Immagine di Titano scattata da Cassini il 7 ottobre 2013. Credito:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Come probabilmente sai, La NASA ha recentemente annunciato l'intenzione di inviare una missione sulla luna di Giove Europa. Se tutto va bene, l'Europa Clipper esploderà per il mondo negli anni 2020, e orbitare intorno alla luna ghiacciata per scoprire tutti i suoi segreti.
Ed è fantastico e tutto, Mi piace l'Europa. Ma sai dove mi piacerebbe davvero che andassimo dopo? Titano.
Titano, come probabilmente sai, è la più grande luna in orbita attorno a Saturno. Infatti, è la seconda luna più grande del sistema solare dopo Ganimede di Giove. Misura 5, 190 chilometri di diametro, quasi la metà del diametro della Terra. Questo posto è grande.
Orbita a Saturno ogni 15 ore e 22 giorni, e come molte grandi lune del sistema solare, è bloccato in marea sul suo pianeta, mostrando sempre Saturno da un lato.
Prima che la sonda spaziale Voyager della NASA arrivasse nel 1980, gli astronomi in realtà pensavano che Titano fosse la luna più grande del sistema solare. Ma Voyager ha mostrato che in realtà ha un'atmosfera densa, che si estende bene nello spazio, rendendo difficile giudicare la vera dimensione della luna.
Questa atmosfera è una delle caratteristiche più interessanti di Titano. Infatti, è l'unica luna nell'intero sistema solare con un'atmosfera significativa. Se potessi stare in superficie, sperimenteresti circa 1,45 volte la pressione atmosferica sulla Terra. In altre parole, non avresti bisogno di una tuta pressurizzata per vagare sulla superficie di Titano.
Tu vorresti, però, bisogno di un cappotto. Titano è incredibilmente freddo, con una temperatura media di quasi -180 gradi Celsius. Per voi persone Fahrenheit questo è -292 F. La temperatura del suolo più fredda mai misurata sulla Terra è quasi -90 C, quindi molto più freddo.
Avresti anche bisogno di un modo per respirare, poiché l'atmosfera di Titano è quasi interamente azotata, con tracce di metano e idrogeno. È denso e velenoso, ma non omicida, come Venere.
Titano è stato esplorato solo un paio di volte, e in realtà ci siamo capitati solo una volta.
La prima navicella spaziale a visitare Titano è stata la Pioneer 11, della NASA. che ha sorvolato Saturno e le sue lune nel 1979. Questo sorvolo è stato seguito dal Voyager 1 della NASA nel 1980 e poi dal Voyager 2 nel 1981. Il Voyager 1 ha ricevuto una traiettoria speciale che lo avrebbe portato il più vicino possibile a Titano per darci un primo piano vista del mondo.
La Voyager è stata in grado di misurare la sua atmosfera, e ha aiutato gli scienziati a calcolare le dimensioni e la massa di Titano. Ha anche avuto un accenno di regioni più scure che in seguito si sarebbero rivelate oceani di idrocarburi liquidi.
La luna di Saturno, Titano, si trova sotto una spessa coltre di foschia arancione in questa immagine di Voyager 1. Credito:NASA
La vera era dell'esplorazione di Titano è iniziata con la navicella spaziale Cassini della NASA, che arrivò a Saturno il 4 luglio, 2004. Cassini ha fatto il suo primo sorvolo di Titano il 26 ottobre, 2004, arrivare entro 1, 200 chilometri o 750 miglia dal pianeta. Ma questo era solo l'inizio. Entro la fine della sua missione entro la fine dell'anno, Cassini avrà effettuato 125 sorvoli di Titano, mappare il mondo con dettagli incredibili.
Cassini ha visto che Titano ha in realtà un sistema idrologico molto complicato, ma invece di acqua liquida, ha tempo di idrocarburi. I cieli sono punteggiati di nuvole di metano, che può piovere e riempire oceani di metano quasi puro.
E sappiamo tutto di questo grazie al lander Huygen di Cassini, che si staccò dalla navicella ed atterrò sulla superficie di Titano il 14 gennaio, 2005. Ecco un incredibile timelapse che mostra la vista di Huygens mentre attraversa l'atmosfera di Titano, e atterrò sulla sua superficie.
Huygens atterrò su una pianura piatta, circondato da "rocce", globuli congelati di ghiaccio d'acqua. Questo è stato fortunato, ma la sonda è stata anche costruita per galleggiare se invece dovesse atterrare su un liquido.
È durato per circa 90 minuti sulla superficie di Titano, inviando dati sulla Terra prima che diventasse buio, concludendo l'atterraggio più distante che l'umanità abbia mai compiuto nel sistema solare.
Anche se sappiamo parecchio su Titano, ci sono ancora tanti misteri. Il primo grande è il ciclo del liquido. Su Titano ci sono questi vasti oceani di metano liquido, che evaporano per creare nuvole di metano. queste piogge, creando nebbie e persino fiumi.
È vulcanico? Ci sono regioni di Titano che sembrano sicuramente esserci stati vulcani di recente. Forse sono criovulcani, dove le interazioni di marea con Saturno fanno sì che l'acqua salga da sotto la crosta ed erutta sulla superficie.
C'è vita lì? Questa è forse la possibilità più intrigante di tutte. Il sistema ricco di metano ha i precursori chimici che la vita sulla Terra probabilmente ha usato per iniziare miliardi di anni fa. Probabilmente ci sono regioni riscaldate sotto la superficie e acqua liquida che potrebbe sostenere la vita. But there could also be life as we don't understand it, using methane and ammonia as a solvent instead of water.
To get a better answer to these questions, we've got to return to Titan. We've got to land, rove around, sail the oceans and swim beneath their waves.
Now you know all about this history of the exploration of Titan. It's time to look at serious ideas for returning to Titan and exploring it again, especially its oceans.
La navicella spaziale, balloon, and lander of the Titan Saturn System Mission. Credit:NASA Jet Propulsion Laboratory
Planetary scientists have been excited about the exploration of Titan for a while now, and a few preliminary proposals have been suggested, to study the moon from the air, la terra, and the seas.
First up, there's the Titan Saturn System Mission, a mission proposed in 2009, for a late 2020s arrival at Titan. This spacecraft would consist of a lander and a balloon that would float about in the atmosphere, and study the world from above. Over the course of its mission, the balloon would circumnavigate Titan once from an altitude of 10km, taking incredibly high resolution images. The lander would touch down in one of Titan's oceans and float about on top of the liquid methane, sampling its chemicals.
As we stand right now, this mission is in the preliminary stages, and may never launch.
Nel 2012, Dr. Jason Barnes and his team from the University of Idaho proposed sending a robotic aircraft to Titan, which would fly around in the atmosphere photographing its surface. Titan is actually one of the best places in the entire solar system to fly an airplane. It has a thicker atmosphere and lower gravity, and unlike the balloon concept, an airplane is free to go wherever it needs powered by a radioactive thermal generator.
Although the mission would only cost about $750 million or so, NASA hasn't pushed it beyond the conceptual stage yet.
The Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR) concept for an aerial explorer for Titan. Credit:Mike Malaska
An even cooler plan would put a boat down in one of Titan's oceans. Nel 2012, a team of Spanish engineers presented their idea for how a Titan boat would work, using propellers to put-put about across Titan's seas. They called their mission the Titan Lake In-Situ Sampling Propelled Explorer, or TALISE.
Propellers are fine, but it turns out you could even have a sailboat on Titan. The methane seas have much less density and viscosity than water, which means that you'd only experience about 26% the friction of Earth. Cassini measured windspeeds of about 3.3 m/s across Titan, which half the average windspeed of Earth. But this would be plenty of wind to power a sail when you consider Titan's thicker atmosphere.
And here's my favorite idea. A submarine. This 6-meter vessel would float on Titan's Kraken Mare sea, studying the chemistry of the oceans, measuring currents and tides, and mapping out the sea floor.
On the left is TALISE (Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer), the ESA proposal. This would have its own propulsion, in the form of paddlewheels. Credit:bisbos.com
It would be capable of diving down beneath the waves for periods, studying interesting regions up close, and then returning to the surface to communicate its findings back to Earth. This mission is in the conceptual stage right now, but it was recently chosen by NASA's Innovative Advanced Concepts Group for further study. Se tutto va bene, the submarine would travel to Titan by 2038 when there's a good planetary alignment.
Va bene? Are you convinced? Let's go back to Titan. Let's explore it from the air, crawl around on the surface and dive beneath its waves. It's one of the most interesting places in the entire solar system, and we've only scratched the surface.
If I've done my job right, you're as excited about a mission to Titan as I am. Let's go back, let's sail and submarine around that place. Let me know your thoughts in the comments.