Титан: не место для серфинга

NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Радарная техника, позволяющая ученым из космоса измерять плотность льда и снега на полюсах Земли, помогла им применить ее в космосе для совершенно необычного открытия — первого измерения высоты волн на другом теле Солнечной системы. Речь идет о Титане — крупнейшем из спутников Сатурна. Ученые давно считают, что Титан — одно из самых привлекательных мест в Солнечной системе с точки зрения возможности найти жизнь.

В связи с этим спутник расценивается как перспективная цель для отправки туда космической миссии с возможной посадкой спускаемого аппарата.

Прогресс в изучении Титана стал наблюдаться с началом прибытия к системе Сатурна американского аппарата Cassini, который много лет изучает саму планету, ее кольца и многочисленные спутники. На снимках Cassini Титан выглядит как шар с мутными границами — из-за того, что обладает толстой атмосферой. Однако радарные изображения, сделанные аппаратом Сassini, ранее показали, что поверхность спутника состоит из водяного льда и «водоемов», заполненных жидкими углеводородами, в основном метаном. На Титане метан и этан выпадают из атмосферы в виде дождей, заполняют глубокие моря и озера.

Эти же вещества выбрасываются в атмосферу криовулканами. «Атмосфера Титана очень сложная, и в ней синтезируются сложные органические молекулы — кирпичики жизни, — пояснила автор исследования Цирил Грима из Института геофизики при Университете Техаса в Остине. — Она может работать как лаборатория, в которой мы можем увидеть, как основные молекулы превращаются в более сложные, способные привести к возникновению жизни».

Измерения радаром были проведены во время пролетов Cassini близ Титана в 2007–2015 годах. Аналогичная радарная техника применялась при выборе плоских районов на Марсе для посадки спускаемого аппарата InSight, которая намечена в следующем году.

Cyril Grima/University of Texas at Austin

Проанализировав данные, собранные радаром Cassini во время пролета Титана, ученые смогли измерить высоту волн на поверхности трех гигантских озер. Это крупнейшее на Титане море Кракена, море Лигеи и море Пунги. «Есть огромный интерес в том, чтобы когда-нибудь послать аппараты в эти моря, и, чтобы это сделать, мы хотели бы иметь спокойное место для посадки, и нам бы не хотелось иметь дело с ветром», — пояснила доктор Грима. Анализ данных показал, что высота волн в этих трех озерах не превышает одного сантиметра, а длина волн — двадцати сантиметров. При этом наклон поверхности волн варьируется от 1,1 до 2,4 градусов. «Наше исследование показывает, что, поскольку волны не очень высоки, ветры на Титане скорее всего не сильные», — пояснила исследовательница.

«Эта работа является независимым измерением волнения моря и помогает наложить ограничения на высоту и природу любых ветровых волн», — считает соавтор Алекс Хайес из Корнелльского университета. Известно, что волны на поверхности морей на Земле возникают из-за движения воздуха, молекулы которого увлекают за собой молекулы воды, передавая ей свою кинетическую энергию. В свою очередь, ветер — результат конвекционных процессов в атмосфере, которые возникают из-за неравномерного нагрева земной поверхности Солнцем.

Слабая освещенность и низкая температура на Титане, по-видимому, указывают на относительно безветренную погоду и гладь морей. «Результаты показывают, что, похоже, мы находимся на пределе генерации волн, когда разные участки моря переходят от спокойного к волнующемуся состоянию», — пояснил Хайес. Работа ученых опубликована в журнале Earth and Planetary Science Letters.