ไททันอาศัยอยู่ได้อย่างไร นาซ่ากำลังส่งเฮลิคอปเตอร์แมลงปอไททันเพื่อค้นหา

มีสถานที่ไม่กี่แห่งในระบบสุริยะซึ่งน่าสนใจเท่ากับดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ บริเวณที่มีน้ำแข็งก่อตัวเป็นภูเขา

เช่นเดียวกับ Europa และ Encleadus Titan สามารถมีมหาสมุทรในน้ำที่เป็นของเหลวได้เช่นกันสถานที่ที่อาจมีชีวิต

Titan มีเลเยอร์และโชคดีมีภารกิจใหม่ที่ยอดเยี่ยมในการสำรวจ: ภารกิจ Dragonfly ของ Titan

เป็นเวลานานที่สุดที่นักดาราศาสตร์ไม่รู้ว่าไททันนั้นเป็นอย่างไร นั่นเป็นเพราะดวงจันทร์ของดาวเสาร์ปกคลุมไปด้วยเมฆหนาที่บดบังทิวทัศน์ของพื้นผิว ในความเป็นจริงเป็นเวลานานนักดาราศาสตร์คิดว่าไททันเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะเนื่องจากพวกเขาไม่สามารถบอกได้ว่าบรรยากาศสิ้นสุดลงที่ใดและพื้นดินเริ่มขึ้น ตอนนี้เรารู้แล้วว่าแกนีมีดใหญ่กว่านิดหน่อย

ยานอวกาศแรกที่ไปเยี่ยมไททันคือไพโอเนียร์ 11 ในปี 1979 มันไม่สามารถมองทะลุผ่านเมฆหนาและไม่สามารถยานอวกาศ Voyager คู่แฝดซึ่งตามมาในปี 1980 และ 1981 พวกเขารวบรวมเบาะแสเพิ่มเติมเกี่ยวกับไททันแม้ว่าจะตรวจพบร่องรอย ของไฮโดรคาร์บอนในชั้นบรรยากาศเช่นอะเซทิลีนอีเธนและโพรเพน อย่างไรก็ตามบรรยากาศส่วนใหญ่ของมันคือไนโตรเจนเช่นเดียวกับโลก

ด้วยบรรยากาศที่เต็มไปด้วยไนโตรเจนและประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนสิ่งนี้ดูเหมือนจะเป็นจุดที่จะค้นพบสิ่งมีชีวิต บางทีแม้แต่ชีวิตที่ใช้ชีววิทยาที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับชีวิตของโลก

ไททันอาศัยอยู่ได้อย่างไร

มันไม่ได้จนกว่ายานแคสสินีของนาซ่าจะเดินทางไปยังดาวเสาร์นานและขึ้นสู่วงโคจรรอบดาวเคราะห์ที่ถูกล้อมรอบในปี 2547 ในที่สุดเครื่องมือก็พร้อมที่จะมองผ่านบรรยากาศการปิดบังของไททัน

ตลอดระยะเวลาของภารกิจ 13 ปีที่ดาวเสาร์แคสสินีบินผ่านไททัน 127 ครั้งโดยใช้เรดาร์และเครื่องมืออินฟราเรดเพื่อดูหมอกควันและเผยให้เห็นคุณสมบัติต่างๆบนพื้นผิวของไททัน แคสสินีเห็นเมฆของไฮโดรคาร์บอนซึ่งทำให้ไฮโดรคาร์บอนฝนตกในบริเวณที่เป็นไฮโดรคาร์บอนรวมตัวเป็นทะเลสาบและทะเลไฮโดรคาร์บอน ประเด็นของฉันคือ…ไฮโดรคาร์บอน

Cassini ยังส่งผู้ลงจอด Huygens ขององค์การอวกาศยุโรปซึ่งกระโดดลงไปในชั้นบรรยากาศเพื่อบันทึกการเดินทางทั้งสองชั่วโมงครึ่ง มันตกลงบนพื้นผิวและส่งกลับภาพแรกจากพื้นดินบนไททัน

ระหว่างพวกเขา Cassini และ Huygens เปิดเผยว่าไททันถูกปกคลุมด้วยโมเลกุลอินทรีย์ในสถานะที่คิดว่ามีอยู่บนโลกนี้เมื่อ 4 พันล้านปีก่อน แน่นอนปัญหาคือไททันเย็นอย่างไม่น่าเชื่อ นั่นคือวิธีที่คุณได้รับไฮโดรคาร์บอนเหลวเหล่านั้นทั้งหมดที่ฉันเกิดขึ้นเรื่อย ๆ

อุณหภูมิพื้นผิวคือ -179 องศาเซลเซียสหรือ -209 องศาฟาเรนไฮต์ สำหรับการเปรียบเทียบอุณหภูมิที่เย็นที่สุดที่เคยบันทึกบนโลกนั้นอยู่ที่ -92 Celcius หรือ -133 ฟาเรนไฮต์

บรรยากาศไนโตรเจนหนาบนไททันหมายความว่าคุณไม่ต้องการอวกาศถ้าคุณต้องการที่จะเดินออกไปข้างนอกบนไททันเพียงแค่เสื้อคลุมหนา ๆ จริงๆ

ดังนั้นคุณจะได้รับวัตถุดิบเหล่านี้ตลอดชีวิตบนพื้นผิวในบรรยากาศไนโตรเจนที่ค่อนข้างหนาด้วยไฮโดรคาร์บอนเหลวที่ทำหน้าที่เหมือนตัวทำละลายและสารเคมีหมุนวน มีรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตจากดวงอาทิตย์ทำลายสารเคมีและกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีใหม่ด้วยไฮโดรเจนมีเธนและไนโตรเจน

แต่แล้วคุณก็มีสภาพแวดล้อมที่เย็นชาอย่างโหดร้ายเป็นปฏิปักษ์กับชีวิตบนพื้นผิวอย่างสมบูรณ์

ข่าวดีก็คือว่าไททันดูเหมือนจะมีมหาสมุทรเหลวอยู่ใต้พื้นผิวน้ำแข็ง: เช่นเดียวกับยูโรปาของดาวพฤหัสและเอนเซลาดัสของดาวพฤหัสบดี สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากการวัดแรงโน้มถ่วงอย่างระมัดระวังโดย Cassini ในช่วงบิน 137 ครั้ง

ความแตกต่างคือไททันมีหน่วยการสร้างทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตบนชั้นผิวรอบมหาสมุทร มาดูกันว่าวิธีนี้เหมาะอย่างไร

ที่ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของนาซากลุ่มนักวิทยาศาสตร์พยายามหาว่ามีโอกาสที่จะมีชีวิตในมหาสมุทรของไททันหรือไม่ ในระหว่างนี้และในปี 2023 พวกเขาหวังที่จะแก้ไขเงื่อนไขที่อาจทำให้โมเลกุลอินทรีย์เคลื่อนที่จากพื้นผิวโลกลงสู่มหาสมุทรภายในซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะแก่การอยู่อาศัย

ความพยายามที่เรียกว่า ความสามารถในการอาศัยอยู่ในโลกของไฮโดรคาร์บอน: ไททันและอื่น ๆ.

วัตถุประสงค์แรกของพวกเขาคือการค้นหาว่าโมเลกุลของสารอินทรีย์อาจเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ดาวเคราะห์และเคลื่อนย้ายจากชั้นบรรยากาศสู่พื้นผิวและจากนั้นสู่มหาสมุทรใต้ผิวดิน

งานนี้ได้ดำเนินการไปแล้วโดยใช้การสังเกตจากอาตาคามาขนาดใหญ่มิลลิเมตร / มิลลิเมตรในชิลีเพื่อศึกษาบรรยากาศของไททันและตรวจวัดปริมาณสารเคมี

แม้ว่า Cassini จะเข้าใกล้มากขึ้นและทำการสังเกตการณ์บางอย่าง แต่ ALMA นั้นมีความไวต่อโมเลกุลที่ลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศของไททันมากขึ้น หอสังเกตการณ์สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของระดับในไททันเนื่องจากมีเธนและโมเลกุลของไนโตรเจนถูกทำลายโดยรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตของดวงอาทิตย์

อาจเป็นไปได้ที่โมเลกุลอินทรีย์เหล่านี้อาจซึมลงสู่มหาสมุทร หรือบางทีอาจเป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่สร้างขึ้นจากภายใน Titan เองและทำขึ้นมาผ่าน cryovolcanoes บนพื้นผิว

อาจเป็นไปไม่ได้ที่จะเก็บตัวอย่างมหาสมุทรใต้ผิวดินโดยตรงในอนาคตอันใกล้นี้ แต่หากพบคำใบ้บนพื้นผิวเครื่องตรวจสอบความร้อนเช่นภารกิจที่นำเสนอสำหรับ Europa สามารถละลายลงไปในน้ำแข็งและไปถึงมหาสมุทร เราทำมาตลอดตอนกับไอเดียนี้แล้ว

จากนั้นพวกเขาต้องการที่จะเข้าใจว่ามหาสมุทรใต้ผิวดินเหล่านี้อาจเป็นที่อยู่อาศัยจริง ๆ หรือไม่และถ้าหากพวกเขาเป็นเช่นนั้น

แม้ว่าจะมีมหาสมุทรของเหลว แต่เราก็ไม่รู้ว่ามันมีสารเคมีและพลังงานที่เพียงพอสำหรับการอยู่รอดหรือไม่ ตัวอย่างหนึ่งของชีวิตบนโลกที่สามารถชี้ทางได้ Pelobacter acetylenicusซึ่งฟีดออกจากอะเซทิลีนสำหรับพลังงานและคาร์บอน นักวิจัยวางแผนที่จะจำลองสภาพแวดล้อมของไททันและดูว่าแบคทีเรียนี้สามารถอยู่รอดได้ดีเพียงใด

ในที่สุดมีวิธีใดบ้างไหมที่จะเคลื่อนย้ายชีวิตออกจากมหาสมุทรและออกไปยังพื้นผิวของไททันที่สามารถศึกษาได้อย่างใกล้ชิด? แม้ว่าเปลือกน้ำแข็งบนไททันอาจมีความหนา 50-80 กม. แต่อาจมีกระบวนการทางธรณีวิทยาในระยะเวลาหลายล้านปีที่นำวัสดุจากมหาสมุทรขึ้นสู่ผิวน้ำ

ในการรวบรวมข้อมูลคุณต้องมีภารกิจหุ่นยนต์บางอย่างที่สามารถเคลื่อนที่ไปทั่วพื้นผิวของไททันอย่างรวดเร็วโดยสุ่มตัวอย่างสถานที่ต่าง ๆ เพื่อค้นหาหลักฐานของชีวิต

ไททันเป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งและเราต้องการส่งภารกิจกลับไปเพื่อศึกษาในเชิงลึกมากขึ้น และฉันยินดีที่จะประกาศว่า NASA ได้เลือกเฮลิคอปเตอร์พลังงานนิวเคลียร์จากเฮลิคอปเตอร์ที่จะออกสู่ Titan ในปี 2026

มันเรียกว่า Dragonfly และคุณอาจคุ้นเคยกับมันอยู่แล้วเนื่องจากความร่วมมือที่ฉันทำกับ Everyday Astronaut เมื่อปีที่แล้ว NASA พยายามเลือกระหว่าง Dragonfly กับภารกิจคืนตัวอย่างดาวหาง แม้ว่าฉันจะหวังว่าภารกิจทั้งสองจะบินได้ แต่นี่ก็เป็นทางเลือกของฉันเช่นกัน

เงื่อนไขบนไททันนั้นสมบูรณ์แบบสำหรับเครื่องบิน ความหนาแน่นของบรรยากาศสูงกว่าโลกถึง 4 เท่าในขณะเดียวกันก็มีแรงโน้มถ่วงต่ำกว่า การบินบนไททันนั้นเหมือนกับว่ายน้ำในมหาสมุทรของโลก คุณสามารถรัดปีกคู่หนึ่งไว้บนแขนของคุณแล้วบินไปที่ไททันอย่างจริงจังฉันชอบที่จะลอง

แมลงปอจะติดตั้งเครื่องกำเนิดไอโซโทปรังสีไอโซโทปรังสีซึ่งเป็นแบตเตอรี่พลูโทเนียมชนิดเดียวกับที่ให้พลังงานแก่ดาวอังคาร Curiosity, ดาวอังคาร 2020 และยานสำรวจในระบบสุริยะนอก เมื่อพลูโทเนียมสลายตัวเทอร์โมคัปเปิลแปลงความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อส่งยานอวกาศ

และแมลงปอจะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากพอที่ RTG ของมันจะบินไปในชั้นบรรยากาศไททันทำให้กระโดดได้นานขึ้นและยาวขึ้นที่ประมาณ 8 กมต่อครั้ง สำหรับภารกิจหลักนั้นคาดว่าจะบินได้ 175 กิโลเมตรและเพิ่มระยะทางของยานสำรวจดาวอังคารทั้งหมดสองเท่า

ภารกิจคาดว่าจะเปิดตัวในปี 2569 ใช้เวลาประมาณ 8 ปีในการเดินทางสู่ไททันมาถึงในปี 2577

NASA ได้เลือกเขตข้อมูล Shangri-la dune ซึ่งอยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรเป็นจุดลงจอดซึ่งเป็นสถานที่ที่คล้ายกับเนินทรายในนามิเบีย มันจะกระโดดจากภูมิภาคหนึ่งไปอีกภูมิภาคหนึ่งดมกลิ่นและสุ่มตัวอย่างสิ่งแวดล้อมรอบ ๆ มันจนกว่ามันจะถึงปล่องภูเขาไฟ Selk นี่คือสถานที่ที่ดูเหมือนจะเป็นหลักฐานของน้ำของเหลวในอดีตและโมเลกุลอินทรีย์

ตรงนี้เป็นสถานที่ที่อาจมีหลักฐานของน้ำที่หนีออกมาจากภายในของไททันสู่พื้นผิว กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่คือที่เราอาจพบว่าไททันเคยมีหรือยังมีชีวิตอยู่ในมหาสมุทรภายใน

ยังมีแนวคิดอื่นอีกสองสามข้อในการสำรวจไททันรวมถึงเรือดำน้ำที่สามารถสำรวจทะเลสาบไฮโดรคาร์บอนและแนวคิดทางเรือที่หลากหลายและแม้แต่เรือใบด้วย เราได้ทำตอนทั้งหมดเกี่ยวกับภารกิจที่มีศักยภาพอื่น ๆ ให้กับไททัน

ยักษ์ เราจะกลับไปที่ไททันและคราวนี้เราจะส่งเฮลิคอปเตอร์ไปสำรวจโลกที่น่าสนใจในรายละเอียด ในเวลาเดียวกันนักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จะสร้างกรณีเพื่อชีวิตไม่ว่าวันนี้หรือในอดีตโบราณและวิธีที่มันสามารถย้ายจากพื้นผิวไปยังมหาสมุทรภายในและในทางกลับกัน และสิ่งนี้จะช่วยให้เราเข้าใจว่าชีวิตจะมีขึ้นบนโลกนี้ได้อย่างไร

แหล่งที่มา: NASA / JPL, สถาบันดาราศาสตร์ของนาซา