Forsiden

Huygens og Titan

2005-01-09
Fredag lander Huygens på Titan. Les her om hvorfor dette er så spennende!
15. Oktober 1997 ble en satellitt som skulle gjøre historie skutt opp fra Cape Canaveral, Florida. Oppdraget var en nesten 8 år lang reise til Saturn der den skulle komme i nærkontakt med Saturn, Saturns ringer og flere av månene. I juli 2004 hadde den kommet så langt at gravitasjonskraften var Saturn var større enn Solen - Cassini hadde lykkes.

I løpet av månedene som fulgte har Cassini sendt fantastiske bilder av ringene til saturn samt nærbilder av andre måner, for eksempel Dione og Iapetur.

Vi har besøkt Saturn før. For over 20 år siden fløy Voyager forbi på vei ut av solsystemet. Mye har skjedd teknologisk de siste 20 årene og observasjonsdata fra Cassini er mye bedre. Dessuten er Cassini i det Saturnske planetsystem og mye nærmere enn det Voyager var.

Det som gjør det hele spesielt og historisk er at Cassini har med seg en probe - Huygens - som den skal slippe ned på månen Titan!

Huygens fikk navnet sitt etter oppdageren av Titan, den berømte fysikeren Christian Huygens (1629-1695), og er en avansert probe proppfull av instrumenter som skal undersøke forskjellige sider av Titan. Den 319 kilo tunge proben er allerede i "fritt fall" mot Titan etter at den ble separert fra Cassini på juleaften. Akkurat nå er Titan i sovemodus men 45 minutter før den når atmosfæren til Titan vil den våkne opp.

Huygens ankommer Titan fredag klokken 09:13 norsk tid.

Når den entrer atmosfæren vil tre fallskjermer sørge for en kontrollert nedstigning der den kan gjøre målingene. Hele turen fra den kommer inn og til den lander varer i omtrent 150 minutter. Etter at den lander har den bare et par minutter igjen med strøm, den vil da gjøre så mange observasjoner som mulig å sende dem tilbake til Cassini før den slukner for godt.

But why?

Du spør deg kanskje, hva er alt oppstyret med Titan? Hvorfor har vi tatt oss bryet med å sende en satellitt så langt unna på en ferd som har tatt så lang tid og kostet så mye?

Jonathan Lunine forteller i et intervju med NASA: Hvis Titan gikk i bane rundt sola ville den ha vært et mål for vitenskapelige ekspedisjoner for lenge siden. Og jeg sier det fordi den er omtrent på størrelse med en planet (Merkur) og har en tykk atmosfære med nitrogen og metan. Hvis vi så opp mot himmelen ville vi sagt: Hey, her er en planet med en tett atmosfære. Jorda har en tett atmosfære. Venus har en tett atmosfære men er også varm nok til å smelte bly. Mars kan ha hatt en tett atmosfære en gang i fortiden, men den er kald og øde nå. Hvis vi ville undersøke en planet i solsystemet som lignet noenlunde på Jorden ville vi dratt til Titan.

Titan er med andre ord unik i solsystemet. Den ligner mer på Jorden enn noe annet objekt, inkludert Mars. Atmosfæren består hovedsakelig av nitrogen, det er også tilfellet på Jorden. Den er bare litt under halvparten så stor som Jorden, 50% større enn Månen. Atmosfæren er også full av andre organiske molekyler og Titan er ofte beskrevet som et før-biologisk laboratorium - en plass der vi kan se hvordan de kjemiske prosessene så ut på Jorden før det oppsto liv. Før du setter fantasien i sving med grønne(?) menn fra... Titan... så er temperaturen -179 Celsius, altfor kaldt til at noe liv vi kjenner til her på jorden kan overleve.

Spørsmålene Huygens først og fremst skal svare på er: finnes det organisk materiale på overflaten som er blitt til i atmosfæren? Er det organiske materialet likt over hele overflaten eller er det forskjeller fra om det er i et krater eller fra steder med åpenbar geologisk aktivitet? Hvis svarene er ja vil dette bli meget attraktive mål for nye ekspedisjoner.

Svaret på spørsmålet er derfor at Titan er det mest interessant objektet i solsystemet. Den har skyer, en tett atmosfære, er passe stor, en interessant kjemi og vil kanskje gi oss et innblikk i forholdene på Jorden for flere milliarder år siden.

Huygens instrumenter

Huygens inneholder seks komplekse instrumenter som hver har sine spesielle oppgaver.

Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI)
Dette instrumentet består av flere typer sensorer. De skal blant annet måle fysiske og elektriske egenskaper ved atmosfæren. Akselerometere vil måle vindstyrken i alle tre retninger og tettheten til atmosfæren mens Huygens daler ned mot overflaten. Hvis Huygens skulle lande i et flytende medium vil proben også kunne måle bølgebevegelsen til stoffet. Temperatur og trykkmålere vil også måle de termiske egenskapene ved atmosfæren. En permittivitet- og elektromagnetisk bølgeanalysator vil måle hvor lett elektroner og ioner kan forflytte seg i atmosfæren og vil også lete etter magnetiske felt i bevegelse. HASI vil også ha med seg en mikrofon som skal lete etter tordenvær og regn! Du kan lese mer om det her.
 
Doppler Wind Experiment (DWE)
Dette eksperimentet benytter en ultra-stabil oscillator som kan måle hvor mye Huygens beveger seg sidelengs under nedstigningen.
 
Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR)
Dette instrumentet vil ta en rekke bilder og spektrale observasjoner ved hjelp av flere forskjellige sensorer og retninger. Solare sensorer vil måle hvor mye sollys som spres av aerosoler i atmosfæren. Dette gjør oss i stand til å måle størrelsen og antallet partikler. To kamera, et optisk og et infrarødt, vil observere overflaten mot slutten av nedfarten. Huygens kommer til å rotere sakte og kamerane vil slik kunne gi oss en mosaikk av bilder rundt landingsplassen. Det vil også være et kamera montert for å ta bilder i horisontal retning mot horisonten og av undersiden av skyene.
 
Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS)
Dette instrumentet vil analysere forskjellige gasser i atmosfæren. Den vil ta prøver høyt opp i atmosfæren som den gjør forsøk på og sender resultatet tilbake til Cassini før den går tom for strøm. Like før Huygens når bakken vil instrumentet varmes opp slik at det frigjøres stoffer fra landingsplassen som den kan analysere. Huygens vil også muligens virvle opp materie når den lander.
 
Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP)
Dette eksperimentet vil trekke inn aerosolpartikler fra atmosfæren gjennom filtre som den så varmer opp i små ovner (pyrolysis) for å fordampe og dele opp det komplekse organiske materialet. Restene blir deretter sendt til GCMS for analyse. ACP har to filtre som vil bli brukt i forskjellige høyder over Titan.
 
Surface-Science Package (SSP)
Dette instrumentet inneholder en rekke sensorer som skal bestemme de fysiske egenskapene til overflaten til Titan. Er overflaten solid eller flytende? En høytaler vil bli aktivert når det er 100 meter til bakken som vil måte avstanden til overflaten nøyaktig samt hvor kuppert overflaten er. Hvis overflaten er flytende vil høytaleren måle lydhastigheten i "sjøen" og kanskje også oppdage substrukturer under overflaten.

Bilder

Klikk på bildene for å se større utgaver.
Her ser vi atmosfæren til Titan sammenlignet med Atmosfæren til Jorden.
 
 
To ingeniører som jobber på Huygens.
 
 
Ruteplanen til Cassini.
 
 
Et av de siste bildene av Titan tatt av Cassini viser atmosfæren i detalj.
 
 
En artists fremstilling av Huygen på vei inn i atmosfæren til Titan før den har slått ut de tre fallskjermene.
 
 
En artists fremstilling av den siste delen av nedstigningen til Huygens.
 
 
Det beste bildet vi har av Titan så langt.

Noen fakta om Titan

Fakta om Titan
Avstand Saturn - Solen 1.429.000.000 km
Avstand Titan - Saturn 1.221.830 km
Avstand Jorden - Månen 384.400 km
Avstand Jorden - Solen 149.600.000 km
 
Massen til Titan 1.35 x 1023 kg
Massen til Månen 7.35 x 1022 kg
Massen til Jorden 5.97 x 1024 kg
 
Diameteren til Titan 5.150 km
Diameter til Månen 3.476 km
Diameter til Jorden 12.756 km
 
Overflatetemperatur: 94 Kelvin (-179 Celsius)
Atmosfæretrykk: 1.5 bar (50% høyere enn på jorden)

Alle bildene er Copyright NASA.