך אינטימיות זו הגיעה לשיאה ב -14 בינואר 2005, כאשר הנחיתה הרובוטית של סוכנות החלל האירופית Huygens ירדה מבעד לאובך האטמוספרי של הירח ונחתה והפכה למשימה הראשונה (ועד כה היחידה) לגעת על פני הירח בחוץ מערכת השמש. [ 12 שנים מאוחר יותר, מדענים זוכרים את הנחיתה האפית על ירח שבתאי טיטאן ]



קאסיני ספינת האם; הויגנס הנחת

ב- 15 באוקטובר 1997 שוגרה משימת קאסיני-הויגנס של 3.2 מיליארד דולר מקייפ קנוורל, פלורידה, כמאמץ משותף של נאס'א, ESA וסוכנות החלל האיטלקית. המשימה החלה בשתי חלליות צמודות - מסלול ונחיתה - אך ב -24 בדצמבר 2004 התנתק הויגנס מספינת האם שלו והשאיר את קאסיני להקיף את שבתאי לבד.

ל- Huygens היה גורל משלו: לנחות על טיטאן ולחשוף את 'האמת הקרקעית' מתחת לאובך.

'הירידה והנחיתה של הייוגנס היוו פריצת דרך משמעותית בחקרנו את טיטאן, כמו גם הנחיתה הרכה הראשונה על ירח על כוכב הלכת החיצון', אמרה מדענית הפרויקטים של קאסיני, לינדה ספילקר, מ- NASA JPL. מוקדם יותר השנה . 'זה שינה לחלוטין את ההבנה שלנו לגבי עולם האוקיינוס ​​המכוסה אובך.'



טיטאן הוא מוזר; אין ירח אחר במערכת השמש בעל אווירה עבה, ומדענים פלנטרים מוקסמים מאוד מהעולם המסתורי הזה. שלושה שבועות לאחר שעזב את קאסיני והתרחק לטיטן, חללית (2.7 מטר) ברוחב 9 רגל הצניחה באווירה האטומה והעשירה בחנקן של טיטאן, מסתובבת ומתנדנדת כשצילמה תמונות ואספה נתונים על האובך הצהוב של הירח במשך כמעט 2.5 שעה (ות, לחשוף פרטים מורכבים של שכבות האטמוספירה, הרוחות, הרכב ותהליכים כימיים מסתוריים.

כמו כדור הארץ, אבל אין כמו כדור הארץ

אבל הויגס ירד אל הלא נודע. באותה תקופה, מדעני כוכבי לכת לא היו בטוחים אם פני השטח של טיטאן מכוסים במרק נוזלי של מתאן ואתאן, ולכן Huygens נועד לצוף למקרה שהוא לא ימצא קרקע מוצקה. אבל כפי שהנחיתה המשיכה להפליג עמוק יותר למעמקים המפחידים בסופו של דבר הוא עבר מתחת לאובך, הוא תפס מאות תמונות אוויר של העולם החייזרי וראה נוף מגוון להפליא-ובאופן דמוי כדור הארץ-מלא הרים, שטחי יבשה ומה שנראה כמו דלתות נהרות. מדענים הבינו אז שלמרות ש Huygens נחת על משהו מוצק, מתאן נוזלי אכן זרם לשם: מצלמות Huygens יכלו לראות ערוצים מורכבים חותכים אל פני השטח.

כאשר Huygens נגע למטה, הוא עשה זאת בחבטה רכה ושקופית קצרה על פני המשטח הקפוא. ניתוח מאוחר יותר של הטלמטריה של הנחתת הראה כי Huygens שקע בסביבות 12.7 סנטימטרים אל פני השטח במגע ראשון, קפץ והחליק לפני שעצר.



בהתייחסו לנחיתה בשנת 2012, אריך קרקושקה, מהמעבדה הירח והפלנטרית של אוניברסיטת אריזונה, השווה את המשטח המוזר לשלג עם קרום קפוא. 'אם אתה הולך בזהירות, אתה יכול ללכת כמו על משטח מוצק, אבל אם אתה צועד על השלג קצת חזק מדי, אתה פורץ עמוק מאוד,' אמר.

Huygens נחת על מישור שיטפון יבש שכולו סלעים נשחקים וקרחים המכוסים בחומר מאובק שכנראה היו אירוסולים אורגניים שידועים כיום להיווצר באטמוספירה של טיטאן ולזרב על פני השטח. במשך 72 דקות החזיר הנחיתה נתונים יקרי ערך מפני השטח והאטמוספירה של הירח.

כשהסוללות של הויגנס התרוקנו, היא הפסיקה לשדר, אבל זו הייתה רק ההתחלה לחקירותיו של קאסיני בטיטאן. במשך 12 שנים נוספות, ספינת האם ביצעה 127 זבובים קרובים, צברה תצפיות חדשות על כל מסלול סביב שבתאי וחתכה את האובך באמצעות המכ'ם שלו. [ איך בני אדם יכולים לחיות על טיטאן הירח של שבתאי (אינפוגרפיקה) ]

מחזור המתאן של טיטאן

על ידי השוואת התצפיות של קאסיני והויגנס, חוקרים גילו עד מהרה כי מתאן נוזלי אכן זורם על פני השטח של טיטאן, ויש אגמים עצומים של מתאן ואתאן נוזלי. אגמים אלה הם תוצר סופי של מחזור דמוי 'הידרולוגיה': על פני כדור הארץ המים מתאדים מהאוקיינוסים, מתעבים באטמוספירה ויורדים כגשם מעל הארץ ליצירת נהרות. בטיטאן מתאן תופס את מקומו של המים.

מכיוון שטייטאן מקבל רק אחוז אחד מאור השמש שכדור הארץ מקבל, הוא קר במיוחד. טמפרטורת פני השטח הממוצעת של טיטאן היא מינוס 290 מעלות פרנהייט (מינוס 179 מעלות צלזיוס), כך שמים אינם יכולים להתקיים כנוזל; הוא נמצא רק כקרח קשה. אך מתאן, הנמצא באופן טבעי רק כגז על כדור הארץ, הוא הנוזל הדומיננטי על טיטאן, היוצר אגמים, מתעבים כענני מתאן מרופדי אירוסול ויורדים כגשם של מתאן על הנוף העשיר בפחמימנים.

למרות הטמפרטורות הקיצוניות, האסטרוביולוגים רואים בטיטאן אנלוגי לכדור הארץ הצעיר בערך מהתקופה בה הכימיה האורגנית הובילה להופעת חיים לפני מיליארדי שנים - וכמה השערות מצביעות על כך צורות חיים אקזוטיות עשויות להיות אפשריות על טיטאן. אבל האפשרויות להתיישבותו של טיטאן מעמיקות הרבה יותר: ממרובי המעופפים הרבים של קאסיני למדו מדענים כי סביר להניח כי טיטאן מסתיר אוקיינוס ​​מלוח עצום מתחת לפני השטח מתחת לפני השטח העשיר בפחמימנים. המשמעות היא שטיטאן מצטרף למועדון ההולך וגדל של ירחי האוקיינוס ​​במערכת השמש החיצונית, כולל אחיו השבתאי אנסלדוס ובן דודו הג'וביאן הרחוק אירופה.

'חקירתו הקרובה של קאסיני אחר טיטאן נמצאת כעת מאחורינו', אמר ספילקר בהצהרה לאחר הטיסה הקרובה האחרונה של החללית של הירח באפריל, 'אבל כמות הנתונים העשירה שאספה החללית תדרוש מחקר מדעי במשך עשרות שנים.'

כעת, קאסיני במסלול בלתי הפיך להיכנס לאווירת שבתאי בשעה 7:53 בבוקר (1153 GMT) ביום שישי ולהשלים את משימתו המדהימה, בוערת הגנה על אנסלדוס וטיטאן מפני זיהום אפשרי.

עקוב אחר איאן אוניל בטוויטר @astroengine וב- Astroengine.com . עקוב אחרינו @Spacedotcom , פייסבוק ו Google+ . מאמר מקורי בנושא guesswhozoo.com .