Что мы все про Марс или Землю. Давайте поговорим про волшебный спутник Сатурна — Титан. Он похож на Землю, как ни одна планета Солнечной системы, и при этом очень-очень сильно отличается от нее.
14 января 2005 зонд Huygens Европейского космического агентства посетил спутник Сатурна — Титан. Он спускался на парашюте через влажные облака. Он сфотографировал русла рек, пляжи и острова. Наконец, спускаясь через закрученный туман, Huygens приземлился в грязь.
Титан является влажным.
Христиан Гюйгенс не был бы удивлен. В 1698 году, за триста лет до того как зонд Huygens покинул Землю, голландский астроном написал такие слова: «Я уверен, что Земля и Юпитер имеют свои облака и воду, ведь нет никакой причины, почему другие планеты должны быть без них. Я не могу сказать, что они в точности такого же характера как и наша планета. Но что там должна быть жидкость – это ясно. Наша вода, на Юпитере или Сатурне, будет мгновенно заморожена по причине огромного расстояния каждой планеты от Солнца, следовательно, они должны иметь свою собственную воду, такую, которая не боится тамошнего мороза«.
Гюйгенс открыл Титан в 1655 году, и именно поэтому зонд назван в его честь. В те дни Титан был просто уколом света в телескоп. Гюйгенс не мог видеть облака Титана, полные дождя, долины и озера, ученый торопился рассуждать о жидкости, но у него было только прекрасное воображение и научный метод.
Теперь мы знаем: «вода» Титана – это жидкий метан, CH4 , более известный на Земле как природный газ. Метан на Титане является текучей жидкостью, как и писал Гюйгенс, «которая не боится тамошнего мороза».
Ученые научной команды Huygens считают, что аппарат приземлился в эквивалент Аризоны — главным образом сухую область с краткими, но интенсивными сезонами дождей.
«Русла рек вблизи зонда выглядят сейчас пустыми», — говорят они, «Но жидкость была там недавно». Маленькие камни, что разбросаны вокруг места посадки, гладкие и круглые, как речная галька на Земле.
Атмосфера Титана «влажная», то есть с высоким содержанием жидкого метана. Никто не знает, как часто идет дождь, но осадки там могут быть очень интенсивными.
И может быть радуга!
Ингредиенты, которые нужны для радуги, – это солнечный свет и капли дождя. На Земле, радуга образуется, когда солнечный свет преломляется в прозрачных каплях воды. Каждая капля действует как призма, разделяя белый солнечный свет в спектр цветов, привычный нам. На Титане, радуга будет формироваться, когда солнечный свет преломляется в каплях метана, которые, как и вода, являются прозрачными.
Но радуга будет не такой, как на Земле. Из-за разницы плотности, капли жидкого метана больше капель воды, и индекс преломления жидкого метана (1,29) отличается от воды (1.33). Метановые радуги должны быть шире земных, но их спектр будет все тем же – синяя полоса внутри, красная снаружи. Однако радуга будет «тонирована» в оранжевый цвет из-за общего оранжевого фона неба.
Если капли в небе Титана не проблема, то с прямым солнечным светом там гораздо хуже. Даже если какие-то лучи и пробьются через плотную атмосферу, и попадут под удачным углом, радуга на Титане будет очень слабая и бледная.
Зато атмосфера Титана гораздо лучше проницаема для инфракрасных лучей. Поэтому шансы увидеть инфракрасную радугу выше. Правда, для того чтобы человеку увидеть ее, понадобится прибор ночного видения, который регистрирует инфракрасные лучи.
Инфракрасная радуга на Земле
Физические характеристики жидкого метана, отличающиеся от воды, налагают серьезные требования, при конструировании гипотетической лодки, для будущих покорителей морей Титана.
Плотность жидкого метана в два раза меньше чем воды (0,45 против 1). Это значит, что лодке понадобилось бы иметь в два раза большее водоизмещение для сохранения аналогичной грузоподъемности при идентичности прочих условий.
Поверхностное натяжение метана в три раза слабее водяного.
Низкая плотность требует еще очень широких лопастей пропеллера, которому придется загребать тонкую жидкость, чтобы придать движение судну. Хотя это можно было бы обойти, установив пропеллер сверху для разгона струей «воздуха». Атмосфера Титана в полтора раза плотнее земной, поэтому эффективность такого двигателя будет выше. И, разумеется, все эти устройства должны надежно противостоять жестким условиям криогенных температур.
Рельеф Титана — видны речные русла.
Еще одно условие, которое происходит от низкой плотности метана и низкой гравитации – это высокие волны – в семь раз выше земных, но вдвое медлительнее. Это понравилось бы фанатам серфинга, если не забывать, что им понадобится доска в два раза большего размера для сохранения привычной плавучести.
И еще метан горюч и взрывоопасен! Титан позволяет вольности с метаном только потому, что там слишком мало кислорода, способного обеспечить горение. Но если люди соберутся на этот спутник Сатурна, то они должны тщательно беречь свои баллоны с кислородом.
Инфракрасная радуга, гигантские волны, метановые дожди. Наши аппараты еще не видели ничего из перечисленного. Существуют ли они на самом деле?
Вспомним Христиана Гюйгенса: «нет никакой причины, почему другие планеты должны быть без них».
