Titan kommer ut av tåka

Titans overflate kommer sakte men sikkert ut av skodda. Alle råbildene fra den fantastiske månelandingen er offentliggjort, og de første bildemosaikkene er satt sammen.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

Romsonden Huygens har stått helt utladet på forfrosne Titan i over fem dager nå.

Landingen er en av de virkelig store suksessene i romfartshistorien - og landingssuksessen er først og fremst europeisk, selv om Huygens satt på ryggen til NASAs Cassini helt til den ble satt av like utenfor Titan.

Dataene som Huygens sendte tilbake til jorda de få timene den var i live, er uvurderlige fra et vitenskapelig synspunkt.

Så bare skodde

Den store skuffelsen da sonden Voyager I fløy forbi i 1980, var at man ikke kunne se et eneste overflatetrekk på grunn av den tykke disen som lå rundt hele Titan og insisterte på å holde på hemmelighetene. Titan er Saturns største måne.

For å se noe som helst av Titans overflate må du bruke radar, som kan trenge gjennom skyene - eller som ESA gjorde for fem dager siden; sende ned en landingssonde.

"Dette var utsikten fra Voyager I da den fløy forbi Titan i 1980. Bildet er tatt på 4 500 000 kilometers avstand. (Foto: NASA/JPL)"
"Dette var utsikten fra Voyager I da den fløy forbi Titan i 1980. Bildet er tatt på 4 500 000 kilometers avstand. (Foto: NASA/JPL)"

Etter en reise på rundt fire milliarder kilometer gjennom solsystemet - en reise som varte i nesten sju år - møtte Huygens Titans atmosfære klokka 11:13 på fredag i forrige uke, og landet trygt på bakken klokka 14:45.

Titan ligger rundt 1,3 milliarder kilometer fra jorda.

- Jeg syns det er en fantastisk suksess, en skikkelig rombragd. De tekniske vanskelighetene man må overkomme for å få til noe slikt er jo formidable. Dette viser at romsondesystemene fungerer forbløffende bra, og gir oss en skikkelig oppmuntring, sier professor Kaare Aksnes ved Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo.

Ny giv

- Forhåpentligvis vil dette være en ny giv for utforskningen av solsystemet med romsonder. Det er også viktig for ESAs renommé, og politikernes vilje til å støtte den europeiske romfartsorganisasjonen, sier han.

En tidlig analyse tyder på at Huygens fortsatt sendte data etter tre timer på Titans overflate. Det betyr at sondens batterier i alle fall varte dobbelt så lenge som man trodde. Radioastronomer ser nå på senere opptak for å finne ut hvor lenge sonden faktisk fortsatte å sende fra overflaten.

Bildet under er en mosaikk satt sammen av 30 bilder tatt under Huygens’ landing på Titan. Bildene er tatt fra mellom 13 og åtte kilometers høyde. Det dekker et område som strekker seg 30 kilometer utover. For å finne en større versjon av bildet kan du bruke denne lenken.

"For å få en oversikt over landskapet på Titan må forskerne sette sammen bilde for bilde som i et puslespill. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"
"For å få en oversikt over landskapet på Titan må forskerne sette sammen bilde for bilde som i et puslespill. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"


 

Totalt ble 350 bilder av Titan overført til jorda fra Huygens. Sonden fotograferte med tre forskjellige kameraer. Hvert av dem så i forskjellige retninger og ga bilder med forskjellige oppløsning. Du kan se alle råfotografiene ved å følge denne lenken.

Elveleier og strandlinjer?

Siden sonden roterte under nedstigningen er det mulig å sette sammen panoramabilder på 360 grader fra ulike høyder. Bildesettene kan altså kombineres for å lage en mosaikk av fotografier av Titans overflate - litt som et puslespill.

"Hvordan er dette landskapet bygd opp? (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"
"Hvordan er dette landskapet bygd opp? (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"

- Enda er det snakk om usikre tolkninger, men noen av de lyse områdene på bildene ser nesten ut som strandlinjer, og det er tydelige spor etter elveleier. De ser ut som svarte forgreininger, nesten som blodårer. Planeten kan ha elveleier på tross av den lave temperaturen. Vann kan ha blitt presset opp på grunn av vulkanisme, på den måten at vulkanene på Titan spruter opp vann istedenfor smeltet stein som på jorda, sier Aksnes.

- Det kan også være flytende metan eller etan, to stoffer som vi vet finnes på overflaten, sier Aksnes.

Hydrokarboner

Han er formann i en komité som etter hvert skal sette navn på de forskjellige områdene på Titans overflate, kalt Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN).

- På overflaten har man også sannsynligvis fått bekreftet at det eksisterer forbindelser som kan gi opphav til veldig lavtstående hydrokarboner. Om dette er tegn på noe som kan bli til liv, er imidlertid usikkert, sier Aksnes.


 

Animasjonen viser bilder fra de tre kameraene på Huygens mens sonden daler ned gjennom Titans atmosfære. Det siste bildet er tatt etter landingen. Sekvensen starter på 152 kilometers høyde, og i starten vises bare den tåkete utsikten til en tykk sky. Ettersom sonden nærmer seg bakken, blir overflaten synlig, og på 30 kilometers høyde kommer Huygens seg helt ut av skyene. Formasjonene på bakken ser ut til å rotere fordi Huygens roterer under fallskjermen. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)

Forskerne mener at Titan minner mye om jorda før livet oppstod her nede, og astrobiologene har derfor lagt sin elsk på denne månen.

- De har nå fått målinger på stedet fra Titan, gjennom atmosfæren og på selve overflaten. Da har de mulighet til å bekrefte eller avkrefte hvorvidt det finnes hydrokarboner som kan gi mulighet for liv på veldig lang sikt, sier Aksnes.

Selv er han skeptisk til muligheten for liv på Titan.

Radiokanal konket ut

Egentlig skulle sonden sende 700 bilder tilbake til jorda. Halvparten gikk imidlertid tapt fordi bare én av de to kommunikasjonskanalene fungerte. Det har vært en del spekulasjoner i hvor feilen oppstod.

ESA har foreløpig ikke sagt noe om hvorvidt feilen oppstod i selve Huygens, eller om det ble sendt en feil kommando fra jorda slik at moderskipet Cassini bare tok imot på én kanal. Det settes ned en granskningskommisjon for å finne ut hva som gikk galt.

"Forskere fra Descent Imager/Spectral Radiometer-gruppen analyserer data fra Huygens. Fra høyre Jonathan Lunine, interdisciplinary scientist (University of Arizona), Larry Soderblom, DISR team member (USGS), Laura Ellen Dafoe, DISR team scientist (University of Arizona). Oppreist; Marty Tomasko, DISR Principal Investigator, Slyvain Doute, team scientist (Observatoire de Paris). (Foto: ESA/ESOC/University of Arizona)"
"Forskere fra Descent Imager/Spectral Radiometer-gruppen analyserer data fra Huygens. Fra høyre Jonathan Lunine, interdisciplinary scientist (University of Arizona), Larry Soderblom, DISR team member (USGS), Laura Ellen Dafoe, DISR team scientist (University of Arizona). Oppreist; Marty Tomasko, DISR Principal Investigator, Slyvain Doute, team scientist (Observatoire de Paris). (Foto: ESA/ESOC/University of Arizona)"

- Da Huygens ble konstruert, ble landingen på Titan vurdert som svært risikabel og vanskelig. Avstanden fra jorda er stor, og reisetiden var svært lang. For å sikre seg mot at svikt i enkeltkomponenter skulle få fatale følger for hele ferden, ble sonden nærmest bygd opp med to identiske deler, der alle komponenter finnes i to utgaver, skriver Torben Leifsen ved Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo, på instituttets nettsider.

350 bilder tapt

Dette gjaldt også radiosenderne og det kan altså ha vært en av disse som sviktet. Bildene gikk tapt fordi forskerne bak bildeinstrumentene prøvde å utnytte den doble linjekapasiteten til å få sendt dobbelt så mange bilder ned til jorda. Feilen gjorde også at data om vindforholdene på Titan gikk tapt, men ESA sier at de gode observasjonene gjort av Huygens av radioastronomer på jorda, vil kunne kompensere for dette.

Signalet som Huygens sendte ut var ikke kraftigere enn en mobiltelefon - altså en mobiltelefon 1,3 milliarder kilometer unna. Et nettverk av 18 radioteleskoper rundt om i verden registrerte dette signalet.

Til sammen ble mer enn 474 megabit med data ble mottatt i løpet av tre timer og 44 minutter. Bildene viser et landskap som ser ut til å være preget av erosjon med elveleier, noe som ligner kystlinjer, i tillegg til klumper av is i Huygens’ landingsområde.

Trodde det var Mars

Da de første bildene ble offentliggjort, var det flere som ble forvirret. Det lignet nemlig veldig på et gammelt bilde fra Mars.

- Under pressekonferansen fra ESA kom det plutselig opp et bilde uten at noen sa noe. Bildet var tatt på bakken, og det lignet veldig mye på Mars - et gammelt bilde fra Viking-sonden eller noe, sier seniorrådgiver Pål Brekke ved Norsk romsenter.

- Jeg tenkte at dette har vi sett før, og lurte på om noen hadde hacket seg inn og lagt ut et gammelt bilde, sier Brekke.

Atmosfæresonde

"Dette er Titan sett fra Huygens' moderskip Cassini, satt sammen av flere forskjellige bilder. (Foto: NASA/JPL/Space Science Institute)"
"Dette er Titan sett fra Huygens' moderskip Cassini, satt sammen av flere forskjellige bilder. (Foto: NASA/JPL/Space Science Institute)"

Huygens var først og fremst en atmosfæresonde, så de fleste instrumentene om bord hadde til oppgave å gjøre målinger under nedstigningen - av atmosfærens sammensetning, temperatur, trykk, skyer, vind og lyn og torden.

På forhånd ante man ingenting om hva som kom til å møte sonden på overflaten. Den var derfor bygd for å kunne flyte dersom den landet på en sjø av etan eller metan, og samtidig var den bygget til å takle en landing på land.

I utgangspunktet regnet man altså med at sonden kanskje ikke kom til å overleve selve landingen, og alle data fra selve overflaten til Titan ble derfor sett på som en ekstra bonus.

- Det virker som en veldig merkelig overflate, sier Brekke.

Skyer av metan

Det vi har fått vite om atmosfæren så langt, er at den hadde en ganske jevn blanding av metan og nitrogen i stratosfæren. Konsentrasjonen av metan økte hele veien ned mot overflaten. Sonden målte et belte med ekstra tykk konsentrasjon av metan rundt 20 kilometer over bakken, og dette blir beskrevet som et lag med metanskyer.

Nærmere overflaten ble det registrert skodde av metan eller etan. Den typiske vindhastigheten i 10-20 kilometers høyde var sju meter i sekundet.

Signalet fra romsonden, som altså ble overvåket av 18 radioteleskoper på bakken, vil gjøre det mulig for forskerne å rekonstruere sondens bane og landingsområde innenfor 1 kilometer, og i tillegg gi flere data om vindforholdene.

Crème brulé

Aerosoler ble også samlet inn og analysert om bord i mellom 125 og 20 kilometers høyde. Lyd ble tatt opp under nedstigningen for å registrere mulig torden fra lyn. Opptaket gir et inntrykk av hvordan det ville høres ut dersom du satt på med sonden nedover i titanatmosfæren. Du kan selv høre lyden ved å bruke denne lenken.

I det sonden landet på bakken satte flere instrumenter i gang med å måle overflatens struktur. Et såkalt penetrometer - et lite spisst instrument som måler motstanden i overflatematerialet) trengte 15 centimeter ned i bakken. Dataene viser at det først trengte gjennom en tynn skorpe, og deretter ned i et materiale med en konsistens som ligner våt sand eller leire.

- Vi tror det vi ser er et materiale som kan ha en tynn skorpe etterfulgt av en region med ganske enhetlig konsistens. Den nærmeste analogen jeg kan gi dere - uten å antyde at det er disse materialene vi har landet på, men at den mekaniske konsistensen ligner - er våt sand eller leire, sa John Zarnecki, sjefsforsker for instrumentene som gjorde målinger på overflaten.

Han sammenlignet det med å lande på crème brulé.

Vann-is og hydrokarbon-is

Sammensetningen av overflatematerialet er hovedsakelig en blanding av skitten vann-is og hydrokarbon-is, noe som gjør at overflaten er mørkere enn man forventet. Temperaturen som ble målt på bakken var minus 179 grader celsius.

Selv om landingen skjedde for fem dager siden, er det fortsatt meget hektisk aktivitet hos ESAs European Space Operations Centre i Darmstadt i Tyskland. Mens Huygens har startet sin endelige hvile i det frosne landskapet på Titan, har prosjektets forskere her nede på jorda tatt liten tid til å spise og sove.

"Den hvite sirkelen viser det som sannsynligvis er landingsområdet til Huygens. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"
"Den hvite sirkelen viser det som sannsynligvis er landingsområdet til Huygens. (Foto: ESA/NASA/JPL/University of Arizona)"

De har behandlet og analysert data - og det er nok data til å holde dem opptatt i måneder og år. Nedstigningsprofilen er for eksempel viktig å få klarlagt, siden den gir en viktig kobling mellom målingene gjort av instrumentene om bord og moderskipet Cassini.

Nedstigningsbanen er også nødvendig for å forstå hvor Huygens landet, og viktig for fremtidige landinger på andre planeter eller måner.

- Minner om Giotto

- Suksessen med Huygens minner mye om suksessen med sonden Giotto i 1986, som tok bilder av Halleys komet. Den gangen var ESA de første til å ta nærbilder av en kometkjerne. Nå er de først ute med bilder av en annen måneoverflate tatt fra et landingsfartøy, sier Aksnes.

På fredag holder ESA en ny pressekonferanse, hvor forskerne skal presentere en enda bedre utsikt til den frosne og fremmede månen Titan.

Lenker:

ESA: Cassini-Huygens
NASA: Cassini-Huygens

Powered by Labrador CMS