Er zijn maar weinig plaatsen in het zonnestelsel die zo fascinerend zijn als de maan Titan van Saturnus. Waar waterijs bergen vormt.
Net als Europa en Encleadus zou Titan ook een binnenzee van vloeibaar water kunnen hebben, een plek waar leven zou kunnen zijn.
Titan heeft lagen en gelukkig is er een geweldige nieuwe missie in de maak om deze te verkennen: de Titan Dragonfly-missie.
Lange tijd wisten astronomen niet hoe bijzonder Titan was. Dat komt omdat de Saturnische maan is gehuld in dikke wolken die het zicht op het oppervlak belemmeren. Sterker nog, astronomen dachten lange tijd dat Titan de grootste maan in het zonnestelsel was, omdat ze niet konden zeggen waar de atmosfeer eindigde en de grond begon. Nu weten we dat Ganymede een beetje groter is.
Het eerste ruimtevaartuig dat Titan bezocht was Pioneer 11 in 1979. Het kon niet door de dikke wolken heen kijken, en het tweeling Voyager-ruimtevaartuig, dat volgde in 1980 en 1981, ook niet. Ze verzamelden wel wat extra aanwijzingen over Titan, maar sporen gevonden van koolwaterstoffen in de atmosfeer, zoals acetyleen, ethaan en propaan. Het grootste deel van de atmosfeer is echter stikstof, net als de aarde.
Met een atmosfeer die gevuld is met stikstof en koolwaterstoffen bevat, klinkt dit als een potentiële plek om leven te vinden. Misschien zelfs leven dat een heel andere biologie gebruikt dan het leven op aarde.
Hoe bewoonbaar is Titan?
Pas toen NASA's Cassini-ruimtevaartuig de lange reis naar Saturnus maakte en in 2004 in een baan rond de geringde planeet kwam, waren de instrumenten eindelijk op hun plaats om door de verhullende atmosfeer van Titan te turen.
In de loop van zijn 13-jarige missie bij Saturnus vloog Cassini 127 keer voorbij Titan, met behulp van radar en infraroodinstrumenten om door de nevel te kijken en kenmerken op het oppervlak van Titan te onthullen. Cassini zag wolken van koolwaterstoffen, die koolwaterstoffen in koolwaterstofrivieren regenen en zich verzamelen in koolwaterstofmeren en zeeën. Mijn punt is ... koolwaterstoffen.
Cassini zette ook de Huygens-lander van de European Space Agency af, die door de atmosfeer parachuteerde en de hele reis van twee en een half uur vastlegde. Het landde op het oppervlak en stuurde de allereerste beelden van de grond op Titan terug.
Tussen hen onthulden Cassini en Huygens dat Titan bedekt is met organische moleculen, in de staat die 4 miljard jaar geleden hier op aarde zou bestaan. Het probleem is natuurlijk dat Titan ongelooflijk koud is. Dat is hoe je al die vloeibare koolwaterstoffen krijgt waar ik steeds maar over ging.
De oppervlaktetemperatuur is -179 graden Celsius of -209 graden Fahrenheit. Ter vergelijking: de koudste temperatuur ooit op aarde is ongeveer -92 Celcius of -133 Fahrenheit.
De dikke stikstofatmosfeer op Titan betekent dat je geen ruimtepak nodig hebt als je op Titan naar buiten wilt lopen, gewoon een hele dikke jas.
Dus je hebt al deze grondstoffen voor het leven aan de oppervlakte, in een vrij dikke stikstofatmosfeer, met vloeibare koolwaterstoffen die werken als een oplosmiddel en ronddraaiende chemicaliën. Er is zelfs ultraviolette straling van de zon die chemicaliën afbreekt en nieuwe chemische reacties met waterstof, methaan en stikstof aanmoedigt.
Maar dan heb je een meedogenloos koude omgeving, volledig vijandig tegenover het leven aan de oppervlakte.
Het goede nieuws is dat Titan onder zijn ijzige oppervlak een vloeibare oceaan lijkt te hebben: net als Jupiter's Europa en Saturnus Enceladus. Dit werd bevestigd door zorgvuldige zwaartekrachtmetingen door Cassini tijdens zijn 137 flybys.
Het verschil is dat Titan alle bouwstenen van het leven op de oppervlaktelaag rond de oceaan heeft. Zie je hoe dit ideaal is?
In het Jet Propulsion-laboratorium van NASA probeert een groep wetenschappers uit te zoeken hoe waarschijnlijk het is dat er leven is in de oceanen van Titan. Tussen nu en 2023 hopen ze de omstandigheden uit te werken waardoor organische moleculen van het oppervlak van de wereld naar de binnenste oceanen kunnen bewegen, de perfect bewoonbare omgeving.
De inspanning wordt de Bewoonbaarheid van Hydrocarbon Worlds: Titan and Beyond.
Hun eerste doel is om erachter te komen hoe organische moleculen over de planeet kunnen bewegen en van de atmosfeer naar de oppervlakte kunnen worden getransporteerd en vervolgens naar de ondergrondse oceaan.
Een deel van dit werk is al gedaan met behulp van observaties van de Atacama Large Millimeter / submillimeter-array in Chili om de atmosfeer van Titan te bestuderen en de chemische inhoud ervan te meten.
Hoewel Cassini veel dichterbij was en enkele van deze observaties deed, is ALMA eigenlijk veel gevoeliger voor het soort moleculen dat in de atmosfeer van Titan zweeft. Het observatorium heeft veranderingen in niveaus in Titan kunnen detecteren, aangezien methaan en moleculaire stikstof worden afgebroken door de ultraviolette straling van de zon.
Het is mogelijk dat deze organische moleculen in de oceaan kunnen sijpelen. Of misschien worden de organische moleculen van binnenuit Titan zelf gegenereerd en banen ze zich omhoog en naar buiten door cryovulkanen aan de oppervlakte.
Het is waarschijnlijk onmogelijk om de ondergrondse oceaan in de nabije toekomst rechtstreeks te bemonsteren, maar als er hints op het oppervlak worden gevonden, kan een verwarmde sonde zoals de missie die voor Europa wordt voorgesteld, door het ijs smelten en de oceaan bereiken. We hebben een hele aflevering over dit idee gedaan.
Vervolgens willen ze begrijpen of deze ondergrondse oceanen daadwerkelijk bewoonbaar zijn, en zo ja, wat voor soort leven daar beneden zou kunnen zijn.
Ook al is er een vloeibare oceaan, we weten niet of deze genoeg van de juiste chemicaliën en energie heeft om te overleven. Een voorbeeld van leven op aarde dat de weg zou kunnen wijzen, wordt genoemd Pelobacter acetylenicus, dat zich voedt met acetyleen voor energie en koolstof. De onderzoekers zijn van plan de omgeving van Titan te simuleren en te kijken hoe goed deze bacterie kan overleven.
Is er tenslotte een manier om het leven terug uit de oceanen te transporteren en naar het oppervlak van Titan waar het van dichtbij kan worden bestudeerd? Hoewel de ijslaag op Titan 50-80 km dik kan zijn, kunnen er gedurende miljoenen jaren geologische processen zijn die materiaal van de oceaan naar de oppervlakte brengen.
Om die gegevens te verzamelen, heb je een soort robotmissie nodig die snel over het oppervlak van Titan kan bewegen, waarbij verschillende locaties worden bemonsterd om te zoeken naar bewijs van leven.
Titan is absoluut fascinerend en we moeten echt een missie terugsturen om het dieper te bestuderen. En ik ben blij te kunnen aankondigen dat NASA officieel heeft gekozen voor een helikopter met batterijvoeding die in 2026 naar Titan vertrekt.
Het heet Dragonfly en je kent het misschien al van een samenwerking die ik vorig jaar met Everyday Astronaut heb gedaan. NASA probeerde te kiezen tussen Dragonfly en een terugkeeropdracht voor een komeetmonster. Hoewel ik wou dat beide missies konden vliegen, zou dit ook absoluut mijn keuze zijn.
De omstandigheden op Titan zijn perfect voor een vliegmachine. De atmosferische dichtheid is 4 keer hoger dan de aarde, terwijl tegelijkertijd de zwaartekracht lager is. Vliegen op Titan lijkt op zwemmen in de oceanen van de aarde. Je zou een paar op vleugels aan je armen kunnen vastmaken en rondvliegen op Titan, wat ik serieus zou willen proberen.
De Dragonfly zal worden uitgerust met een radio-isotopische thermo-elektrische generator, dezelfde soort plutoniumbatterij die Mars Curiosity, Mars 2020 en veel van de sondes in het buitenste zonnestelsel aandrijft. Als het plutonium vergaat, zet een thermokoppel de warmte om in elektriciteit om het ruimtevaartuig van stroom te voorzien.
En Dragonfly zal met zijn RTG genoeg elektriciteit kunnen opwekken om in de atmosfeer van de Titanian te vliegen, en maakt steeds meer hoppen met ongeveer 8 km per keer. Voor zijn primaire missie zal hij naar verwachting 175 kilometer vliegen, het dubbele van de afstand van alle Marsrovers samen.
De missie zal naar verwachting in 2026 van start gaan, het duurt ongeveer 8 jaar om bij Titan te komen en arriveert in 2034.
NASA heeft de Shangri-la-duinvelden bij de evenaar gekozen als landingsplaats, een plek die lijkt op de zandduinen in Namibië. Het zal van regio naar regio springen, snuiven en bemonsteren, de omgeving eromheen totdat het de Selk-inslagkrater bereikt. Dit is een plek die lijkt te bewijzen van vloeibaar water uit het verleden en organische moleculen.
Dit is precies het soort plek waar er water kan zijn dat uit het interieur van Titan naar het oppervlak is ontsnapt. Met andere woorden, hier zouden we kunnen ontdekken dat Titan ooit leven had of nog steeds heeft in zijn binnenzee.
Er zijn een paar andere ideeën geweest om Titan te verkennen, waaronder een onderzeeër die koolwaterstofmeren zou kunnen verkennen, en verschillende bootideeën, en zelfs een zeilboot. We hebben een hele aflevering gedaan over andere potentiële missies naar Titan.
Titan. We gaan terug naar Titan en deze keer sturen we een helikopter om deze fascinerende wereld in detail te verkennen. Tegelijkertijd zullen astronomen en planetaire wetenschappers de zaak voor het leven opbouwen, zowel vandaag als in het verre verleden, en hoe het van het oppervlak naar zijn binnenste oceanen zou kunnen bewegen en omgekeerd. En dit zou ons kunnen helpen begrijpen hoe het leven hier op aarde op gang had kunnen komen.
Bronnen: NASA / JPL, NASA Astrobiology Institute
