Wielki podziemny ocean na Tytanie to mit? W rzeczywistości jest to co najwyżej ocean błota

Od kilkunastu lat naukowcy uważali, że pod powierzchnią Tytana, największego księżyca Saturna, może znajdować się ocean wody. Najnowsze badania sugerują, że może to być raczej ocean błota – informują NASA oraz Uniwersytet Waszyngtoński.

Wielki podziemny ocean na Tytanie

.Nowe wyniki badań na temat Tytana opublikowano w „Nature”. Przeanalizowano w nich archiwalne dane przy pomocy nowych technik. Jednym z głównych odkryć z misji sondy Cassini, ogłoszonym w 2008 roku, było ustalenie, że największy księżyca Saturna, czyli Tytan, posiada podpowierzchniowy ocean. Ustalono to na podstawie analiz częstotliwości radiowych w komunikacji pomiędzy sondą Cassini a naziemnymi stacjami NASA Deep Space Network.

Gdy masa wewnątrz księżyca nie jest rozmieszczona jednorodnie, jego pole grawitacyjne zmienia się na trasie przelotu sondy, co powoduje, że sonda nieco przyspiesza lub zwalnia. To z kolei wpływa na częstotliwość fal radiowych nadawanych i odbieranych przez sondę, na skutek tzw. efektu Dopplera. Analiza tych zmian pozwala na wysnuwanie wniosków na temat pola grawitacyjnego i jego kształtu.

Co więcej, potężne oddziaływanie grawitacyjne od Saturna powoduje odkształcenie Tytana. Tworzy się wybrzuszenie po stronie skierowanej do planety, tzw. wybrzuszenie pływowe (a dodatkowo też po przeciwnej stronie). Tego rodzaju efekty możemy obserwować też na Ziemi, na przykład w formie pływów morskich na skutek oddziaływania Księżyca na naszą planetę. Co więcej, orbita Tytana jest eliptyczna, czyli odbiega od okręgu. W pewnych momentach księżyc ten znajduje się nieco bliżej Saturna, a w innych nieco dalej, zmienia się wiec też nieco siła oddziaływania pływowego. Wszystko to powoduje wytwarzanie energii, która jest tracona (rozpraszana) w postaci wewnętrznego ciepła.

Ocean błota na Tytanie

.Gdy przeanalizowano dane komunikacji radiowej z 10 bliskich przelotów sondy Cassini koło Tytana, okazało się, że księżyc odkształca się w takim stopniu, iż musi mieć ciekłe wnętrze, ponieważ wnętrze stałe uginałoby się zdecydowanie mniej (można to porównać na przykład do uginania balona z wodą oraz kuli bilardowej).

Dane archiwalne zbadano teraz jednak ponownie i znaleziono inne wytłumaczenie: wnętrze może składać się z warstw zmieszanego lodu i wody, co również pozwalałoby księżycowi na odkształcanie się. W takim przypadku występowałoby kilkugodzinne opóźnienie pomiędzy oddziaływaniem pływowym Saturna, a pojawieniem się oznak odkształcenia na Tytanie. Pasuje to zaobserwowanego 15-godzinnego opóźnienia zmian kształtu Tytana w stosunku do maksimum oddziaływania pływowego.

Zespół, którym kierował dr Flavio Petricca z Jet Propulsion Laboratory, zastosował nową technikę analizy danych przesunięcia dopplerowskiego, która pozwoliła zmniejszyć szum w danych. Dzięki temu dostrzeżono oznaki silnej utraty energii wewnątrz Tytana, silniejszej niż zakładano dotychczas. Interpretacja wskazuje, że pochodzi to od warstw błota pośniegowego, przykrytych grubą warstwą lodu. Jako przykład porównawczy naukowcy wskazują też arktyczny lód morski albo warstwy wodonośne na Ziemi.

Pod powierzchnią Tytana kryje się życie?

.Opierając na nowym modelu wnętrza Tytana naukowcy wskazują, że pod jego powierzchnią ciekła woda występuje jedynie w formie kieszeni wody roztopowej. Kieszenie wodne są ogrzewane przez rozpraszanie energii pływowej i powoli przemieszczają się w kierunku warstw lodu na powierzchni. To całkiem obiecujące dla możliwości powstawania życia, bowiem mamy do czynienia ze środowiskiem wzbogaconym cząsteczkami organicznymi spod powierzchni oraz od uderzeń meteorytów. Brak podpowierzchniowego oceanu nie wyklucza więc możliwości wykształcenia się jakichś form życia.

Dr Flavio Petricca wyjaśnia, że wykonane symulacje wskazują na istnienie kieszeni ciekłej wody o temperaturze 20 stopni Celsjusza, które przenoszą składniki od skał w jądrze księżyca, poprzez błotniste warstwy lodu będącego pod wielkim ciśnieniem, aż do stałej lodowej powierzchni. Być może hipotezę tę sprawdzi kolejna misja bezzałogowa do Saturna. NASA szykuje misję Dragonfly, która ma wystartować nie wcześniej niż w 2028 roku. Powierzchnię Tytana będzie badać śmigłowiec (Tytan posiada atmosferę) oraz sejsmometr.

Dodajmy, że na powierzchni Tytana występują jeziora z ciekłego metanu, co zostało zbadane w ramach misji sondy Cassini i jej lądownika Huygens. Misja bezzałogowej sondy Cassini była prowadzona w latach 1997-2017 przez NASA, wspólnie z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) i Włoską Agencją Kosmiczną (ISA).

Kosmos jest dziś domeną intensywnej współpracy

.Polska gospodarka kosmiczna w przeciągu ostatnich lat coraz bardziej się rozwija. Polska Agencja Kosmiczna jest liderem w tym rozwoju. Przyszłość pokaże, jakie osiągnięcia staną się jeszcze ich udziałem. O polskiej eksploracji kosmosu pisze na łamach Wszystko co Najważniejsze prof. Grzegorz WROCHNA, polski fizyk, profesor nauk fizycznych. W latach 2011−2015 dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych, w latach 2019–2021 podsekretarz stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Od 2021 prezes Polskiej Agencji Kosmicznej.

Jak zaznacza ekspert, produkty i usługi wykorzystujące technologie kosmiczne to dzisiaj rynek szacowany na 350–450 mld euro. Nie ma więc cienia przesady w nazywaniu tego rynku nową gałęzią gospodarki – gospodarką kosmiczną. Co więcej, jest to chyba najbardziej dynamicznie rozwijająca się gałąź światowej gospodarki, odnotowująca rokrocznie dwucyfrowe wzrosty. Tylko w latach 2020–2022 przychody branży kosmicznej wzrosły o 20 proc., a zgodnie z przewidywaniami analityków do 2040 r. osiągną 1 bln dolarów. Obserwując tę dynamikę, można zadać pytanie, czy Polska jest krajem na tyle nowoczesnym i silnym gospodarczo, by zapewnić sobie dostęp do tych zdobyczy technologicznych i być istotnym graczem na międzynarodowych rynkach.

„Tradycje mamy znakomite i bynajmniej nie tylko w dziedzinie fantastyki naukowej – choć Lem i Żuławski zainspirowali niejednego przedsiębiorcę swoimi wizjami. Pierwszy polski instrument badawczy poleciał w kosmos już 50 lat temu, w 500-lecie urodzin Kopernika. W ramach programu „Interkosmos” budowaliśmy zaawansowaną w owych czasach aparaturę i wysłaliśmy pierwszego Polaka na orbitę. Mirosław Hermaszewski przez całe 45 lat po swoim locie wspierał inicjatywy kosmiczne i inspirował kolejne pokolenie, spotykając się z młodymi ludźmi” – pisze autor artykułu. 

Jego zdaniem nowoczesna era polskiego kosmosu zaczęła się w 2012 roku wejściem naszego kraju do Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency – ESA). Celem tej organizacji jest rozwijanie technologii w krajach członkowskich poprzez realizację wspólnych programów. ESA będzie realizować te programy, które zebrały odpowiednie finansowanie. Reguła zwrotu geograficznego zapewnia, że większość zadeklarowanej kwoty wraca do kraju w postaci zamówień na elementy niezbędne do realizacji danego programu. Mamy więc gwarancję, że wpłacone pieniądze nie tylko odzyskamy, ale dzięki nim zdobędziemy dostęp do najnowocześniejszych europejskich technologii i rozwiniemy swoje własne.

Dodaje też, że Polska uczestniczy obecnie w 11 z 24 misji ESA, których celem jest eksploracja Księżyca, Słońca i planet Układu Słonecznego wraz z ich księżycami, a także badanie odległego Wszechświata. W bazie danych ESA zarejestrowanych jest ponad 400 firm, z czego ponad 150 otrzymało już kontrakty. Te duże liczby cieszą, ale zarazem stanowią wyzwanie, bo nasz sektor kosmiczny składa się głównie z małych i średnich przedsiębiorstw oraz instytucji naukowych. Niełatwo jest im stawić czoła wielkim czempionom obecnym na rynku kosmicznym już od kilku dekad. 

„POLSA, powołana w 2014 roku, jest stosunkowo młodą agencją, jeśli porównać ją z np. z NASA utworzoną w roku 1958. Nie jest jednak naszym celem „doganianie” znacznie bardziej doświadczonych agencji. Zamiast gonić i zawsze pozostawać w tyle, lepiej przeskoczyć do przyszłości, pomijając niektóre etapy, jak to się udało Polsce w bankowości czy technologiach informatycznych. Ten nowy etap, nazywany czasem „New Space” albo „Space 4.0”, charakteryzuje się wejściem na rynek firm prywatnych, szybszą budową tańszych satelitów, gwałtownym rozwojem rynku rozmaitych zastosowań” – pisze prof. Grzegorz WROCHNA.

Dla młodych czy niezbyt dużych firm trudną do pokonania barierą jest przepaść między opracowaniem nowej technologii a wdrożeniem jej do konkretnych produktów czy usług rynkowych. Autor przypomina, że to właśnie tu z pomocą przychodzi ESA, tworząc most nad tą „doliną śmierci”. Jest to możliwe, gdyż ESA wykorzystuje pieniądze publiczne, kierowane przez państwa członkowskie do interesujących je obszarów, ale wydaje je na zasadzie komercyjnych zamówień, gdzie firma musi wygrać przetarg i dostarczyć działający produkt. Co więcej, nie jest pozostawiona sama sobie, tylko może liczyć na wsparcie ekspertów ESA i dojrzalszych partnerów. Nie dziwi więc, że na 17 mld euro, zebranych przez ESA na lata 2022–25, 9 mld pochodzi z Francji, która postrzega współpracę z ESA jako najlepszy model rozwijania swojej gospodarki wysokich technologii.

.„Polska zwiększyła swój wkład o 295 mln euro oraz zadeklarowała dodatkowe środki na dostęp do badań na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS. To gigantyczne laboratorium kosmiczne umożliwia prowadzenie badań i rozwijanie technologii w warunkach, jakich nie sposób osiągnąć na Ziemi: stan nieważkości, a w otwartej części wysoka próżnia, silne promieniowanie, ogromne różnice temperatur. Testowanie aparatury do satelitów użytkowych, badania podstawowych praw fizyki, eksperymenty z różnymi technologiami materiałowymi, elektronicznymi itp., badania biotechnologiczne, biologiczne i medyczne – to wszystko dziedziny z pierwszej linii frontu rozwoju nauki i technologii” – podsumowuje profesor.

LINK DO TEKSTU: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-grzegorz-wrochna-polska-gospodarka-kosmiczna/

PAP/MJ