Es gibt nur wenige Orte im Sonnensystem, die so faszinierend sind wie der Saturnmond Titan. Wo Wassereis Berge bildet.
Wie Europa und Encleadus könnte auch Titan einen inneren Ozean aus flüssigem Wasser haben, einen Ort, an dem es Leben geben könnte.
Titan hat Schichten und zum Glück ist eine großartige neue Mission in Arbeit, um sie zu erkunden: die Titan Dragonfly Mission.
Die Astronomen wussten lange Zeit nicht, wie besonders Titan war. Das liegt daran, dass der Saturnmond in dicke Wolken gehüllt ist, die den Blick auf seine Oberfläche verdecken. Tatsächlich dachten Astronomen lange Zeit, Titan sei der größte Mond im Sonnensystem, da sie nicht sagen konnten, wo die Atmosphäre endete und der Boden begann. Jetzt wissen wir, dass Ganymed etwas größer ist.
Das erste Raumschiff, das Titan besuchte, war Pioneer 11 im Jahr 1979. Es konnte nicht durch die dicken Wolken sehen und auch nicht das Zwillings-Raumschiff Voyager, das 1980 und 1981 folgte. Sie sammelten jedoch einige zusätzliche Hinweise auf Titan und entdeckten Spuren von Kohlenwasserstoffen in der Atmosphäre wie Acetylen, Ethan und Propan. Der größte Teil seiner Atmosphäre besteht jedoch wie die Erde aus Stickstoff.
In einer mit Stickstoff gefüllten Atmosphäre, die Kohlenwasserstoffe enthält, klingt dies nach einem potenziellen Ort, um Leben zu finden. Vielleicht sogar ein Leben, das eine ganz andere Biologie verwendet als das Leben auf der Erde.
Wie bewohnbar ist Titan?
Erst als das NASA-Raumschiff Cassini die lange Reise zum Saturn unternahm und 2004 in die Umlaufbahn um den Ringplaneten ging, waren die Instrumente endlich an Ort und Stelle, um durch die Tarnatmosphäre von Titan zu blicken.
Während seiner 13-jährigen Mission bei Saturn flog Cassini 127 Mal an Titan vorbei und benutzte Radar- und Infrarotinstrumente, um durch den Dunst zu sehen und Merkmale auf der Oberfläche von Titan zu enthüllen. Cassini sah Kohlenwasserstoffwolken, die Kohlenwasserstoffe in Kohlenwasserstoff-Flüsse regneten und sich in Kohlenwasserstoffseen und Meeren sammelten. Mein Punkt ist… Kohlenwasserstoffe.
Cassini setzte auch den Huygens-Lander der Europäischen Weltraumorganisation ab, der während seiner gesamten zweieinhalbstündigen Reise durch die Atmosphäre flog. Es landete auf der Oberfläche und schickte die ersten Bilder vom Boden auf Titan zurück.
Zwischen ihnen enthüllten Cassini und Huygens, dass Titan mit organischen Molekülen bedeckt ist, in einem Zustand, von dem vor 4 Milliarden Jahren angenommen wurde, dass er hier auf der Erde existiert. Das Problem ist natürlich, dass Titan unglaublich kalt ist. Auf diese Weise erhalten Sie all die flüssigen Kohlenwasserstoffe, über die ich immer und immer wieder gesprochen habe.
Die Oberflächentemperatur beträgt -179 Grad Celsius oder -209 Grad Fahrenheit. Zum Vergleich: Die kälteste Temperatur, die jemals auf der Erde gemessen wurde, liegt bei -92 Grad Celsius oder -133 Fahrenheit.
Die dicke Stickstoffatmosphäre auf Titan bedeutet, dass Sie keinen Raumanzug benötigen würden, wenn Sie auf Titan nach draußen gehen möchten, nur einen wirklich sehr dicken Mantel.
Sie haben also all diese Rohstoffe für das Leben an der Oberfläche in einer ziemlich dicken Stickstoffatmosphäre mit flüssigen Kohlenwasserstoffen, die wie ein Lösungsmittel wirken, und wirbelnden Chemikalien. Es gibt sogar ultraviolette Strahlung von der Sonne, die Chemikalien aufbricht und neue chemische Reaktionen mit Wasserstoff, Methan und Stickstoff fördert.
Aber dann haben Sie eine brutal kalte Umgebung, die dem Leben an der Oberfläche völlig feindlich gegenübersteht.
Die gute Nachricht ist, dass Titan einen flüssigen Ozean unter seiner eisigen Oberfläche zu haben scheint: genau wie Jupiters Europa und Saturns Enceladus. Dies wurde durch sorgfältige Schwerkraftmessungen bestätigt, die Cassini während seiner 137 Vorbeiflüge durchgeführt hatte.
Der Unterschied besteht darin, dass Titan alle Bausteine des Lebens auf der Oberflächenschicht hat, die den Ozean umgibt. Sehen Sie, wie das ideal ist?
Im Jet Propulsion-Labor der NASA versucht eine Gruppe von Wissenschaftlern herauszufinden, wie wahrscheinlich es ist, dass es Leben in Titans Ozeanen gibt. Bis 2023 hoffen sie, die Bedingungen zu erarbeiten, unter denen sich organische Moleküle von der Oberfläche der Welt in die inneren Ozeane, die perfekte bewohnbare Umgebung, bewegen können.
Der Aufwand heißt das Bewohnbarkeit von Kohlenwasserstoffwelten: Titan und darüber hinaus.
Ihr erstes Ziel ist es herauszufinden, wie sich organische Moleküle um den Planeten bewegen und von der Atmosphäre an die Oberfläche und dann in den unterirdischen Ozean transportiert werden können.
Einige dieser Arbeiten wurden bereits durchgeführt, wobei Beobachtungen des Atacama Large Millimeter / Submillimeter-Arrays in Chile verwendet wurden, um die Atmosphäre von Titan zu untersuchen und seinen chemischen Gehalt zu messen.
Obwohl Cassini viel näher war und einige dieser Beobachtungen machte, ist ALMA tatsächlich viel empfindlicher gegenüber den Arten von Molekülen, die in der Titanatmosphäre schweben. Das Observatorium konnte Änderungen der Titanwerte feststellen, da Methan und molekularer Stickstoff durch die ultraviolette Strahlung der Sonne aufgebrochen werden.
Möglicherweise können diese organischen Moleküle in den Ozean eindringen. Oder vielleicht werden die organischen Moleküle aus dem Inneren von Titan selbst erzeugt und gelangen durch Kryovulkane auf der Oberfläche nach oben und außen.
Es ist wahrscheinlich unmöglich, den unterirdischen Ozean in naher Zukunft direkt zu untersuchen. Wenn jedoch Hinweise auf der Oberfläche gefunden werden, könnte eine beheizte Sonde wie die für Europa vorgeschlagene Mission durch das Eis schmelzen und den Ozean erreichen. Wir haben eine ganze Episode zu dieser Idee gemacht.
Dann wollen sie verstehen, ob diese unterirdischen Ozeane tatsächlich bewohnbar sind und wenn ja, welche Arten von Leben dort unten sein könnten.
Obwohl es einen flüssigen Ozean gibt, wissen wir nicht, ob er über genügend richtige Chemikalien und Energie verfügt, damit das Leben überleben kann. Ein Beispiel für das Leben auf der Erde, das den Weg weisen könnte, heißt Pelobacter acetylenicus, das sich aus Acetylen für Energie und Kohlenstoff ernährt. Die Forscher planen, die Umgebung von Titan zu simulieren und zu sehen, wie gut diese Bakterien überleben können.
Gibt es schließlich eine Möglichkeit, das Leben aus den Ozeanen zurück auf die Oberfläche von Titan zu transportieren, wo es aus der Nähe untersucht werden kann? Obwohl die Eisschale auf Titan 50 bis 80 km dick sein könnte, könnte es über Millionen von Jahren geologische Prozesse geben, die Material vom Ozean an die Oberfläche bringen.
Um diese Daten zu sammeln, benötigen Sie eine Art Robotermission, die sich schnell über die Oberfläche von Titan bewegen und verschiedene Orte abtasten kann, um nach Beweisen für das Leben zu suchen.
Titan ist absolut faszinierend und wir müssen wirklich wirklich eine Mission zurückschicken, um sie genauer zu studieren. Und ich freue mich, Ihnen mitteilen zu können, dass die NASA offiziell einen nuklearen batteriebetriebenen Hubschrauber ausgewählt hat, der 2026 nach Titan fliegen wird.
Es heißt Dragonfly und ist Ihnen vielleicht schon bekannt, weil ich letztes Jahr mit Everyday Astronaut zusammengearbeitet habe. Die NASA versuchte, zwischen Dragonfly und einer Kometen-Probenrückgabemission zu wählen. Obwohl ich wünschte, beide Missionen könnten fliegen, wäre dies auch meine Wahl.
Die Bedingungen auf Titan sind perfekt für eine Flugmaschine. Die atmosphärische Dichte ist viermal höher als die der Erde, während gleichzeitig die Schwerkraft niedriger ist. Auf Titan zu fliegen ist wie in den Ozeanen der Erde zu schwimmen. Sie könnten ein Paar Flügel an Ihren Armen anschnallen und auf Titan herumfliegen, was ich im Ernst gerne versuchen würde.
Die Libelle wird mit einem thermoelektrischen Radioisotopengenerator ausgestattet sein, der gleichen Art von Plutoniumbatterie, die Mars Curiosity, Mars 2020 und viele der Sonden im äußeren Sonnensystem antreibt. Während das Plutonium zerfällt, wandelt ein Thermoelement die Wärme in Elektrizität um, um das Raumschiff anzutreiben.
Und Dragonfly wird in der Lage sein, mit seinem RTG genug Strom zu erzeugen, um in der titanischen Atmosphäre zu fliegen und immer längere Sprünge in jeweils etwa 8 km Entfernung zu machen. Für seine Hauptmission werden voraussichtlich 175 Kilometer geflogen, doppelt so weit wie alle Marsrover zusammen.
Die Mission wird voraussichtlich im Jahr 2026 starten. Es dauert ungefähr 8 Jahre, bis sie im Jahr 2034 bei Titan ankommt.
Die NASA hat die Shangri-la-Dünenfelder in der Nähe des Äquators als Landeplatz ausgewählt, ein Ort, der den Sanddünen in Namibia ähnelt. Es springt von Region zu Region, schnüffelt und probiert die Umgebung, bis es zum Selk-Einschlagkrater gelangt. Dies ist ein Ort, der auf vergangenes flüssiges Wasser und organische Moleküle hinweist.
Dies ist genau die Art von Ort, an dem es Hinweise auf Wasser geben könnte, das aus dem Inneren des Titanen an seine Oberfläche entweicht. Mit anderen Worten, hier könnten wir feststellen, dass Titan einst Leben in seinem inneren Ozean hatte oder hat.
Es gab einige andere Ideen, um Titan zu erkunden, darunter ein U-Boot, das Kohlenwasserstoffseen erkunden könnte, und verschiedene Bootsideen und sogar ein Segelboot. Wir haben eine ganze Episode über andere mögliche Missionen bei Titan gemacht.
Titan. Wir kehren zu Titan zurück und senden dieses Mal einen Hubschrauber, um diese faszinierende Welt im Detail zu erkunden. Gleichzeitig werden Astronomen und Planetenforscher die Argumente für das Leben aufbauen, entweder heute oder in der Antike, und wie es sich von der Oberfläche in seine inneren Ozeane und umgekehrt bewegen könnte. Und dies könnte uns helfen zu verstehen, wie das Leben hier auf der Erde hätte in Gang kommen können.
Quellen: NASA / JPL, NASA Astrobiology Institute
