Logo Przewdonik Katolicki

Tytaniczna podróż

Renata Krzyszkowska
Fot.

Odłączony od sondy Cassini próbnik Huygens wylądował na powierzchni największego satelity Saturna, Tytana. Manewr odbywał się 1,5 mld km od Ziemi. Trudno sobie nawet wyobrazić tę odległość. Nie dotarlibyśmy tam, nawet gdybyśmy całe życie jechali samochodem. Pierwszy raz w historii pojazd skonstruowany przez człowieka wylądował na tak odległym obiekcie. Wkrótce potem Huygens przekazał...

Odłączony od sondy Cassini próbnik Huygens wylądował na powierzchni największego satelity Saturna, Tytana. Manewr odbywał się 1,5 mld km od Ziemi. Trudno sobie nawet wyobrazić tę odległość. Nie dotarlibyśmy tam, nawet gdybyśmy całe życie jechali samochodem. Pierwszy raz w historii pojazd skonstruowany przez człowieka wylądował na tak odległym obiekcie. Wkrótce potem Huygens przekazał wyniki przeprowadzanych pomiarów. Z otrzymanych zdjęć tajemniczego księżyca wyłonił się obraz, porównany przez niektórych naukowców do "lodowego piekła".



Tytan jest największym i najjaśniejszym z co najmniej 31 księżyców Saturna. Wielkością nie dorównuje mu żaden księżyc w Układzie Słonecznym. Jego kulisty glob ma promień 2575 km - jest więc większy od Merkurego i Plutona. Tytan okrąża Saturna po niemal kołowej orbicie, w średniej odległości 1,2 mln km od jego środka. Jako jedyny otoczony jest grubą warstwą atmosfery, ponad 1,5 razy gęstszą od ziemskiej. Atmosfera Tytana jest nieprzezroczysta, dlatego patrząc z Ziemi, nawet przez największe teleskopy, astronomowie nie byli jej w stanie przeniknąć. Nie przeżylibyśmy w niej nie tylko dlatego, że nie ma tlenu, ale również dlatego, że jej temperatura wynosi ok. minus 200 st. C. Składa się ona w głównej części z azotu z domieszką węglowodorów - metanu, propanu, butanu. Przypuszczalnie taką samą otoczona była nasza planeta ponad cztery miliardy lat temu. Na powierzchni tego księżyca padają metanowe deszcze, a niebo przykrywają czarne jak sadza chmury.

Niebezpieczne lądowanie



Misja Cassini-Huygens, wspólny projekt amerykańskiej agencji NASA i europejskiej ESA oraz Włoskiej Agencji Kosmicznej, pochłonęła 3 mld dolarów. W jej przygotowaniu brali udział naukowcy z siedemnastu państw. Sam lądownik jest dziełem Europejczyków, ale sonda Cassini została wykonana przez Amerykanów. Start nastąpił w październiku 1997 roku z Przylądka Canaveral. Po siedmiu latach wędrówki, w połowie 2004 r. sonda weszła na orbitę Saturna, a w pierwszym dniu świąt Bożego Narodzenia odłączył się od niej próbnik, by pomknąć w kierunku Tytana. Po trzech tygodniach lotu, 14 stycznia zbliżył się do jego atmosfery. Na pokładzie Huygensa włączyła się elektronika niezbędna do lądowania. Istniały obawy, czy tor wędrówki próbnika został właściwie zaprojektowany. Ponieważ pojazd nie posiadał własnego napędu, nie można było zmienić jego kursu. Gdyby wszedł w atmosferę Tytana pod niewłaściwym kątem, mógłby się przegrzać i spłonąć w atmosferze księżyca, natomiast gdyby kąt był zbyt duży, mógłby "prześliznąć" się nad nimi i odlecieć w kosmos. Manewr lądowania był bardzo ryzykowny, gdyż odbywał się w praktycznie nieznanych warunkach. Gdy Huygens osiągnął wysokość 1270 km nad powierzchnią księżyca, przyspieszył do 22 tys. km na godzinę i przekroczył atmosferę dwadzieścia razy szybciej od dźwięku. Gdy zwolnił, na wysokości 180 km otworzył się pierwszy pilotowy spadochron; po 2,5 sekundy został on odłączony i otworzył się główny spadochron o średnicy 8,3 m oraz włączyły się przyrządy pomiarowe. Po kilkunastu minutach opadania próbnik znalazł się na wysokości 125 km, w atmosferze na tyle gęstej, że duży spadochron przestał być potrzebny i został odłączony. Zastąpił go mniejszy o średnicy 3 m. Gdy dotarł do powierzchni, szybkość opadania była już "bezpieczna". Do zderzenia doszło z prędkością 5-6 m/s. Szpikulec umieszczony na spodzie próbnika zagłębił się na około 15 cm w zmrożony grunt. Okazało się, że miejsce lądowania ma jednolitą konsystencję i cienką, zmrożoną skorupkę na powierzchni. Właściwości mechaniczne gruntu naukowcy porównali do gliny lub mokrego piasku.

Polski ślad



Wskutek błędu programisty jeden kanał łączności z Huygensem był nieczynny. Stracono więc m.in. połowę zdjęć, jakie wykonał lądownik. Całą misję oceniono jednak jako wielki sukces. Opadanie na spadochronie trwało 2 godziny 27 minut i 50 sekund. Już podczas opadania z prędkością około 26 km/h Huygens pobierał próbki atmosfery. Na wysokości kilkunastu kilometrów zarejestrował mgłę lub cienką powłokę chmur z metanu. Ciśnienie wynosiło około 500 hPa. Temperatura zmierzona na początku opadania wynosiła minus 202 st. C. Przy powierzchni już "tylko" minus 179,35 stopnia. Próbnik Huygens zawiera sześć zestawów przyrządów: kamerę i radiometr spektralny, urządzenie radarowe do dopplerowskich pomiarów prędkości wiatru, przyrząd do analizy aerozoli, chromatograf gazowy oraz dwa komplety czujników do badań atmosfery i pomiarów fizykochemicznych na powierzchni. Elementem jednego z zestawów jest zaprojektowany i zbudowany w Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie czujnik do pomiaru temperatury i przewodnictwa cieplnego. Jest on niewielki, bo waży zaledwie 75 gramów. Polacy zaprojektowali także układy elektroniki analogowej, obsługujące pięć czujników do badań własności fizycznych powierzchni Tytana. Układy te zbudowano, według polskiego projektu, w Anglii.

Ocean z metanu



Na pierwszych czarno-białych zdjęciach z Tytana, udostępnionych przez Europejską Agencję Kosmiczną, widać struktury geologiczne podobne do kanałów. Może to oznaczać, że na powierzchni Tytana znajdują się ciecze, które być może spływają do większych zbiorników. Na zdjęciach wyraźnie zaznaczona jest swego rodzaju linia brzegowa. Być może powierzchnia Tytana częściowo pokryta jest oceanami płynnego metanu i etanu. Naukowcy nie są pewni, czy na sfotografowanym obszarze znajduje się ciecz, czy też wsiąknęła głębiej. W każdym razie można odnieść wrażenie, że nie tak dawno tu była. Wszystkie zdjęcia i otrzymane pomiary posłużą do wnikliwych badań. Jak się ocenia, potrwają one wiele miesięcy i weźmie w nich udział ponad 250 naukowców z całego świata.

Uszy Saturna

Tytan jako pierwszy dostrzegł w połowie XVII w. holenderski fizyk i astronom Christian Huygens, a odkrycie potwierdził inny badacz Jean Dominique Cassino. Huygens jako pierwszy prawidłowo zinterpretował naturę dwóch "uszu" Saturna dostrzeżonych przez Galileusza. Dokonał tego dzięki udoskonalonej przez siebie lunecie, za pomocą której prowadził obserwacje Saturna. Dowiódł, że dziwne kształty wokół planety to w rzeczywistości płaski pierścień. Dziś wiemy, że pierścienie Saturna są utworzone z milionów "maleńkich księżyców". Przypominają one brudne śniegowe kule, złożone w większości z zamarzniętej wody zmieszanej z pyłem i odłamkami skał. Najmniejsze okruchy są mniej więcej wielkości piłeczki pingpongowej. Kilka największych może mieć kilometr średnicy. Przypuszczalnie materiał ten pozostał z czasów, kiedy Saturn i jego księżyce dopiero co się uformowały.

Komentarze

Zostaw wiadomość

 Security code

Komentarze - Facebook

Ta strona używa cookies. Korzystając ze strony, wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki