Det er få steder i solsystemet som er like fascinerende som Saturns måne Titan. Der vannis danner fjell.
Som Europa og Encleadus, kunne Titan også ha et indre hav av flytende vann, et sted der det kan være liv.
Titan har lag, og heldigvis er det et fantastisk nytt oppdrag i arbeidene for å utforske det: Titan Dragonfly-oppdraget.
I det lengste visste ikke astronomene hvor spesiell Titan var. Det er fordi den Saturnianske månen er tildekket i tykke skyer som skjuver en utsikt til overflaten. I det lengste trodde astronomer faktisk at Titan var den største månen i solsystemet, siden de ikke kunne se hvor atmosfæren endte og bakken startet. Nå vet vi at Ganymede er litt større.
Det første romfartøyet som besøkte Titan var Pioneer 11 i 1979. Det kunne ikke se gjennom de tykke skyene, og heller ikke tvillingen Voyager-romfartøyet, som fulgte i 1980 og 1981. De samlet imidlertid noen ekstra ledetråder om Titan, men oppdaget spor av hydrokarboner i atmosfæren, som acetylen, etan og propan. Det meste av atmosfæren er imidlertid nitrogen, akkurat som Jorden.
Med en atmosfære fylt med nitrogen, og som inneholder hydrokarboner, høres dette ut som et potensielt sted å finne liv. Kanskje til og med liv som bruker en helt annen biologi enn jordlivet.
Hvor beboelig er Titan?
Det var ikke før NASAs Cassini-romfartøyer tok den lange reisen til Saturn og gikk i bane rundt den omringede planeten i 2004 at instrumentene endelig var på plass for å kikke gjennom Titans skikkende atmosfære.
I løpet av sitt 13-årige oppdrag i Saturn, fløy Cassini 127 ganger forbi Titan, ved hjelp av radar og infrarøde instrumenter for å se gjennom diset og avsløre funksjoner på overflaten til Titan. Cassini så skyer av hydrokarboner, som regner hydrokarboner i hydrokarbonriv, samler seg til hydrokarboninnsjøer og hav. Poenget mitt er ... hydrokarboner.
Cassini slapp også av Det europeiske romfartsorganets Huygens lander, som fallskjermhoppet gjennom atmosfæren og registrerte hele sin to og en halv times reise. Den landet på overflaten og sendte tilbake de første noensinne bilder fra bakken på Titan.
Mellom dem avslørte Cassini og Huygens at Titan er dekket med organiske molekyler, i den typen tilstand som antas å eksistere her på jorden for 4 milliarder år siden. Problemet er selvfølgelig at Titan er utrolig kald. Slik får du alle flytende hydrokarboner jeg gikk på og om.
Overflatetemperaturen er -179 Celsius eller -209 grader Fahrenheit. Bare for sammenligning er den kaldeste temperaturen som noen gang er registrert på jorden omtrent -92 Celcius eller -133 Fahrenheit.
Den tykke nitrogenatmosfære på Titan betyr at du ikke ville trenge en romdrakt hvis du ville gå utenfor på Titan, bare en virkelig skikkelig tykk pels.
Så du har alle disse råvarene for livet på overflaten, i en ganske tykk nitrogenatmosfære, med flytende hydrokarboner som fungerer som et løsemiddel og virvler rundt kjemikalier. Det er til og med ultrafiolett stråling fra sola som bryter opp kjemikalier og oppmuntrer til nye kjemiske reaksjoner med hydrogen, metan og nitrogen.
Men så har du et brutalt kaldt miljø, helt fiendtlig mot livet på overflaten.
Den gode nyheten er at Titan ser ut til å ha et flytende hav under den iskalde overflaten: akkurat som Jupiters Europa og Saturns Enceladus. Dette ble bekreftet av nøye tyngdekraftsmålinger gjort av Cassini i løpet av sine 137 flybys.
Forskjellen er at Titan har alle livets byggesteiner på overflatelaget, som omgir havet. Ser du hvordan dette er ideelt?
På NASAs Jet Propulsion-laboratorium prøver en gruppe forskere å finne ut hvor sannsynlig det kan være for at det er liv i Titans hav. Mellom nå og 2023 håper de å utarbeide forholdene som kan tillate organiske molekyler å bevege seg fra overflaten av verden, ned i det indre hav, det perfekte beboelige miljøet.
Innsatsen kalles Habitability of Hydrocarbon Worlds: Titan and Beyond.
Deres første mål er å finne ut hvordan organiske molekyler kan bevege seg rundt planeten og bli transportert fra atmosfæren, til overflaten og deretter inn i havoverflaten.
Noe av dette arbeidet er allerede gjort, ved å bruke observasjoner fra Atacama Large Millimeter / submillimeter-arrayen i Chile for å studere atmosfæren til Titan og måle dets kjemiske innhold.
Selv om Cassini var mye nærmere og gjorde noen av disse observasjonene, er ALMA faktisk mye mer følsom for de slags molekyler som flyter i Titans atmosfære. Observatoriet har vært i stand til å oppdage endringer i nivåer i Titan når metan og molekylært nitrogen brytes opp av solens ultrafiolette stråling.
Det er mulig at disse organiske molekylene kanskje kan sive ned i havet. Eller kanskje de organiske molekylene blir generert fra selve Titan, og tar veien opp og ut gjennom kryovolkaner på overflaten.
Det er sannsynligvis umulig å prøve direkte havoverflaten i løpet av en nær fremtid, men hvis det blir funnet antydninger på overflaten, kan en oppvarmet sonde som oppdraget som ble foreslått for Europa smelte gjennom isen og nå havet. Vi har gjort en hel episode om denne ideen.
Så vil de forstå om disse havene under overflaten faktisk kan være beboelige, og hvis de er det, hva slags liv kan være der nede.
Selv om det er et flytende hav, vet vi ikke om det har nok av de riktige kjemikaliene og energien for livet å overleve. Et eksempel på jordens liv som kan peke på veien kalles Pelobacter acetylenicus, som mater av acetylen for energi og karbon. Forskerne planlegger å simulere Titans miljø og se hvor godt denne bakterien kan overleve.
Til slutt, er det noen måte å transportere livet tilbake ut av verdenshavene og ut på overflaten til Titan der det kan studeres på nært hold? Selv om isskallet på Titan kan være 50-80 km tykt, kan det være geologiske prosesser gjennom millioner av år som bringer materiale fra havet til overflaten.
For å samle inn disse dataene, trenger du et slags robotoppdrag som kan bevege seg raskt over overflaten av Titan og prøve forskjellige steder for å søke etter bevis på livet.
Titan er helt fascinerende, og vi trenger virkelig å sende et oppdrag for å studere det nærmere. Og jeg er glad for å kunngjøre at NASA offisielt har valgt et kjernefysisk batteridrevet helikopter som skal til Titan i 2026.
Det heter Dragonfly, og du er kanskje kjent med det allerede på grunn av et samarbeid jeg gjorde med Everyday Astronaut i fjor. NASA prøvde å velge mellom Dragonfly og et kometeksempeloppdrag. Selv om jeg skulle ønske at begge oppdragene kunne fly, ville dette absolutt være mitt valg også.
Forholdene på Titan er perfekte for en flyvende maskin. Den atmosfæriske tettheten er 4 ganger høyere enn Jorden, mens tyngdekraften samtidig er lavere. Å fly på Titan er liksom å svømme i verdenshavene. Du kan stroppe på et par på vinger på armene og fly rundt på Titan, som jeg alvorlig vil prøve.
Dragonfly vil være utstyrt med en radioisotopisk termoelektrisk generator, samme type plutonium-batteri som driver Mars Curiosity, Mars 2020, og mange av sonderne i det ytre solsystemet. Når plutoniumet synker, konverterer et termoelement varmen til elektrisitet for å drive romfartøyet.
Og Dragonfly vil kunne generere nok strøm med sin RTG til å fly i den Titanian-atmosfæren, noe som gjør lengre og lengre humle omtrent 8 km av gangen. For sitt primære oppdrag er det forventet å fly 175 kilometer, doble avstanden til alle Mars-roverne samlet.
Oppdraget forventes å starte i 2026, det tar omtrent 8 år å komme til Titan, og ankom i 2034.
NASA har valgt Shangri-la sanddynefelt nær ekvator som landingssted, et sted som ligner sanddynene i Namibia. Den vil hoppe fra region til region, snuse og ta prøver, miljøet rundt det til det kommer til Selk-påvirkningskrateret. Dette er et sted som ser ut til å bevise tidligere flytende vann og organiske molekyler.
Dette er nøyaktig den typen sted der det kan være bevis på vann som rømte fra Titans indre til overflaten. Med andre ord, det er her vi kan finne at Titan en gang hadde, eller fortsatt har, liv i sitt indre hav.
Det har vært noen få andre ideer å utforske Titan, inkludert en ubåt som kan utforske hydrokarbonsjøer, og forskjellige båtideer, og til og med en seilbåt. Vi har gjort en hel episode om andre potensielle oppdrag til Titan.
Titan. Vi drar tilbake til Titan, og denne gangen sender vi et helikopter for å utforske denne fascinerende verden i detalj. Samtidig vil astronomer og planetariske forskere bygge opp saken for livet, enten i dag eller i den gamle fortiden, og hvordan den kunne bevege seg fra overflaten til dens indre hav og omvendt. Og dette kan hjelpe oss med å forstå hvordan livet kunne ha kommet her på jorden.
Kilder: NASA / JPL, NASA Astrobiology Institute
