h i t numer u
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-
miczną (NASA), Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i Włoską
Agencję Kosmiczną (ASI), jest badanie Saturna i jego księży-
3
ców. Jest to też jedna z ciekawszych misji, ze względu na ba-
danie Tytana, jedynego księżyca w Układzie Słonecznym,
posiadającego atmosferę.
Artystyczna wizja próbnika Huygens
po oddzieleniu się od macierzyste-
go statku Cassini.
Rys. ESA-D.DUCROS
CO ZOBACZYA

P O D R Ó Ż H U Y G E N S A
Podróż międzyplanetarna son-
dy Cassini z próbnikiem Huygens
Mo n i k a Wi t a n
HUYGENS?
trwała 7 lat, a odpowiednie przyS
-
pieszenie uzyskano między innymi
punktu widzenia europejskich dzięki dwukrotnemu wykorzystaniu
1
programów badania kosmosu pola grawitacyjnego Wenus, Ziemi
Zprojekt ten jest z wielu powo- i Jowisza. Od pax
dziernika 1997
dów przełomowy. Po raz pierwszy przemierzył on 3,5 miliarda kilomet-
statek kosmiczny zbudowany w Eu- rów. Huygens w okolicach Wenus
ropie musiał sprostać tak drastycz- musiał wytrzymać wysokie tempera-
nym warunkom. To również pier- tury, przebyć pas asteroid wokół
wszy obiekt kosmiczny, skonstruo- Marsa i Jowisza, a następnie pier-
wany przez człowieka, który wylą- S
cienie Saturna. Największym jed-
dował na księżycu planety tak od- nak wyzwaniem z technicznego
dalonej od Ziemi i jednoczeS
nie punktu widzenia było schodzenie ku
pierwsze zakończone sukcesem lą- powierzchni Tytana, który to proces
dowanie sondy europejskiej w innej zakończył się po blisko trzech tygod-
częS
ci Układu Słonecznego. Pier- niach od daty odłączenia od statku
wszy raz w historii pojazd skonstru- W tym małym czerwonym kółku wy- matki Cassini 25 grudnia. Po aerody-
owany przez człowieka wylądował 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, służą-
(2,3 mld dolarów) misja kosmiczna. cych do kontroli procesu schodzenia
ku powierzchni, sonda Huygens wy-
lądowała na księżycu. Huygens to
2
prawdziwe latające laboratorium,
przenoszące na pokładzie 6 zaawan-
sowanych instrumentów do przepro-
wadzenia wszystkich zaplanowa-
nych przez naukowców badań.
W tym samym czasie Cassini
przebywa na orbicie Saturna, reali-
zując zadania obserwacyjne i jed-
noczeS
nie retransmitując na Ziemię
dane zbierane przez sondę.
Program Cassini/Huygens
był bezprecedensowym wyzwa-
niem technicznym, w którym mu-
siano poradzić sobie z wieloma do-
tąd nierozwiązanymi problemami.
14
1
4
Naukowcy prezentują wyniki z próbnika Huygens. Fot. ESA-P. SEBIROT.
TEKST A
ATWY
MA
ODY TECHNIK
3/2005
Uczeni ekscyt uj ą si ę podobi eń st wem Tyt ana do Zi emi .
No t ak, j eś l i l ubi sz ką pi el w met ani e o t emperat urze  1 80�C,
t o na Tyt ani e bę dzi e Ci t ak dobrze, j ak na Zi emi .
L Ą D O W A N I E N A T Y T A N I E rejestrowano mgłę lub cienką pow- przewidywano z Ziemi ( 180 stop-
łokę chmur z metanu. CiS
nienie ni) - podkreS
lił dr Ziółkowski. Prof.
Manewr lądowania był bar- zmierzone w tych wysokoS
ciach Zbigniew Kłos, dyrektor Centrum Ba-
dzo ryzykowny, bo odbywał się wynosi około 500 hPa. Temperatura dań Kosmicznych (CBK) PAN, pod-
w gęstej atmosferze odległego o 1,5 zmierzona na początku opadania
mld km od Ziemi ciała niebieskiego, wynosiła -202�C, zaS
na powierz- Próbnik Huygens - dane:
w praktycznie nieznanych warun- chni -179,35�C.
Średnica - 2,7 m
kach. John Zarnecki, kierownik zes-
Waga - 320 kg
połu badającego pakiet danych na- T Y T A N -
desłanych z powierzchni Tytana, C O O N I M W I A D O M O ?
powiedział, że opadanie na spa- kreS
lał, że cała operacja była ogrom-
dochronie zajęło Huygensowi 2 go- Tytan jest jednym z najbar- nym sukcesem technologicznym.
dziny 27 minut i 50 sekund. Pod- dziej interesujących i tajemniczych Przypomniał również, że polscy nau-
czas gdy sonda Cassini pełniła rolę obiektów w Układzie Słonecznym. kowcy będą mieli dostęp do danych
stacji przekax
nikowej, kapsuła Zbadanie go ma dostarczyć infor- przesłanych przez próbnik.
próbnika zbliżała się do Tytana macji na temat początków życia.
z szybkoS
cią ok. 22 tys. km/h. Na Uważa się bowiem, że panują na C O WI D A Ć N A Z D J Ę C I A C H ?
wysokoS
ci 190 km odrzucona zosta- nim warunki podobne do tych, jakie
ła osłona termiczna, a szybkoS
ć panowały kiedyS
na Ziemi. Na razie Na zdjęciach z Tytana udo-
opadania została zmniejszona do wiadomo jedynie, iż na Tytanie jest stępnionych przez Europejską Agen-
1400 km/h przez kolejno otwierają- -180 stopni Celsjusza, atmosfera cję Kosmiczną (ESA) widać bryły lo-
ce się trzy spadochrony. Uderzenie składa się głównie z azotu. Prawdo- du, linie brzegowe, wyspy oraz
nastąpiło przy prędkoS
ci 16,25 podobnie znajdują się tam także struktury geologiczne podobne do
km/h i spowodowało bardzo krótkie oceany płynnego metanu i etanu. kanałów. Na fotografiach widoczne
przeciążenie równe 15 g. Wstrząs Tytan, który jest większy od są ciemne, wijące się linie, przypo-
spowodował wyłączenie jednego planet Merkurego i Plutona, uważa- minające kanały, które mogą ozna-
czujnika, który jednak po kilku mi- ny jest za jedyny księżyc w Ukła- czać, że na Tytanie znajdują się cie-
nutach sam wrócił do życia. Czujnik dzie Słonecznym posiadający włas- cze. Widać także otwartą przestrzeń
na spodzie próbnika zagłębił się na ną atmosferę. Składa się ona głów- usłaną skalistymi obiektami, roz-
4
360� panorama w górnej części została złożona ze zdjęć zrobionych podczas 2,5-godzinnego opadania Huygensa na
mroz
ną 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
około 15 cm w zmrożony grunt. nie z azotu i jest tak gęsta, że unie- S
wietloną powierzchnię i przyciem-
Z danych możemy wnioskować możliwia obserwacje powierzchni. nione pasma. Pierwsze ze zdjęć zo-
o właS
ciwoS
ciach gruntu na Tyta- Uczeni nie są pewni, jakie procesy stały wykonane na wysokoS
ci 16
nie. Według Zarneckiego grunt Ty- zachodzą w atmosferze i na po- km, kiedy próbnik Huygens opadał
tana ma jednolitą konsystencję wierzchni Tytana. na powierzchnię księżyca. Tego ty-
i cienką zmrożoną skorupkę na po- pu dane są wyzwaniem dla naszych
wierzchni. Jego właS
ciwoS
ci me- P O L S K I U D Z I A Ł wyobrażeń o obcych planetach jako
chaniczne są zbliżone do gliny lub statycznych rejonach. Okazuje się,
mokrego piasku. Podczas opadania Zadziałał polski czujnik tem- że są to dynamiczne i złożone miej-
z prędkoS
cią około 26 km/h, Huy- peraturowy umieszczony na próbni- sca. Próbnik Huygens zaskoczył na-
gens pobierał próbki atmosfery ku Huygens. Polski czujnik miał ukowców - był zaprojektowany do
w przedziale wysokoS
ci około 19-10 zmierzyć temperaturę oraz przewod- działania przez kilka minut po wylą-
km. Na wysokoS
ci 19,3-17,7 km za- noS
ć cieplną atmosfery i powierzchni dowaniu, tymczasem pracował co
Tytana.  Czujnik zadziałał. Zmierzo- najmniej półtorej godziny.
Ruchome ciecze na po- na na powierzchni Tytana tempera- Zdjęcia egzotycznego S
rodo-
wierzchni Tytana to naj- tura,  179 stopni z małym ułamkiem, wiska Tytana zostały nam dostar-
prawdopodobniej:
okazała się bardzo bliska tego, co czone dzięki instrumentowi, zwane-
15
1
5
a) woda
b) metan
c) ciekły azot
MA
ODY TECHNIK
3/2005
MINI QUIZ MT
CZYTAM, WI
C WIEM
h i t numer u
K S I Ę Ż Y C O W Y K R A J O B R A Z
Dane pochodzące w częS
ci
5
z GCMS (Chromatograph and Mass
Spectrometer) oraz SSP (Surface
Science Package) potwierdzają pod-
sumowanie doktora Tomasko. Dane
z Huygensa dają silne dowody na
istnienie ruchomych cieczy na po-
wierzchni Tytana. Jednakże płyn
ten zawiera raczej metan, prosty
związek organiczny, który w tempe-
raturze -170 stopni Celsjusza wy-
stępuje w postaci płynnej, niż wo-
dę, jak to ma miejsce na naszej pla-
necie. Wydaje się, że obecnie rzeki
na Tytanie są wyschnięte, ale desz-
cze prawdopodobnie zdarzały się
nie tak dawno temu.
Dane o zwalnianiu i przeni-
kaniu próbnika wskazują na to, że
materiał znajdujący się pod po-
Na czarno-białym zdjęciu pokazana jest wielkość obiektów, jakie można do- wierzchnią skorupy ma konsysten-
strzec na pierwszym kolorowym zdjęciu z powierzchni Tytana, wykonanym cję lux
nego piachu, co być może
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 płynów z wnętrza Tytana na jego
powierzchnię.
mu Descent Imager/ Spectral Ra- ziemskiej. Zdjęcia pokazały, że zło- Ciepło generowane przez
diometer (DISR), zbudowanemu żona sieć cienkich kanałów odpły- Huygensa, ogrzewając glebę pod
przez Lockheed Martin dla uniwer- wowych biegnie z jaS
niejszych re- próbnikiem, dało możliwoS
ć detek-
sytetu w Arizonie i NASA Jet Pro- gionów pagórkowatych do niż- cji przez GCMS i SSP wrzących
pulsion Laboratory (JPL). Sonda szych, bardziej płaskich i ciemniej- oparów metanu wydostających się
Cassini, wraz z próbnikiem Huy- szych regionów. Te kanały łączą się gwałtownie z powierzchni księży-
gens, została umieszczona na orbi- w system rzek, prowadzących do ca. To umocniło przekonanie nau-
cie Saturna 1 lipca 2004 roku. Zapo- jezior uwypuklających  wyspy kowców dotyczące zasadniczej roli
czątkowało to czteroletni okres ba- i  mielizny , nad wyraz podobne do metanu w meteorologii Tytana - for-
dań  Władcy PierS
cieni i jego ta- tych, jakie obserwujemy na Ziemi. mowania się chmur i opadów, które
jemniczych księżyców. powodowały erozję i żłobie-
 Obecnie jesteS
my nie powierzchni księżyca.
6
w stanie zrozumieć, co W dodatku zdjęcia po-
kształtuje krajobraz Ty- wierzchni wykonane przez
tana , stwierdził dr Mar- DISR ukazały małe otoczaki
5
tin Tomasko, kierownik w suchym korycie rzeki ( ).
badań DISR (Descent Pomiary spektrometryczne
Imager-Spectral Radio- skłaniają naukowców do
meter), dodając, że geo- twierdzenia, że w ich skład
logiczne dowody na wchodzi raczej brudna woda
opady atmosferyczne, niż krzemowe skały. Jednak-
erozję, mechaniczne że w temperaturze, jaka wy-
S
cieranie i aktywnoS
ć stępuje na Tytanie, woda przyj-
rzek potwierdzają tezę, muje postać podobną do skał.
że procesy fizyczne Gleba Tytana co naj-
kształtujące Tytana są mniej w częS
ci złożona jest
bardzo podobne do z organicznego mglistego
tych, które obserwuje- osadu. Ciemny materiał, bę-
my na Ziemi. Spektaku- dąc osadem atmosferycznym,
larne zdjęcia wykonane Zdjęcie opublikowane 17 stycznia 2005 przedstawia po- podczas opadów na Tytanie
przez DISR ujawniają, wierzchnię Tytana widzianą z sondy Huygens podczas opa- był zmywany w niższe rejony,
że Tytan ma nadzwy- dania. Jest to mozaika 30 zdjęć wykonanych na wysokości toteż na zdjęciach odnajduje-
czajnie podobną meteo- pomiędzy 8 a 13 km (na wysokości ok. 10 km latają samo- my go w korytach rzek i ka-
rologię i geologię do loty pasażerskie). Podczas fotografowania Huygens opadał nałach napływowych.
16
1
6
z prędkością 5 m/s. Pozioma składowa prędkości wynosiła
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
MA
ODY TECHNIK
3/2005
Dowody bazujące na odnale- VLBI odebrano sygna-
zionym w atmosferze argonie wska- ły bezpoS
rednio od
zują na to, że na Tytanie występo- próbnika. Sygnał ten
wała aktywnoS
ć wulkaniczna, był bardzo słaby (taki,
przy czym zamiast lawy w atmosfe- jaki emitowałby tele-
rę wyrzucana była woda z dodat- fon komórkowy z od-
kiem amoniaku. Widać zatem, że ległoS
ci 1,2 mln kilo-
podczas gdy procesy geofizyczne metrów). Dane te po-
występujące na Tytanie pozostają zwolą wypełnić luki
7
w dużej analogii do występują- w informacjach, choć
cych na Ziemi, to powiązane z nimi nie tak precyzyjnie jak
związki chemiczny są inne. Zamiast stracone pomiary dop-
płynnej wody, na Tytanie znajdu- Mozaika, wykonana z trzech zdjęć pochodzących plerowskie. Leonid
jemy płynny metan. Zamiast krze- z próbnika Huygens, przedstawia bezprecedenso- Gurvits z Joint Institu-
mowych skał, zamarzniętą wodę, we szczegóły okolicy grzbietu na powierzchni Tyta- te for Very Long Base-
a osady atmosferyczne składają się na. Wyraz
nie zarysowana jest bogato rozgałęziona line Interferometry
z cząsteczek węglowodoru. Ponad- rzeka o wielu z
ródłach. w Holandii mówi, że
to lawę ziemską zastępuje bardzo Fot.: ESA/NASA/JPL/University of Arizona na podstawie zebra-
zimny lód. nych sygnałów okreS
-
wał, że otrzymano tylko 350 obra- lono dokładnoS
ć pomiaru prędkoS
ci
S U K C E S Y I P O R A Ż K I zów zamiast planowanych 700. wiatru na 1 m/s. Wraz ze wzrostem
Przed misją zastanawiano się, naszej wiedzy o atmosferze Tytana
Prawdopodobnie w konsek- czy wszystkie dane spektrometrycz- dokładnoS
ć ta będzie poprawiana.
wencji jakiegoS
błędu popełnionego ne oraz zdjęcia skierować przez oba
przez człowieka utracono połowę kanały. W końcu zdecydowano, że W N I O S K I
zdjęć przesyłanych przez Huygensa dane spektrometryczne będą zdub-
podczas opadania. Nie należy się lowane w obu kanałach, zaS
zdjęcia Powierzchnię księżyca rzex
-
jednak tym zbytnio martwić. Pra- - podzielone między nie. Zatem róż- bią metanowe rzeki, nad morzami
wie wszystkie urządzenia Huygen- ne zdjęcia skierowano w różne syg- unoszą się mgły i szumią metano-
sa są zdublowane i otrzymaliS
my nały. W ten sposób utracono połowę we deszcze. Metan, który w postaci
350 obrazów z próbnika. informacji, jednak znaczna częS
ć te- płynnej wypełnia morza Tytana,
Zerwanie łącznoS
ci przez ka- go, co stracono w kanale A, powta- jest też, obok azotu, zasadniczym
nał A zostało spowodowane błę- rza się w kanale B. elementem atmosfery księżyca. Ina-
dem w oprogramowaniu wykona- W panoramie Tytana przesła- czej niż na Ziemi, w atmosferze Ty-
nym przez ESA. ESA bierze za to nej na Ziemię powstały luki, które tana brakuje tlenu, a obecnie na je-
całą odpowiedzialnoS
ć na siebie, dało się jednak uzupełnić danymi go powierzchni nie ma x
ródeł tego
wbrew mylącym informacjom, że z jednego tylko kanału. Także po- pierwiastka. Powierzchnia księżyca
odpowiadają za to także pozostałe miar prędkoS
ci wiatru, który był ma konsystencję mokrego piasku,
agencje biorące udział w misji. Brak skierowany wyłącznie w kanał pokrywają ją bryły lodu i kanały.
łącznoS
ci z kanałem A spowodo- A, udało się odzyskać. Dzięki inter- Wiele wskazuje na to, że pada tam
wencji 18 radio- deszcz. JeS
li nawet na Tytanie nie
teleskopów dzia- pada codziennie, musi tam wystę-
8 9
łających na co pować jakiS
rodzaj regularnych
dzień w sieci opadów.
Badania prowadzone przez
Pojedyncze zdję- próbnik trwały zaledwie kilka go-
cie z kamery dzin. Ich analizy zajmą jednak kolej-
DISR na Huygen- ne lata. Badania te mogą przynieS
ć
sie. Jasne linie to informacje na temat formowania się
prawdopodobnie Tytana i być może pozwolą powie-
miejsca, gdzie na dzieć coS
więcej na temat Ziemi
powierzchnię zo- sprzed miliardów lat.
stał wyrzucony Pisarze sciencefiction wspo-
lód wodny. Ciem- minają niekiedy o Tytanie jako miej-
ne grube linie to scu potencjalnej kolonizacji. O ile
najwyraz
niej ka- jednak na razie nie mówi się o zało-
nały utworzone gowych misjach na Tytana, to nau-
przez strumienie płynnego kowcy rozważają kolejne badania
Zdjęcie wykonane przez DISR, jeden z in- metanu. Wyklucza się raczej tego księżyca.
strumentów próbnika Huygens, przedsta- możliwość ich wyrzez
bienia  Teraz można myS
leć poważ-
wia ciemny obszar na powierzchni Tytana, przez deszcz. nie o wysłaniu na Tytana łazików -
na którym widać jasne  wyspy . Obszary Fot.: ESA/ NASA/JPL/Uni- powiedział Jean-Pierre Lebreton,
poniżej i powyżej jasnych obiektów mogą versity of Arizona kierownik misji Huygens w ESA.
17
1
7
znajdować się na różnej wysokości.
Fot.: ESA/NASA/JPL/University of Arizona
MA
ODY TECHNIK
3/2005