Powrót do przeszłości Ziemi Nigdy dotychczas próbnik nie lądował tak daleko od Ziemi i nigdy jeszcze nie badał tak mało poznanego miejsca w Układzie Słonecznym. Pod koniec grudnia od krążącej przez ostatnie pół roku dookoła Saturna sondy Cassini odłączy się lądownik Huygens. Po dwóch tygodniach, w połowie stycznia 2005 r., wyląduje z polską aparaturą na pokładzie w jednym z najbardziej tajemniczych zakątków naszego układu - na powierzchni Tytana, największego księżyca Saturna.
Proca grawitacyjna
Cassini, która wystartowała pod koniec 1997 r. z przylądka Canaveral na Florydzie, to najnowocześniejsza i najlepiej wyposażona sonda, jaka kiedykolwiek wyleciała w kosmos. Jej masa jest tak duża, że żadna rakieta nie była w stanie nadać sondzie prędkości odpowiedniej na dotarcie w okolice Saturna. Cassini najpierw poleciała zatem w kierunku wnętrza Układu Słonecznego, dwukrotnie zbliżając się do Wenus i raz do Ziemi. Przelot w pobliżu planety nadaje statkowi dodatkowy grawitacyjny napęd i w dalszą podróż pojazd wystrzeliwuje jak z procy. Następnym przyspieszaczem był Jowisz - sonda Cassini-Huygens dotarła do niego pod koniec roku 2000 (przesyłając na Ziemię aż 26 tys. zdjęć planety!). W czerwcu tego roku po siedmiu latach sonda doleciała do Saturna. Przeleciała w tym czasie około 3,5 mld km, mimo że Saturn od Ziemi dzieli tylko 1,3 mld km.
Wyjątkowa jest również misja Huygensa. Ten lądownik zasadniczo się różni od próbników, jakie wylądowały na Marsie - przez kilka tygodni wypuszczają one zdalnie sterowane roboty wykonujące zdjęcia krajobrazów i badające grunt oraz atmosferę Czerwonej Planety. Celem Huygensa po wylądowaniu na Tytanie jest jedynie przetrwanie pierwszych kilku minut!
Płynne lądowisko
Naukowcy starali się tak dobrać trajektorię lotu próbnika, by wylądował w miejscu nazwanym Xanadu, choć nie wiadomo dokładnie, jakie ono jest. Z obserwacji z Ziemi wygląda na zbiornik czegoś płynnego, ale równie dobrze może być równiną. I to byłaby zła wiadomość. Huygens może się wtedy rozpaść na kawałki, bo nie ma wzmocnień umożliwiających bezpieczne lądowanie na twardym gruncie (nie zastosowano ich z powodu dużej masy sondy Cassini). Jeśli jednak lądownik szczęśliwie trafi na podłoże płynne lub miękkie, powinien się ustawić pionowo i nawiązać łączność z sondą. Niektóre zainstalowane na pokładzie lądownika urządzenia badawcze zostały zaprojektowane do analizy płynów i będą działały przez kilkanaście minut, nim Huygens zatonie. Gdyby ta operacja się udała, pierwszy raz próbnik wylądowałby w oceanie poza Ziemią!
Tytan jest jedynym w Układzie Słonecznym księżycem otoczonym gęstą atmosferą. Jest wyjątkowo duży (większy od Merkurego) i przypomina bardziej planetę niż księżyc. Może się na nim znajdować ocean z wpływającymi do niego rzekami związków chemicznych, które na Ziemi znamy w postaci gazowej. Być może są nawet wulkany wyrzucające nie rozżarzoną lawę, lecz lodowate chemikalia (tzw. zjawisko kriowulkanizmu). Niestety, nie udało się tego zbadać żadnym ziemskim ani orbitalnym teleskopem. Nawet na zdjęciach radarowych, wykonanych przez sondę Cassini z odległości zaledwie 1200 km od księżyca, niewiele widać. Wszystko zatem, co sfotografuje Huygens, będzie sensacją. Te dane drogą radiową powędrują na pokład sondy Cassini, a następnie na Ziemię. Łączność z satelitą zapewnią radioteleskopy w Australii, Hiszpanii i Kalifornii. Na pokładzie statku-matki znajduje się aż 12 różnych instrumentów naukowych, a kolejnych sześć umieszczono na pokładzie lądownika. W skład jednego z nich wchodzą polskie przyrządy do pomiaru temperatury i przewodnictwa cieplnego. Czujniki skonstruowane przez naukowców z Centrum Badań Kosmicznych PAN przebadają właściwości atmosfery i cieczy, w której próbnik być może się zanurzy. Polscy naukowcy opracowali także układ elektroniczny do obsługi pięciu innych czujników do badania własności fizycznych Tytana.
Życie z lodu
Badanie Tytana to jak przyglądanie się młodej Ziemi. Temperatura na powierzchni księżyca wynosi prawie minus 200oC, a w miejscu lądowania Huygensa może szaleć ulewa ciekłej mieszaniny metanu, etanu i propanu. Deszcze ciekłych węglowodorów na powierzchnię Tytana padają z gęstych chmur, których - jak wynika z obserwacji z Ziemi - szczególnie dużo gromadzi się nad biegunami. Może to znaczyć, że składają się one z zamrożonego metanu i że na Tytanie zachodzą przemiany podobne do cyklu krążenia wody na Ziemi. Również gazowa otoczka tego księżyca przypomina otoczkę młodej Ziemi. W większości składa się z azotu, a także z metanu, etanu i innych związków organicznych.
Atmosfera Tytana jest niezwykle bogata w związki, z których, jak się uważa, wykształciło się życie na Ziemi. Nie wiadomo tylko, czy na księżycu Saturna nie jest za zimno. Woda może tam występować jedynie w stanie stałym, a w niskiej temperaturze procesy powstawania skomplikowanych związków organicznych przebiegają bardzo wolno. Przemiany biochemiczne, jakie zachodziły na młodej Ziemi przez tysiące lat, na lodowatym Tytanie mogą trwać miliony, a nawet miliardy lat. Księżyc Saturna może być zatem o wiele lepszym miejscem do obserwacji niż Mars czy Wenus. Na Marsie jest cienka warstwa dwutlenku węgla, ale prawie zupełnie nie ma związków organicznych. Z kolei na Wenus temperatura jest za wysoka, by zachodziły procesy sprzyjające powstawaniu pierwotnych form życia.
- Tytan jest nawet lepszym laboratorium biochemicznym niż dzisiejsza Ziemia - powiedział "Wprost" prof. Jonathan Lunine z Uniwersytetu Stanowego w Arizonie i Lunar and Planetary Laboratory w Tucson w USA. Przemiany chemiczne zachodzące dzisiaj na Ziemi są zdominowane przez żyjące na niej organizmy. Nie ma możliwości obserwowania procesów prowadzących do powstawania zalążków życia. Na Tytanie nie ma życia, które "zakłócałoby" naturalne przemiany biochemiczne. Na podstawie danych nadesłanych przez sondę Cassini i jej lądownik będzie można opracować mapę rozmieszczenia związków organicznych na księżycu i znaleźć miejsce, w które w przyszłości powróci kolejny lądownik.
Cassini, która wystartowała pod koniec 1997 r. z przylądka Canaveral na Florydzie, to najnowocześniejsza i najlepiej wyposażona sonda, jaka kiedykolwiek wyleciała w kosmos. Jej masa jest tak duża, że żadna rakieta nie była w stanie nadać sondzie prędkości odpowiedniej na dotarcie w okolice Saturna. Cassini najpierw poleciała zatem w kierunku wnętrza Układu Słonecznego, dwukrotnie zbliżając się do Wenus i raz do Ziemi. Przelot w pobliżu planety nadaje statkowi dodatkowy grawitacyjny napęd i w dalszą podróż pojazd wystrzeliwuje jak z procy. Następnym przyspieszaczem był Jowisz - sonda Cassini-Huygens dotarła do niego pod koniec roku 2000 (przesyłając na Ziemię aż 26 tys. zdjęć planety!). W czerwcu tego roku po siedmiu latach sonda doleciała do Saturna. Przeleciała w tym czasie około 3,5 mld km, mimo że Saturn od Ziemi dzieli tylko 1,3 mld km.
Wyjątkowa jest również misja Huygensa. Ten lądownik zasadniczo się różni od próbników, jakie wylądowały na Marsie - przez kilka tygodni wypuszczają one zdalnie sterowane roboty wykonujące zdjęcia krajobrazów i badające grunt oraz atmosferę Czerwonej Planety. Celem Huygensa po wylądowaniu na Tytanie jest jedynie przetrwanie pierwszych kilku minut!
Płynne lądowisko
Naukowcy starali się tak dobrać trajektorię lotu próbnika, by wylądował w miejscu nazwanym Xanadu, choć nie wiadomo dokładnie, jakie ono jest. Z obserwacji z Ziemi wygląda na zbiornik czegoś płynnego, ale równie dobrze może być równiną. I to byłaby zła wiadomość. Huygens może się wtedy rozpaść na kawałki, bo nie ma wzmocnień umożliwiających bezpieczne lądowanie na twardym gruncie (nie zastosowano ich z powodu dużej masy sondy Cassini). Jeśli jednak lądownik szczęśliwie trafi na podłoże płynne lub miękkie, powinien się ustawić pionowo i nawiązać łączność z sondą. Niektóre zainstalowane na pokładzie lądownika urządzenia badawcze zostały zaprojektowane do analizy płynów i będą działały przez kilkanaście minut, nim Huygens zatonie. Gdyby ta operacja się udała, pierwszy raz próbnik wylądowałby w oceanie poza Ziemią!
Tytan jest jedynym w Układzie Słonecznym księżycem otoczonym gęstą atmosferą. Jest wyjątkowo duży (większy od Merkurego) i przypomina bardziej planetę niż księżyc. Może się na nim znajdować ocean z wpływającymi do niego rzekami związków chemicznych, które na Ziemi znamy w postaci gazowej. Być może są nawet wulkany wyrzucające nie rozżarzoną lawę, lecz lodowate chemikalia (tzw. zjawisko kriowulkanizmu). Niestety, nie udało się tego zbadać żadnym ziemskim ani orbitalnym teleskopem. Nawet na zdjęciach radarowych, wykonanych przez sondę Cassini z odległości zaledwie 1200 km od księżyca, niewiele widać. Wszystko zatem, co sfotografuje Huygens, będzie sensacją. Te dane drogą radiową powędrują na pokład sondy Cassini, a następnie na Ziemię. Łączność z satelitą zapewnią radioteleskopy w Australii, Hiszpanii i Kalifornii. Na pokładzie statku-matki znajduje się aż 12 różnych instrumentów naukowych, a kolejnych sześć umieszczono na pokładzie lądownika. W skład jednego z nich wchodzą polskie przyrządy do pomiaru temperatury i przewodnictwa cieplnego. Czujniki skonstruowane przez naukowców z Centrum Badań Kosmicznych PAN przebadają właściwości atmosfery i cieczy, w której próbnik być może się zanurzy. Polscy naukowcy opracowali także układ elektroniczny do obsługi pięciu innych czujników do badania własności fizycznych Tytana.
Życie z lodu
Badanie Tytana to jak przyglądanie się młodej Ziemi. Temperatura na powierzchni księżyca wynosi prawie minus 200oC, a w miejscu lądowania Huygensa może szaleć ulewa ciekłej mieszaniny metanu, etanu i propanu. Deszcze ciekłych węglowodorów na powierzchnię Tytana padają z gęstych chmur, których - jak wynika z obserwacji z Ziemi - szczególnie dużo gromadzi się nad biegunami. Może to znaczyć, że składają się one z zamrożonego metanu i że na Tytanie zachodzą przemiany podobne do cyklu krążenia wody na Ziemi. Również gazowa otoczka tego księżyca przypomina otoczkę młodej Ziemi. W większości składa się z azotu, a także z metanu, etanu i innych związków organicznych.
Atmosfera Tytana jest niezwykle bogata w związki, z których, jak się uważa, wykształciło się życie na Ziemi. Nie wiadomo tylko, czy na księżycu Saturna nie jest za zimno. Woda może tam występować jedynie w stanie stałym, a w niskiej temperaturze procesy powstawania skomplikowanych związków organicznych przebiegają bardzo wolno. Przemiany biochemiczne, jakie zachodziły na młodej Ziemi przez tysiące lat, na lodowatym Tytanie mogą trwać miliony, a nawet miliardy lat. Księżyc Saturna może być zatem o wiele lepszym miejscem do obserwacji niż Mars czy Wenus. Na Marsie jest cienka warstwa dwutlenku węgla, ale prawie zupełnie nie ma związków organicznych. Z kolei na Wenus temperatura jest za wysoka, by zachodziły procesy sprzyjające powstawaniu pierwotnych form życia.
- Tytan jest nawet lepszym laboratorium biochemicznym niż dzisiejsza Ziemia - powiedział "Wprost" prof. Jonathan Lunine z Uniwersytetu Stanowego w Arizonie i Lunar and Planetary Laboratory w Tucson w USA. Przemiany chemiczne zachodzące dzisiaj na Ziemi są zdominowane przez żyjące na niej organizmy. Nie ma możliwości obserwowania procesów prowadzących do powstawania zalążków życia. Na Tytanie nie ma życia, które "zakłócałoby" naturalne przemiany biochemiczne. Na podstawie danych nadesłanych przez sondę Cassini i jej lądownik będzie można opracować mapę rozmieszczenia związków organicznych na księżycu i znaleźć miejsce, w które w przyszłości powróci kolejny lądownik.
Więcej możesz przeczytać w 52/2004 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.
