Det finns få platser i solsystemet som är lika fascinerande som Saturns måne Titan. Där vattenis bildar berg.
Liksom Europa och Encleadus kan Titan också ha ett inre hav av flytande vatten, en plats där det kan finnas liv.
Titan har lager, och lyckligtvis finns det ett fantastiskt nytt uppdrag i arbetena att utforska det: Titan Dragonfly-uppdraget.
Under längst tid visste inte astronomer hur speciell Titan var. Det beror på att den Saturnian månen är täckt av tjocka moln som döljer en utsikt mot dess yta. I själva verket trodde astronomer att Titan var den största månen i solsystemet, eftersom de inte kunde veta var atmosfären slutade och marken började. Nu vet vi att Ganymede är lite större.
Det första rymdskeppet som besökte Titan var Pioneer 11 1979. Det kunde inte se igenom de tjocka molnen, och inte heller kunde tvillingen Voyager-rymdskeppet, som följde 1980 och 1981. De samlade dock några ytterligare ledtrådar om Titan, men upptäckte spår av kolväten i atmosfären, som acetylen, etan och propan. Det mesta av atmosfären är emellertid kväve, precis som Jorden.
Med en atmosfär fylld med kväve och som innehåller kolväten, låter detta som en potentiell plats att hitta liv. Kanske till och med liv som använder helt en helt annan biologi än jordlivet.
Hur bebörlig är Titan?
Det var inte förrän NASA: s Cassini-rymdskepp gjorde den långa resan till Saturnus och gick in i bana runt den ringade planeten 2004 som instrumenten äntligen fanns på plats för att kika igenom Titans cloaking atmosfär.
Under sitt 13-åriga uppdrag i Saturn, flög Cassini förbi Titan 127 gånger med radar och infraröda instrument för att se igenom disen och avslöja funktioner på ytan av Titan. Cassini såg moln av kolväten, som regnar kolväten till kolväten, och samlas i kolvätesjöar och hav. Min poäng är ... kolväten.
Cassini tappade också av Europeiska rymdorganisationens Huygens lander, som fallskärmade ner genom atmosfären och spelade in hela sin två och en halv timmars resa. Den landade på ytan och skickade tillbaka de första bilderna någonsin från marken på Titan.
Mellan dem avslöjade Cassini och Huygens att Titan är täckt med organiska molekyler, i den typ av tillstånd som tros existera här på jorden för 4 miljarder år sedan. Problemet är naturligtvis att Titan är otroligt kallt. Det är så du får alla de flytande kolväten jag gick på och på.
Yttemperaturen är -179 Celsius eller -209 grader Fahrenheit. Bara för jämförelse är den kallaste temperaturen som någonsin registrerats på jorden ungefär -92 Celcius eller -133 Fahrenheit.
Den tjocka kväveatmosfären på Titan betyder att du inte skulle behöva en rymddräkt om du ville gå utanför på Titan, bara en riktigt riktigt tjock päls.
Så du har alla dessa råvaror för livet på ytan, i en ganska tjock kväveatmosfär, med flytande kolväten som fungerar som ett lösningsmedel och virvlande kemikalier runt. Det finns till och med ultraviolett strålning från solen som bryter upp kemikalier och uppmuntrar nya kemiska reaktioner med väte, metan och kväve.
Men då har du en brutalt kall miljö, helt fientlig mot livet på ytan.
Den goda nyheten är att Titan verkar ha ett flytande hav under sin isiga yta: precis som Jupiters Europa och Saturns Enceladus. Detta bekräftades av noggranna tyngdkraftsmätningar gjorda av Cassini under sina 137 flybys.
Skillnaden är att Titan har alla livets byggstenar i ytlagret, som omger havet. Se hur det här är idealiskt?
På NASA: s Jet Propulsion-laboratorium försöker en grupp forskare ta reda på hur troligt det kan vara att det finns liv i Titans hav. Mellan nu och 2023 hoppas de kunna utarbeta de förhållanden som kan göra det möjligt för organiska molekyler att röra sig från världens yta, ner i dess inre hav, den perfekta beboeliga miljön.
Insatsen kallas Målbarhet för kolvätevärldar: Titan and Beyond.
Deras första mål är att ta reda på hur organiska molekyler kan röra sig runt planeten och transporteras från atmosfären, till ytan och sedan in i underjordiska havet.
En del av detta arbete har redan gjorts med hjälp av observationer från Atacama Large Millimeter / submillimeter-arrayen i Chile för att studera Titans atmosfär och mäta dess kemiska innehåll.
Även om Cassini var mycket närmare och gjorde några av dessa iakttagelser, är ALMA faktiskt mycket mer känslig för de slags molekyler som flyter i Titans atmosfär. Observatoriet har kunnat upptäcka förändringar i nivåer i Titan eftersom metan och molekylärt kväve bryts upp av solens ultravioletta strålning.
Det är möjligt att dessa organiska molekyler kanske kan sippra ner i havet. Eller kanske de organiska molekylerna genereras inifrån Titan själv och tar sig upp och ut genom kryovolkaner på ytan.
Det är förmodligen omöjligt att direkt prova underjordiska havet inom en snar framtid, men om antydningar finns på ytan kan en uppvärmd sond som uppdraget som föreslagits för Europa smälta genom isen och nå havet. Vi har gjort ett helt avsnitt om den här idén.
Då vill de förstå om dessa hav under marken verkligen kan vara beboeliga, och om de är det, vilken slags liv kan vara där nere.
Även om det finns ett flytande hav, vet vi inte om det har tillräckligt med rätt kemikalier och energi för livet att överleva. Ett exempel på jordliv som kan peka på vägen kallas Pelobacter acetylenicus, som matas av acetylen för energi och kol. Forskarna planerar att simulera Titans miljö och se hur väl dessa bakterier kan överleva.
Slutligen, finns det något sätt för livet att transporteras tillbaka ut ur havet och ut på ytan av Titan där det kan studeras på nära håll? Även om isskalet på Titan kan vara 50-80 km tjockt kan det geologiska processer under miljoner år som leder material från havet till ytan.
För att samla in dessa uppgifter behöver du något slags robotuppdrag som kan röra sig snabbt över ytan av Titan och ta prov på olika platser för att söka bevis på liv.
Titan är helt fascinerande, och vi måste verkligen skicka ett uppdrag för att studera det mer i djupet. Och jag är glad att kunna meddela att NASA officiellt har valt en kärnbatteridriven helikopter som ska åka till Titan 2026.
Det heter Dragonfly, och du kanske känner till det redan på grund av ett samarbete jag gjorde med Everyday Astronaut förra året. NASA försökte välja mellan Dragonfly och ett kometprov återuppdrag. Även om jag önskar att båda uppdragen skulle kunna flyga, skulle detta absolut vara mitt val också.
Förhållandena på Titan är perfekta för en flygmaskin. Atmosfärisk densitet är 4 gånger högre än jorden, samtidigt som tyngdkraften är lägre. Att flyga på Titan är precis som att simma i jordens hav. Du kan binda på ett par på vingarna på dina armar och flyga runt på Titan, som jag allvarligt skulle vilja prova.
Dragonfly kommer att utrustas med en radioisotopisk termoelektrisk generator, samma typ av plutoniumbatteri som driver Mars Curiosity, Mars 2020, och många av sonderna i det yttre solsystemet. När plutoniumet avtar konverterar ett termoelement värmen till elektricitet för att driva rymdskeppet.
Och Dragonfly kommer att kunna generera tillräckligt med el med sin RTG för att flyga i den Titanian-atmosfären, vilket gör längre och längre humle på cirka 8 km åt gången. För sitt primära uppdrag förväntas det att flyga 175 kilometer, fördubbla avståndet för alla Mars-rovers tillsammans.
Uppdraget förväntas lanseras 2026, det tar cirka åtta år att komma till Titan, anländer 2034.
NASA har valt Shangri-la dynfält nära ekvatorn som landningsplats, en plats som liknar sanddynerna i Namibia. Den kommer att hoppa från region till region, snifta och ta prov, miljön runt den tills den kommer till Selk-slagkratern. Detta är en plats som tycks bevisa tidigare flytande vatten och organiska molekyler.
Detta är exakt den typen av plats där det kan finnas bevis på vatten som rymde från Titans inre till dess yta. Med andra ord, det är här vi kan finna att Titan en gång hade, eller fortfarande har, liv i sitt inre hav.
Det har funnits några andra idéer att utforska Titan, inklusive en ubåt som kan utforska kolvätesjöar, olika båtidéer och till och med en segelbåt. Vi har gjort en hel episod om andra potentiella uppdrag till Titan.
Titan. Vi kommer tillbaka till Titan, och den här gången skickar vi en helikopter för att utforska denna fascinerande värld i detalj. Samtidigt kommer astronomer och planetforskare att bygga upp saken för livet, antingen idag eller i det forntida förflutet, och hur det kan flytta från ytan till dess inre hav och vice versa. Och detta kan hjälpa oss att förstå hur livet kunde ha gått här på jorden.
Källor: NASA / JPL, NASA Astrobiology Institute
