Strona 1 hit numeru Sonda Huygens, zbudowana przez konsorcjum 40 europej- skich firm kierowanych przez Alcatel Space, wylądowała 14 stycznia na Tytanie. Obiektem zainteresowania misji Cassi- ni/Huygens, realizowanej przez Amerykańską Agencję Kos- TEKST miczną (NASA), Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i Włoską Agencję Kosmiczną (ASI), jest badanie Saturna i jego księży- ŁATWY ! ! ! ców. Jest to też jedna z ciekawszych misji, ze względu na ba- 3 danie Tytana, jedynego księżyca w Układzie Słonecznym, posiadającego atmosferę. CO ZOBACZYŁ Artystyczna wizja próbnika Huygens po oddzieleniu się od macierzyste- go statku Cassini. Rys. ESA-D.DUCROS HUYGENS? PODRÓ¯ HUYGENSA Podró¿ miêdzyplanetarna son- Monika Witan dy Cassini z próbnikiem Huygens trwa³a 7 lat, a odpowiednie przyœ- pieszenie uzyskano miêdzy innymi Z 1 punktu widzenia europejskich dziêki dwukrotnemu wykorzystaniu programów badania kosmosu pola grawitacyjnego Wenus, Ziemi projekt ten jest z wielu powo- i Jowisza. Od paŸdziernika 1997 dów prze³omowy. Po raz pierwszy przemierzy³ on 3,5 miliarda kilomet- statek kosmiczny zbudowany w Eu- rów. Huygens w okolicach Wenus ropie musia³ sprostaæ tak drastycz- musia³ wytrzymaæ wysokie tempera- nym warunkom. To równie¿ pier- tury, przebyæ pas asteroid wokó³ wszy obiekt kosmiczny, skonstruo- Marsa i Jowisza, a nastêpnie pier- wany przez cz³owieka, który wyl¹- œcienie Saturna. Najwiêkszym jed- dowa³ na ksiê¿ycu planety tak od- nak wyzwaniem z technicznego dalonej od Ziemi i jednoczeœnie punktu widzenia by³o schodzenie ku pierwsze zakoñczone sukcesem l¹- powierzchni Tytana, który to proces dowanie sondy europejskiej w innej zakoñczy³ siê po blisko trzech tygod- czêœci Uk³adu S³onecznego. Pier- niach od daty od³¹czenia od statku wszy raz w historii pojazd skonstru- W tym małym czerwonym kółku wy- matki Cassini 25 grudnia. Po aerody- owany przez cz³owieka wyl¹dowa³ lądował Huygens. To zdjęcie wyko- namicznym wyhamowaniu w gór- na tak oddalonym obiekcie. Jest to nała sonda Cassini. Fot.: ESA/NA- nych warstwach atmosfery i urucho- zarazem ostatnia tak wielka i droga SA/University of Arizona mieniu trzech spadochronów, s³u¿¹- (2,3 mld dolarów) misja kosmiczna. cych do kontroli procesu schodzenia ku powierzchni, sonda Huygens wy- 2 l¹dowa³a na ksiê¿ycu. Huygens to prawdziwe lataj¹ce laboratorium, przenosz¹ce na pok³adzie 6 zaawan- sowanych instrumentów do przepro- wadzenia wszystkich zaplanowa- nych przez naukowców badañ. W tym samym czasie Cassini M ŁODY TECHNIK przebywa na orbicie Saturna, reali- zuj¹c zadania obserwacyjne i jed- noczeœnie retransmituj¹c na Ziemiê dane zbierane przez sondê. Program Cassini/Huygens by³ bezprecedensowym wyzwa- niem technicznym, w którym mu- siano poradziæ sobie z wieloma do- 14 t¹d nierozwi¹zanymi problemami. 3/2005 Naukowcy prezentują wyniki z próbnika Huygens. Fot. ESA-P. SEBIROT. Strona 2 U c z e n i e k s c y t u j ą s i ę p o d o b i e ń s t w e m Ty t a n a d o Z i e m i . No tak, jeśli lubisz kąpiel w metanie o temperaturze –180°C, t o n a Ty t a n i e b ę d z i e C i t a k d o b r z e , j a k n a Z i e m i . L¥DOWANIE NA TYTANIE rejestrowano mg³ê lub cienk¹ pow- przewidywano z Ziemi (–180 stop- ³okê chmur z metanu. Ciœnienie ni)” - podkreœli³ dr Zió³kowski. Prof. Manewr l¹dowania by³ bar- zmierzone w tych wysokoœciach Zbigniew K³os, dyrektor Centrum Ba- dzo ryzykowny, bo odbywa³ siê wynosi oko³o 500 hPa. Temperatura dañ Kosmicznych (CBK) PAN, pod- w gêstej atmosferze odleg³ego o 1,5 zmierzona na pocz¹tku opadania mld km od Ziemi cia³a niebieskiego, wynosi³a -202°C, zaœ na powierz- Próbnik Huygens - dane: w praktycznie nieznanych warun- chni -179,35°C. Średnica - 2,7 m kach. John Zarnecki, kierownik zes- po³u badaj¹cego pakiet danych na- TYTAN - Waga - 320 kg des³anych z powierzchni Tytana, CO O NIM WIADOMO? powiedzia³, ¿e opadanie na spa- kreœla³, ¿e ca³a operacja by³a ogrom- dochronie zajê³o Huygensowi 2 go- Tytan jest jednym z najbar- nym sukcesem technologicznym. dziny 27 minut i 50 sekund. Pod- dziej interesuj¹cych i tajemniczych Przypomnia³ równie¿, ¿e polscy nau- czas gdy sonda Cassini pe³ni³a rolê obiektów w Uk³adzie S³onecznym. kowcy bêd¹ mieli dostêp do danych stacji przekaŸnikowej, kapsu³a Zbadanie go ma dostarczyæ infor- przes³anych przez próbnik. próbnika zbli¿a³a siê do Tytana macji na temat pocz¹tków ¿ycia. z szybkoœci¹ ok. 22 tys. km/h. Na Uwa¿a siê bowiem, ¿e panuj¹ na CO WIDAÆ NA ZDJÊCIACH? wysokoœci 190 km odrzucona zosta- nim warunki podobne do tych, jakie ³a os³ona termiczna, a szybkoœæ panowa³y kiedyœ na Ziemi. Na razie Na zdjêciach z Tytana udo- opadania zosta³a zmniejszona do wiadomo jedynie, i¿ na Tytanie jest stêpnionych przez Europejsk¹ Agen- 1400 km/h przez kolejno otwieraj¹- -180 stopni Celsjusza, atmosfera cjê Kosmiczn¹ (ESA) widaæ bry³y lo- ce siê trzy spadochrony. Uderzenie sk³ada siê g³ównie z azotu. Prawdo- du, linie brzegowe, wyspy oraz nast¹pi³o przy prêdkoœci 16,25 podobnie znajduj¹ siê tam tak¿e struktury geologiczne podobne do km/h i spowodowa³o bardzo krótkie oceany p³ynnego metanu i etanu. kana³ów. Na fotografiach widoczne przeci¹¿enie równe 15 g. Wstrz¹s Tytan, który jest wiêkszy od s¹ ciemne, wij¹ce siê linie, przypo- spowodowa³ wy³¹czenie jednego planet Merkurego i Plutona, uwa¿a- minaj¹ce kana³y, które mog¹ ozna- czujnika, który jednak po kilku mi- ny jest za jedyny ksiê¿yc w Uk³a- czaæ, ¿e na Tytanie znajduj¹ siê cie- nutach sam wróci³ do ¿ycia. Czujnik dzie S³onecznym posiadaj¹cy w³as- cze. Widaæ tak¿e otwart¹ przestrzeñ na spodzie próbnika zag³êbi³ siê na n¹ atmosferê. Sk³ada siê ona g³ów- us³an¹ skalistymi obiektami, roz- 4 360° panorama w górnej części została złożona ze zdjęć zrobionych podczas 2,5-godzinnego opadania Huygensa na mroźną powierzchnię Tytana. Lewa część pokazuje teren za Huygensem, a prawa obszar, gdzie wylądował. Jasne obszary z cieniami zidentyfikowano jako teren wzniesiony. Gładkie i ciemne to najpewniej zmarznięty grunt przesiąknięty metanem i etanem, być może w niektórych miejscach są ich większe skupiska. Fot.: ESA/NASA/JPL/University of Arizona oko³o 15 cm w zmro¿ony grunt. nie z azotu i jest tak gêsta, ¿e unie- œwietlon¹ powierzchniê i przyciem- Z danych mo¿emy wnioskowaæ mo¿liwia obserwacje powierzchni. nione pasma. Pierwsze ze zdjêæ zo- o w³aœciwoœciach gruntu na Tyta- Uczeni nie s¹ pewni, jakie procesy sta³y wykonane na wysokoœci 16 nie. Wed³ug Zarneckiego grunt Ty- zachodz¹ w atmosferze i na po- km, kiedy próbnik Huygens opada³ tana ma jednolit¹ konsystencjê wierzchni Tytana. na powierzchniê ksiê¿yca. Tego ty- i cienk¹ zmro¿on¹ skorupkê na po- pu dane s¹ wyzwaniem dla naszych wierzchni. Jego w³aœciwoœci me- POLSKI UDZIA£ wyobra¿eñ o obcych planetach jako chaniczne s¹ zbli¿one do gliny lub statycznych rejonach. Okazuje siê, M ŁODY TECHNIK mokrego piasku. Podczas opadania Zadzia³a³ polski czujnik tem- ¿e s¹ to dynamiczne i z³o¿one miej- z prêdkoœci¹ oko³o 26 km/h, Huy- peraturowy umieszczony na próbni- sca. Próbnik Huygens zaskoczy³ na- gens pobiera³ próbki atmosfery ku Huygens. Polski czujnik mia³ ukowców - by³ zaprojektowany do w przedziale wysokoœci oko³o 19-10 zmierzyæ temperaturê oraz przewod- dzia³ania przez kilka minut po wyl¹- km. Na wysokoœci 19,3-17,7 km za- noœæ ciepln¹ atmosfery i powierzchni dowaniu, tymczasem pracowa³ co Tytana. „Czujnik zadzia³a³. Zmierzo- najmniej pó³torej godziny. CZYTAM, WIĘC WIEM Ruchome ciecze na po- na na powierzchni Tytana tempera- Zdjêcia egzotycznego œrodo- MINI QUIZ MT wierzchni Tytana to naj- tura, –179 stopni z ma³ym u³amkiem, wiska Tytana zosta³y nam dostar- prawdopodobniej: okaza³a siê bardzo bliska tego, co czone dziêki instrumentowi, zwane- 15 a) woda 3/2005 b) metan c) ciekły azot Strona 3 hit numeru KSIʯYCOWY KRAJOBRAZ 5 Dane pochodz¹ce w czêœci z GCMS (Chromatograph and Mass Spectrometer) oraz SSP (Surface Science Package) potwierdzaj¹ pod- sumowanie doktora Tomasko. Dane z Huygensa daj¹ silne dowody na istnienie ruchomych cieczy na po- wierzchni Tytana. Jednak¿e p³yn ten zawiera raczej metan, prosty zwi¹zek organiczny, który w tempe- raturze -170 stopni Celsjusza wy- stêpuje w postaci p³ynnej, ni¿ wo- dê, jak to ma miejsce na naszej pla- necie. Wydaje siê, ¿e obecnie rzeki na Tytanie s¹ wyschniête, ale desz- cze prawdopodobnie zdarza³y siê nie tak dawno temu. Dane o zwalnianiu i przeni- kaniu próbnika wskazuj¹ na to, ¿e materia³ znajduj¹cy siê pod po- Na czarno-białym zdjęciu pokazana jest wielkość obiektów, jakie można do- wierzchni¹ skorupy ma konsysten- strzec na pierwszym kolorowym zdjęciu z powierzchni Tytana, wykonanym cjê luŸnego piachu, co byæ mo¿e przez próbnik Huygens. Czerwone kreski podpisane miarami długości oddają spowodowane jest opadami desz- rzeczywiste rozmiary obiektów w odległościach, jakie podane są niebieskim ko- czu metanu sprzed wieków lub lorem. Bryły mają kształty otoczaków, co jest dowodem działania erozji poprzez efektem kapilarnym przenikania procesy przepływowe. Fot.: ESA/NASA/JPL/University of Arizona p³ynów z wnêtrza Tytana na jego powierzchniê. mu Descent Imager/ Spectral Ra- ziemskiej. Zdjêcia pokaza³y, ¿e z³o- Ciep³o generowane przez diometer (DISR), zbudowanemu ¿ona sieæ cienkich kana³ów odp³y- Huygensa, ogrzewaj¹c glebê pod przez Lockheed Martin dla uniwer- wowych biegnie z jaœniejszych re- próbnikiem, da³o mo¿liwoœæ detek- sytetu w Arizonie i NASA Jet Pro- gionów pagórkowatych do ni¿- cji przez GCMS i SSP wrz¹cych pulsion Laboratory (JPL). Sonda szych, bardziej p³askich i ciemniej- oparów metanu wydostaj¹cych siê Cassini, wraz z próbnikiem Huy- szych regionów. Te kana³y ³¹cz¹ siê gwa³townie z powierzchni ksiê¿y- gens, zosta³a umieszczona na orbi- w system rzek, prowadz¹cych do ca. To umocni³o przekonanie nau- cie Saturna 1 lipca 2004 roku. Zapo- jezior uwypuklaj¹cych „wyspy” kowców dotycz¹ce zasadniczej roli cz¹tkowa³o to czteroletni okres ba- i „mielizny”, nad wyraz podobne do metanu w meteorologii Tytana - for- dañ „W³adcy Pierœcieni” i jego ta- tych, jakie obserwujemy na Ziemi. mowania siê chmur i opadów, które jemniczych ksiê¿yców. powodowa³y erozjê i ¿³obie- „Obecnie jesteœmy 6 nie powierzchni ksiê¿yca. w stanie zrozumieæ, co W dodatku zdjêcia po- kszta³tuje krajobraz Ty- wierzchni wykonane przez tana”, stwierdzi³ dr Mar- DISR ukaza³y ma³e otoczaki tin Tomasko, kierownik w suchym korycie rzeki ( 5 ). badañ DISR (Descent Pomiary spektrometryczne Imager-Spectral Radio- sk³aniaj¹ naukowców do meter), dodaj¹c, ¿e geo- twierdzenia, ¿e w ich sk³ad logiczne dowody na wchodzi raczej brudna woda opady atmosferyczne, ni¿ krzemowe ska³y. Jednak- erozjê, mechaniczne ¿e w temperaturze, jaka wy- œcieranie i aktywnoœæ stêpuje na Tytanie, woda przyj- rzek potwierdzaj¹ tezê, muje postaæ podobn¹ do ska³. ¿e procesy fizyczne Gleba Tytana co naj- M ŁODY TECHNIK kszta³tuj¹ce Tytana s¹ mniej w czêœci z³o¿ona jest bardzo podobne do z organicznego mglistego tych, które obserwuje- osadu. Ciemny materia³, bê- my na Ziemi. Spektaku- d¹c osadem atmosferycznym, larne zdjêcia wykonane Zdjęcie opublikowane 17 stycznia 2005 przedstawia po- podczas opadów na Tytanie przez DISR ujawniaj¹, wierzchnię Tytana widzianą z sondy Huygens podczas opa- by³ zmywany w ni¿sze rejony, ¿e Tytan ma nadzwy- dania. Jest to mozaika 30 zdjęć wykonanych na wysokości tote¿ na zdjêciach odnajduje- czajnie podobn¹ meteo- pomiędzy 8 a 13 km (na wysokości ok. 10 km latają samo- my go w korytach rzek i ka- 16 rologiê i geologiê do loty pasażerskie). Podczas fotografowania Huygens opadał na³ach nap³ywowych. z prędkością 5 m/s. Pozioma składowa prędkości wynosiła 3/2005 1 m/s. Zdjęcia mają rozdzielczość ok. 20 m/piksel. Szero- kość zdjęcia w największej przekątnej to ok. 30 km. Fot.: ESA/NASA/JPL/University of Arizona Strona 4 Dowody bazuj¹ce na odnale- VLBI odebrano sygna- zionym w atmosferze argonie wska- ³y bezpoœrednio od zuj¹ na to, ¿e na Tytanie wystêpo- próbnika. Sygna³ ten wa³a aktywnoœæ wulkaniczna, by³ bardzo s³aby (taki, przy czym zamiast lawy w atmosfe- jaki emitowa³by tele- rê wyrzucana by³a woda z dodat- fon komórkowy z od- kiem amoniaku. Widaæ zatem, ¿e leg³oœci 1,2 mln kilo- podczas gdy procesy geofizyczne metrów). Dane te po- wystêpuj¹ce na Tytanie pozostaj¹ 7 zwol¹ wype³niæ luki w du¿ej analogii do wystêpuj¹- w informacjach, choæ cych na Ziemi, to powi¹zane z nimi nie tak precyzyjnie jak zwi¹zki chemiczny s¹ inne. Zamiast stracone pomiary dop- p³ynnej wody, na Tytanie znajdu- Mozaika, wykonana z trzech zdjęć pochodzących plerowskie. Leonid jemy p³ynny metan. Zamiast krze- z próbnika Huygens, przedstawia bezprecedenso- Gurvits z Joint Institu- mowych ska³, zamarzniêt¹ wodê, we szczegóły okolicy grzbietu na powierzchni Tyta- te for Very Long Base- a osady atmosferyczne sk³adaj¹ siê na. Wyraźnie zarysowana jest bogato rozgałęziona line Interferometry z cz¹steczek wêglowodoru. Ponad- rzeka o wielu źródłach. w Holandii mówi, ¿e to lawê ziemsk¹ zastêpuje bardzo Fot.: ESA/NASA/JPL/University of Arizona na podstawie zebra- zimny lód. nych sygna³ów okreœ- wa³, ¿e otrzymano tylko 350 obra- lono dok³adnoœæ pomiaru prêdkoœci SUKCESY I PORA¯KI zów zamiast planowanych 700. wiatru na 1 m/s. Wraz ze wzrostem Przed misj¹ zastanawiano siê, naszej wiedzy o atmosferze Tytana Prawdopodobnie w konsek- czy wszystkie dane spektrometrycz- dok³adnoœæ ta bêdzie poprawiana. wencji jakiegoœ b³êdu pope³nionego ne oraz zdjêcia skierowaæ przez oba przez cz³owieka utracono po³owê kana³y. W koñcu zdecydowano, ¿e WNIOSKI zdjêæ przesy³anych przez Huygensa dane spektrometryczne bêd¹ zdub- podczas opadania. Nie nale¿y siê lowane w obu kana³ach, zaœ zdjêcia Powierzchniê ksiê¿yca rzeŸ- jednak tym zbytnio martwiæ. Pra- - podzielone miêdzy nie. Zatem ró¿- bi¹ metanowe rzeki, nad morzami wie wszystkie urz¹dzenia Huygen- ne zdjêcia skierowano w ró¿ne syg- unosz¹ siê mg³y i szumi¹ metano- sa s¹ zdublowane i otrzymaliœmy na³y. W ten sposób utracono po³owê we deszcze. Metan, który w postaci 350 obrazów z próbnika. informacji, jednak znaczna czêœæ te- p³ynnej wype³nia morza Tytana, Zerwanie ³¹cznoœci przez ka- go, co stracono w kanale A, powta- jest te¿, obok azotu, zasadniczym na³ A zosta³o spowodowane b³ê- rza siê w kanale B. elementem atmosfery ksiê¿yca. Ina- dem w oprogramowaniu wykona- W panoramie Tytana przes³a- czej ni¿ na Ziemi, w atmosferze Ty- nym przez ESA. ESA bierze za to nej na Ziemiê powsta³y luki, które tana brakuje tlenu, a obecnie na je- ca³¹ odpowiedzialnoœæ na siebie, da³o siê jednak uzupe³niæ danymi go powierzchni nie ma Ÿróde³ tego wbrew myl¹cym informacjom, ¿e z jednego tylko kana³u. Tak¿e po- pierwiastka. Powierzchnia ksiê¿yca odpowiadaj¹ za to tak¿e pozosta³e miar prêdkoœci wiatru, który by³ ma konsystencjê mokrego piasku, agencje bior¹ce udzia³ w misji. Brak skierowany wy³¹cznie w kana³ pokrywaj¹ j¹ bry³y lodu i kana³y. ³¹cznoœci z kana³em A spowodo- A, uda³o siê odzyskaæ. Dziêki inter- Wiele wskazuje na to, ¿e pada tam wencji 18 radio- deszcz. Jeœli nawet na Tytanie nie 8 9 teleskopów dzia- pada codziennie, musi tam wystê- ³aj¹cych na co powaæ jakiœ rodzaj regularnych dzieñ w sieci opadów. Badania prowadzone przez Pojedyncze zdję- próbnik trwa³y zaledwie kilka go- cie z kamery dzin. Ich analizy zajm¹ jednak kolej- DISR na Huygen- ne lata. Badania te mog¹ przynieœæ sie. Jasne linie to informacje na temat formowania siê prawdopodobnie Tytana i byæ mo¿e pozwol¹ powie- miejsca, gdzie na dzieæ coœ wiêcej na temat Ziemi powierzchnię zo- sprzed miliardów lat. stał wyrzucony Pisarze sciencefiction wspo- lód wodny. Ciem- minaj¹ niekiedy o Tytanie jako miej- M ŁODY TECHNIK ne grube linie to scu potencjalnej kolonizacji. O ile najwyraźniej ka- jednak na razie nie mówi siê o za³o- nały utworzone gowych misjach na Tytana, to nau- przez strumienie płynnego kowcy rozwa¿aj¹ kolejne badania Zdjęcie wykonane przez DISR, jeden z in- metanu. Wyklucza się raczej tego ksiê¿yca. strumentów próbnika Huygens, przedsta- możliwość ich wyrzeźbienia „Teraz mo¿na myœleæ powa¿- wia ciemny obszar na powierzchni Tytana, przez deszcz. nie o wys³aniu na Tytana ³azików” - na którym widać jasne „wyspy”. Obszary Fot.: ESA/ NASA/JPL/Uni- powiedzia³ Jean-Pierre Lebreton, poniżej i powyżej jasnych obiektów mogą versity of Arizona kierownik misji Huygens w ESA. ! 17 znajdować się na różnej wysokości. 3/2005 Fot.: ESA/NASA/JPL/University of Arizona