شبیه سازی دریاهای قمر تیتان برای آزمایش زیردریایی فضایی ناسا

گروهی از محققان، دریای گاز طبیعی مایع را برای کمک به ساخت زیردریایی فضایی ناسا شبیه سازی کردند. این زیردریایی فضایی برای انجام تحقیقات در دریاهای خارق العاده‌ای که در سطح بزرگترین قمر سیاره زحل وجود دارند، ساخته می‌شود.

وقتی در مورد مکان‌هایی در منظومه شمسی که ممکن است حیات در آن‌ها پیدا شود، فکر می‌کنیم، اولین مکانی که به ذهن خطور می‌کند، مریخ است. بعد از آن شاید نپتون، زحل و قمرهای سیارات دیگر هستند که به نظر می‌رسد امکان حیات در آن‌ها باشد.

اما زحل قمری به نام تیتان دارد که پر از دریا و دریاچه است و احتمالا جایی که آب وجود دارد، امکان حیات هم بیشتر است. تیتان تنها مکان در منظومه شمسی ما است که به لطف اطلاعات فضاپیمای کاسینی، مایعات سطحی در آن یافت شده است. برای همین است که ناسا فکر می‌کند که این قمر، یک مکان عالی برای جستجوی زندگی فرازمینی است.

با اینکه این مشاهدات امیدوارکننده به نظر می‌رسد اما برخی شرایط، برای سفر به تیتان و کشف حیات در آنجا مناسب نیستند. برای مثال، رودخانه‌ها و دریاچه‌های سطح تیتان، مخلوطی کشنده از متان و اتان است و این چیزی نیست که ما برای رفتن به آنجا می‌خواهیم (یا حداقل بدون تجهیزات مناسب).

اما ممکن است ناسا این کار را انجام دهد. این سازمان در نظر دارد که در سال 2025 یک سفینه را در فاصله 1.4 میلیارد کیلومتری (886 میلیون مایل) از زمین به تیتان بفرستد و در نتیجه به یک زیردریایی فضایی احتیاج دارد تا آن را در دریاهای سمی آنجا شناور کند.

محققان دانشگاه ایالت واشنگتن به ناسا کمک می‌کنند تا این دریاهای ناشناخته را بررسی کنند. این تیم تحقیقاتی اعلام کرد که دریاهای هیدروکربنی تیتان را در یک محفظه آزمایشگاهی در اینجا و روی زمین شبیه سازی می‌کند. در داخل اتاق فوق العاده سرد، باران و برف متان-اتان وجود دارد که محققان از طریق یک دوربین کوچک آن را مشاهده خواهند کرد. آن‌ها امیدوارند که این فیلم، اطلاعات کافی برای تکمیل ساخت یک زیردریایی فضایی مستقل که بتواند در سطح سیال این قمر حرکت کند را فراهم کند.

اما مطمئنا ایجاد یک سازه که بتواند محیط خشن تیتان را تحمل کند، خواسته کوچکی نیست و مجموعه ای از موانع وجود دارد که محققان باید بر آن‌ها غلبه کنند. این‌ها چند نمونه از این موانع هستند:

هوای تیتان سرد است.

بسیار بسیار سرد، به طوری که دمای مایع متان چیزی حدود 179- درجه سانتی گراد (290- درجه فارنهایت) است. بر خلاف زمین که رودخانه‌ها به وسیله سنگ و گدازه شکل می‌گیرند، آب تیتان آنقدر سرد است که سطح خودش را تغییر می‌دهد و سطح دریاها با گاز طبیعی مایع پر می‌شود.

اما خبر خوبی هم وجود دارد:

تیم دانشگاه ایالت واشنگتن دریافتند که با توجه به مقدار کم نیتروژن، دریاهای متان در دماهای پایین تر از آب در حدود 198- درجه سانتی گراد (324- درجه فارنهایت) یخ می‌زنند. یان ریچاردسون، دانشجوی سابق کارشناسی دانشکده مهندسی مکانیک و مواد در این دانشگاه، در مصاحبه ای گفت: این خیلی خوب است و به این معنی است که دیگر لازم نیست نگران توده‌های بزرگ یخ باشید.

پس به نظر می‌رسد که واقعه تایتانیک روی قمر تیتان تکرار نخواهد شد.

گرمای تایتان یک مشکل واقعی است.

تیم تحقیقات، برای بررسی تاثیر تولید گرما در اقیانوس‌های مایع تیتان، یک بخاری دو اینچی را در محفظه آزمایش شبیه سازی دریاهای تیتان قرار داد. اگر این زیردریایی بیش از حد گرم شود، حباب‌های نیتروژن تشکیل می‌شود که مسیر زیردریایی را بر روی تیتان بر هم می‌زند و ممکن است که زیردریایی واژگون یا غرق شود. بنابراین دانشمندان می‌خواهند یک سیستم بالستیک ایجاد کنند که با واکنش سریع باعث پایداری زیردریایی شود.

عکس بی عکس

شاید برای شما اتفاق افتاده باشد: شما با یک تلفن همراه که باتری آن کاملا شارژ است در دامنه‌ها در حال اسکی سواری هستید. ناگهان باتری آیفون شما خاموش می‌شود. حالا یک دوربین را در دمای 179- درجه سانتیگراد تصور کنید. در محفظه آزمایش، محققان موفق شدند تا از باران و برف ساخته شده از اتان و متان با استفاده از یک بروسکوپ (یک لوله سخت و مقاوم که در یک طرف دارای چشمی است) و دوربین که می‌تواند در این دماهای شدید مقاومت کند، فیلم بگیرند. اما بازسازی این نتایج در تیتان تضمین نشده است.

تیم تحقیق چالش‌های زیادی را پیش روی خود دارد. اگر زیردریایی فضایی به زیر سطح برود، ارتباط با آن تقریبا غیرممکن است. زمانبندی درست برای سفر به تیتان بدون منحرف شدن یا سوختن در جو این قمر و فرود موفق فضاپیما بدون آسیب دیدن زیردریایی فضایی، هر کدام به تنهایی کار بزرگی خواهد بود. در ضمن مشکلات غیر مترقبه و نامعلوم یک سفر واقعی را هم به این سفر فرضی بیفزایید.

به هر حال اگر موجوداتی در تیتان وجود داشته باشند، امیدواریم که بزودی ببینیمشان.