Winners Romania
10-12 years old: Ice plumes at the south pole of Enceladus
Authors: Ana Maria Bretfelean, Maria Zuza
Tema propusă pentru cercetare detaliată este Enceladus și gheizerele sale, datorita fascinantei posibilități de a găzdui viața intr-o formă pe care am putea-o recunoaște.
Enceladus este una din lunile lui Saturn, a fost descoperită în 1789 și botezată după gigantul din mitologia greacă, Enceladus. Prima oară a fost cercetată de către Voyager în 1982, și mai apoi începând cu 2004 de către Cassini. Sonda Cassini a avut nevoie de șapte ani pentru a ajunge la Saturn, dat fiind că aceasta se află la o distanță de nouă ori mai mare decât Terra față de Soare. Pe Enceladus există formațiuni relativ calde, formate din șanțuri foarte adânci și foarte lungi (pâna la 130 km), denumite ,,Dungi de tigru’’, pline de zăpadă și aburi de apa. Enceladus este un satelit foarte mic , cu diametrul de 504 km.
Pe lângă apa descoperită, în martie 2008 Cassini a mai detectat și azot, bioxid de carbon, metan, acetilenă, precum și urme de etan, propan.
După descoperirea în 2014 de către sonda Cassini a oceanului aflat la câteva zeci de kilometri sub crusta de gheață si a faptului că există apa, hidrogen, carbon și heliu, elementele necesare vieții, precum și o sursă de energie care aruncă gheizerele până la sute de kilometri, aproape de inelele lui Saturn, inseamnă că există o foarte mare posibilitate de a găsi viață. La suprafață temperatura este de -198 °C, iar sub stratul de gheață solidă ca rocile, se află un ocean la cca. 10 kilometri adâncime. Sursa de energie care menține apa lichidă in ocean, topește și gheața de la suprafață și aruncă apa in sus producând efectul de gheizer. Ne dorim să aflăm dacă sursa de energie este un zăcământ radioactiv sau este de altă natura! Dacă nivelul radiațiilor nucleare este mare pe Enceladus, cum ar fi formele de viață dezvoltate într-un astfel de mediu?
Din cauza prezenței apei, Enceladus este susceptibil de a adăposti forme de viață.
Asta inseamnă ca poate nu suntem singuri în Sistemul Solar. Și, după ce se vor inventa tehnologiile care să facă posibilă aducerea de mostre pentru a fi analizate sau chiar deplasarea echipajelor umane pentru analiza la fața locului, există și speranța de a găsi forme de viață inteligente în oceanul lui Enceladus și chiar de a interacționa cu acestea.
Odată începută cercetarea, se va vedea dacă oceanul este format din apă sărată sau dulce, se vor studia în detaliu formele de viață găsite și apoi se vor putea studia chiar și modalitățile de adaptare a omului la mediul existent în oceanul de sub suprafața înghețată.
Oare ne vom adapta noi ?
Vom putea construi sisteme în care să putem trăi sau vom putea aduce pe Terra formele de viață găsite pe Enceladus? Rămâne de văzut, după ce o nouă misiune asemănătoare misiunii Cassini va ajunge pe Enceladus să studieze în detaliu gheizerele.
10-12 years old: The lakes of Titan
Authors: Alexandru Ilie Bumbac
Intrigat de expeditia catre Saturn, am cautat sa aflu mai multe despre misiunea spatiala Cassini Huygens si despre locurile din sistemul nostru solar investigate de aceasta, in special despre Titan si lacurile sale.
Titan, cea de a doua luna, ca dimensiuni, din sistemul nostru solar, si singura luna care poseda o atmosfera consistenta (mai groasa chiar decat atmosfera terestra), si-a dezvaluit relieful in fata camerelor sondei Huygens, aterizata pe Titan in ianuarie 2005. Marea surpriza au fost lacurile de metan si etan descoperite in preajma polilor lui Titan.
Sutele de lacuri de pe Titan (majoritatea localizate in apropierea polului Nordic) sunt pline cu metan si etan. Titan fiind o luna foarte rece (-178 grade Celsius temperatura la suprafata) e alcatuit in cea mai mare parte din gheata. La aceasta temperatura, metanul se afla in stare lichida.
Dupa parerea mea, din punct de vedere tehnic, lacurile de metan si etan de pe Titan sunt o mare descoperire pentru resursele aflate in ele. Desi o eventuala exploatare a lor poate parea o utopie, ma gandesc ca si o expeditie pe Saturn era privita, probabil, ca o utopie, acum un secol. Din punct de vedere stiintific, lacurile de metan reprezinta o si mai mare descoperire, deoarece stim despre metan ca, pe Pamant, s-a format in urma descompunerii materiei organice.
Dar cum s-a format metanul pe Titan? Intrucat originea hidrocarburilor este explicata, de obicei, fie prin descompunerea materiei organice, fie prin eruptii vulcanice, este posibil ca imensele cantitati de metan de pe Titan sa fie un indiciu al existentei unor forme de viata pe acest satelit?
Pe Titan exista un circuit al metanului (asemanator cu cel al apei, pe Pamant). Posibil ca ploi sau ninsori de metan sa fi cazut pe suprafata satelitului din norii mari identificati deasupra polilor sai, umpland lacurile. Metanul lichid din zona Ecuatorului se evaporă şi este transportat de curenţii de aer către poli, unde aerul rece condenseaza vaporii. Atunci când metanul atinge suprafaţa lunii, el dă naştere lacurilor polare.
Chiar daca cercetatorii sunt de parere ca in subsolul lui Titan exista un mare rezervor de metan, de origine geologica, ma intreb de unde provine, totusi, metanul de pe Titan?
Importanta acestei misiuni spatiale se poate rezuma in cuvintele cercetatorului Ralph Lorenz:
“…Ințelegerea chimiei într-un mediu precum cel de pe Titan va fi importantă în înțelegerea existenței și a originii vieții în Univers".
Gandindu-ma la Titan, imi pun tot felul de intrebari. Dintre toate, as vrea sa aflu raspunsul macar pentru una: oare Terra e singura planeta din Univers cu viata pe ea?
10-12 years old: The lakes of Titan
Author: Ana Liliac
Titan este cel mai mare satelit al planetei Saturn, având o accelerație gravitațională de 1,325 m/s2 și o atmosferă formată din 95% nitogen și 5% metan la nivelul solului, singurul corp în Sistemul Solar (cu excepția Pământului) care are o atmosferă cu concentrație mare de nitrogen. Densitatea satelitului este 1,89 g/cm3, echivalentul unui corp cu 60% piatră si 40% apă.
Dar ce face din Titan o ținta importantă este existența lacurilor și mărilor la suprafata, langă poli. Diferența dintre lacurile de pe Titan si lacurile de pe Pământ constă în compoziția acestora. Lacurile și mările de pe Titan sunt compuse din metan și etan lichid, prezente pe Pământ sub formă gazoasă, ele fiind de fapt echivalentul apei pe Pământ.
Măsurătorile de gravitație si investigațiile radio făcute de Cassini arata ca în adâncime se gasește apă in stare lichidă, un ocean de fapt, aflat la 55 - 80 de kilometri in adâncime.
Omul este avid de cunoaștere, și ar putea construi un laborator pe Titan, laborator care să permită cercetări amănunțite pe satelit și pe planetele din apropiere.
Ce sunt probleme ar trebui rezolvate?
• Temperatura - Titan primește doar 1%din energia solară pe care o primește Pământul și doar 10% din aceasta ajunge pe suprafață, restul de 90% este absorbit de atmosferă, rezultatul fiind temperatura de minus 180 de grade Celsius pe suprafața, condiții extreme pe care corpul uman nu le poate suporta...
• Gravitaţia - 1,325 m/s2, de șapte ori mai mică decât pe Pământ, neafectând sever corpul uman.
• Oxigenul - nu există oxigen în atmosferă, dar in adâncime, există apă care conține oxigen.
• Surse de energie: energia solară nu poate fi folosită, nu există apă la suprafața, combustibili fosili nu există.
• Apă - există in stare solidă și lichidă în adâncime.
Dar de ce avem nevoie neapărat?
Avem nevoie de energie. Dacă avem energie putem transforma apă din stare solidă în apă in stare lichidă, putem prelua oxigen din apă si putem încălzi laboratorul.
De unde putem lua energie?
Toate informațiile primite de Cassini si din alte studii arată ca metanul este prezent in lacurile de pe suprafață, lângă poli. Metanul poate fi folosit la producerea energiei.
Dacă omul poate iniția un sistem care să se autosusțină metan-apă in stare solidă-apă in stare lichidă-oxigen-energie, atunci am avea tot ce ar fi necesar pentru un laborator autonom.
Dar, pentru ca toate acestea sa fie posibile, avem nevoie de cercetari detaliate asupra lacurilor de pe Titan, să vedem dacă pot fi o posibilă sursă de energie.
10-12 years old: The hexagon at Saturn's north pole
Author: Alexia Baluta
Mama Natura poate fi neiertatoare atunci cand furtuna loveste orasul tau. Totusi, furtunile pe alte planete se joaca la alta scara. Nu trebuie sa cautam in afara sistemului nostru solar astfel de furtuni distructive.
Hexagonul lui Saturn este un nor dens in jurul polului nord al lui Saturn. El nu se misca, asa cum o fac norii obisnuiti, ci ramane permanent deasupra Polului Nord. Latura hexagonului are o lungime de circa 8,600 mile, mai mult decat diametrul Pamantului (circa 7,900 mile) si o inaltime de 60 mile.
Hexagonul se compune dintr-o multime de vanturi in partea de sus a atmosferei, care creaza forma cu sase laturi ; vitezele vanturilor depasesc 320 mile pe ora, fiind cea mai puternica furtuna din sistemul solar. Prin comparatie, uraganul Katrina, cel mai puternic inregistrat pana acum pe Pamant, a adus vanturi de 215 mile pe ora. In centrul hexagonului se poate observa un ciclon polar. Punctele din interiorul Hexagonului se rotesc in jurul centrului acestuia cu exact aceeasi viteza cu care Saturn se invarte in jurul axei sale (10 ore si 33 minute).
Hexagonul a fost descoperit de savantii NASA in 1988, in urma analizei datelor culese de sonda Voyager cand a trecut pe langa Saturn in 1980. Sonda a inregistrat in jurul Polului nord al lui Saturn, un uragan gigantic, de patru ori mai mare decat marimea Pamantului, inconjurat de vanturi ce bateau cu 220 mile pe ora. Existenta Hexagonului a fost confirmata de nava spatiala Cassini.
Polul nord a fost intunecat cand Cassini a ajuns la Saturn in iulie 2004. De abia in august 2009, soarele a luminat interiorul Hexagonului. La sfarsitul anului 2012, Cassini a inceput sa orbiteze deasupra polilor si sa transmita imagini mai bune. Intre 2012 si 2016, culoarea Hexagonului s-a schimbat, de la majoritar albastru, la auriu. O explicatie ar putea fi ca lumina soarelui creaza ceata in timp ce polul este expus luminii soarelui ca urmare a schimbarii sezonului.
Intrebarea este de cand exista acest hexagon ? Un uragan pe Pamant dureaza de obicei o saptamana, dar Hexagonul este acolo de zeci, poate de sute de ani.
De ce nu am vazut aceasta trasatura enigmatica pe alte planete facute din gaz si gheata sau macar la Polul Sud al lui Saturn ?
Saturn nici macar nu are continente si oceane care sa complice vremea, sa dea nastere unor vanturi, asa cum se nasc ele pe Pamant.
In 2010, cercetatori de la Universitatea Oxford au reprodus Hexagonul in laborator. Forme regulate similare s-au constatat atunci cand un rezervor cilindric de lichid a fost rotit cu diverse viteze, pentru a simula atmosfera planetei si au introdus un mic inel in apa, care se rotea cu o viteza mai mare ca a cilindrului. Cea mai intalnita forma a fost de hexagon, dar au fost si forme cu trei pana la opt laturi. La anumite viteze, intr-adevar, aceste turbulente se strang in zona polului nord si au o forma hexagonala.
Va veni momentul sa exploram indeaproape Saturn, poate chiar sa patrundem prin Hexagon. NASA ne va ajuta in continuare sa impingem frontierele cunoasterii.
13-15 years old: Ice plumes at the south pole of Enceladus
Authors: Medeea Nistor, Ileana OprescuNecunoasterea aduce curiozitate,iar noi am ales sa studiem acest caz, fiind un subiect nou. Aceasta documentare ne-a atras deoarece era un concept nou, ce are la baza un mister. Obiectuvul nostru este sa ne informam,dar si sa ajutam la deslusirea enigmei existentei gheizerelor.
In 2005,sonda cosmica Cassini a surprins trecand prin apropierea satelitului saturnian ca din zona polului sud al acestuia sunt aruncate in spatiu particule de gheata. In continuare, s-au obtinut mai multe fotografii ale acestor gheizere de zapada de bioxid de carbon in care sunt capturate fisuri adanci, ce au primit numele de „dungi de tigru”.
Dupa cercetari, s-a demonstrat ca acestea sunt surprinzator de calde, avand temperatura de -93 grade Celsius, ceva neobisnuit acestui astru , avand in vedere faptul ca celelalte regiuni sunt mai racoroase.Pe de alta parte, aceste gheizere nu sunt alcatuite numai din apa ci si din saruri si compusi organici,originea acestora fiind inca un mister pentru oamenii de stiinta. Frecarea dintre roci, produsa de fortele mareice, realizeaza incalzirea peretilor fisurilor, ceea ce duce la topirea ghetii, urmata de aruncarea ei in spatiu. Crapaturile sunt indeajuns de adanci incat ating un ocean cu apa lichida.
Cercetatorii au constatat ca aceste forte mareice nu pot produce cantitatea de caldura determinata prin masuratorile acestora. Reformulat, fortele de frecare dintre peretii fisurilor nu pot realiza suficienta energie termica, astfel incat sa produca jeturile de apa inghetata observata. Concluzia acestora, asa cum a fost prezentata in cadrul conferintei „Stiinta selenara si planetara”, este aceea ca salinitatea gheizerelor este apropiata de cea a oceanelor terestre, ceea ce inseamna ca sursa lor nu este in apropierea suprafetei ghetii, unde ar ingheta, ci intr-un ocean subteran. Tasniturile de pe Enceladus reprezinta cea mai accesibila sursa extraterestra de apa sarata bogata in compusi organici si cea mai accesibila zona locuibila din Sistemul Solar. Altfel spus, nu este exclus ca oceanul interior al lui Enceladus sa fie un adapost pentru viata.
Studiul acestui caz este exceptional deoarece posibilitatea existentei vietii extraterestre este incredibil de considerabila.
In primul rand, oceanul din polul sud al satelitului Enceladus poate asigura sursa de apa necesara vietii. De asemenea, sarurile si compusii organici constituie bazele indispensabile pentru a avea hrana. Caldura gasita in aceasta regiune este o alta dovada ca posibilitatea vietii extraterestre sa fie adevarata.Descoperirea vietii extraterestre ar putea aduce multe beneficii, printre care dezvoltarea tehnologiei si noi metode de a prelucra materie.
Pe de alta parte, viata nu ar fi posibila datorita conditiilor grele de viata precum lipsa soarelui ce impiedica dezvoltarea agriculturii si inexistenta resurselor naturale.Mai mult, oamenii ar putea avea reactii controversate in legatura cu vietuirea neregulata a acestor creaturi, ceea ce ar putea duce la dorinta de autoaparare.
Desi unele conditii ale gheizerelor raman inca un mister ce noi credem cu fermitate ca merita sa fie deslusit, putem afirma ca subiectul Gheizerelor de pe Enceladus este unul ce merita studiat si ce ne-a captat atentia datorita complexitatii sale
13-15 years old: The lakes of Titan
Authors: Alexandra Popoiu, Raisa Axenie
În ultimele secole, Saturn, inelele si satelitii sai i-au atras pe oamenii de stiintă ca un magnet.Titan, cea mai mare lună a sistemului prezintă cel mai mare interes, deoarece este singurul satelit care are o atmosfera densă. Aceasta atmosferă este compusă, în cea mai mare parte din nitrogen, ca si cea a Pămantului, dar este în stare de criogenare. Cercetatorii sunt de parere că moleculele organice sunt în stadiu prebiotic.
În 2004, cea mai avansată navă spatială robotică, Cassini-Huygens a început turul orbital de patru ani pentru a studia planeta Saturn si satelitii săi.
Huygens a fost parasutat pe Titan în 2005, obtinand rezulate spectaculoase, apoi au urmat misiunile Equinox(2008) si Solstice(2010) cu zeci de survolari ale planetei Titan.
Imaginile trimise în 2005 au relevat o pată ovală intunecată, cu margini asemanatoare unui tărm – un lac de hidrocarbon. A fost numit Ontario Lacus si a initiat idea că a fost o ploaie cu hidrocarburi in cea mai innorata regiune a planetei care a lasat ȋn urmă un sediment negru.
În 2005, în timp ce nu exista inca o dovada a existentei lichidului pe suprafată, radarul a arătat mai multe tipuri de canale: unele erau, in mod evident o retea de drenaj dupa ploi, altele erau lungi si adânci ca adevarate râuri.
A fost o adevarată revolutie în iulie 2007, cȃnd a aparut oportunitatea de a prelua imagini de inaltă rezolutie cu partea nordică a planetei Titan. Pana atunci , nordul fusese complet in întuneric. Imaginile conțineau o multitudine de pete bine delimitate, întunecate, de zeci de kilometri. Acestea erau cele mai intunecate structuri vazute până atunci și puteau fi ori suprafete moi ori material radar-absorbant, iar hidrocarburile lichide indeplineau ambele conditii. Deci, Titan a devenit tărâmul miilor de lacuri de hidrocarbon.
Bazinele lacustre pare că s-au format prin eroziune, tectonism si criovulcanism. Exista nori de metan si etan, iar observatile au arătat o migratie sezoniera a norilor din sud in nord. Sunt dovezi că exista furtuni ce presupun o cantitate mai mare de precipitatii decat cele terestre. Lacurile sunt localizate la poli, deoarece curentii de pe Titan transportă metanul la latitudini mari. Asimetria (nord/sud) pare a fi datorata diferentei de insorire dintre poli, deci lichidul s-a acumulat la nord. In nord, verile sunt mai lungi dar mai reci decat in sud, deci metanul este mai stabil in nord. Dar lacurile sunt in continuă schimbare din cauza fenomenului de aparitie a bulelor. A fost dovedit că lacurile pot emite bule uneori. Acest lucru se poate întâmpla cand nitrogenul se separă din solutie. Fenomenul este posibil cand lichidele bogate in metan întâlnesc lichidele bogate in etan si exista o usoara variatie de temperatura.
Deci, această misterioasă lună este ca un copil încă nenăscut care respiră lichid dar va veni momentul in care va “veni pe lume” și va respira adânc, oxigen !
De aceea, in opinia noastră, este foarte important să aflăm cat mai multe despre lacurile de pe Titan astfel încat sa putem fi prezenti atunci când “copilul se va naște” si să putem afla cum a fost planeta noastră la inceput.
13-15 years old: The hexagon at Saturn's north pole
Author: Ioan Georgescu
Saturn are un hexagon misterios la polul nord. Laturile sale sunt mai mari decât diametrul întregului Pământ. Este o formatiune de nori, cu un vârtej în interior. Polul Sud are si el unul, dar fără forma neobișnuită.
Hexagonul are același timp de rotație ca și emisiile radio ale planetei, de 10 ore, 39 minute și 24 secunde.
Una dintre teoriile cele mai credibile spune că formele hexagonale sunt create în cazul în care există un degradeu latitudinal în vânturile planetei. În condiții similare, forme poligonale regulate s-au format în laborator, dintre care cele mai multe dintre ele au fost hexagoane. Experimentele au fost create cu ajutorul lichidului, deci este posibil ca hexagonul să fi fost generat cu ajutorul acestora, de asemenea.
Vartejul din interiorul hexagonului probabil ca impiedica norii să se răspândească și determină rotirea formei. Este posibil influențată de emisiile radio ale planetei, rotind-o. Acest lucru înseamnă că afectează hexagonul în mod indirect, prin vartej.
Având în vedere cele scrise mai sus, este posibil ca hexagonul să fi fost generat astfel: un lichid sau gaz de la Polul Nord s-a evaporat, datorită unei creșteri a temperaturii, poate din cauza Soarelui, masa de gaz s-a ridicat si apoi vartejul din nord a început să ia lichidul evaporarat și a creat o formă, ca și în experimentele de laborator.
A existat, de asemenea, o schimbare de culoare a hexagonului lui Saturn (care a avut loc în 2012-2016), când Saturn si-a modificat poziția față de Soare, schimbând nuanța hexagonului dintr-una albastră într-una galbena, ceea ce înseamnă că temperatura a crescut de asemenea. Acest lucru face teoria de mai sus posibila.
Motivul pentru care nu există nici un vartej la Polul Sud se datorează probabil faptului că Polul Nord este mai bine expus la Soare decât Polul Sud sau nu a existat sursa pentru ca norul sa ia forma.
Prin urmare, consider că ar merita investigat daca a existat vreun lac la Polul Nord al lui Jupiter și sa se completeze si sa se confirme teoriile de mai sus.
16-18 years old: Ice plumes at the south pole of Enceladus
Authors: Medeea Mircea, Cristina Grigore
Originea speciilor de pe planeta noastră încă reprezintă un mister. În ciuda teoriilor oamenilor de știință, cunoștințele noastre despre formarea vieții și dezvoltarea acesteia au rămas minime. În universul atât de vast în care trăim, posibilitatea ca viața să existe în cartierul nostru cosmic merită o cercetare minuțioasă.
Locul în care ar putea exista organisme vii se află chiar în galaxia noastră, și anume pe Enceladus. Al șaselea satelit ca mărime al lui Saturn prezintă, la Polul Sud, gheizere din particule de gheață. Misiunea Cassini a reușit să recolteze mostre din gheizer și să dovedească că acestea prezintă, pe lângă apă, și alte componente chimice, cum ar fi dioxidul de carbon, gazul metan, amoniacul.
În urma acestor rezultate, a apărut firesc întrebarea de unde provine apa? Oamenii de știință n-au putut decât să presupună că sub stratul de gheață de pe suprafața satelitului există mări sau oceane cu o salinitate asemănătoare celei a mărilor și oceanelor de pe Pământ.
Însă prezența clorurii de sodiu și a apei nu sunt suficiente. În condițiile în care stratul de gheață ce îmbracă satelitul reflectă întreaga lumină primită de la Soare, iar temperatura la suprafață rămâne extrem de scăzută, ca Enceladus să fie propice vieții, trebuie să prezinte un nucleu activ ce degajă căldură. Prezența vaporilor în gheizere, viteza și distanța pe care se propagă particulele arată tocmai probabilitatea existenței căldurii.
Savanții au elaborat, de-a lungul anilor, diverse teorii în legătură cu formarea vieții pe Pământ. Viața a început în izvoarele hidrotermale din oceane sau la suprafața planetei, într-o întindere mică de apă? Un lucru este sigur, existența acidului ribonucleic, cu rol în sinteza proteinelor din toate celule vii, a fost crucială în acest proces. Oare, în mediul oferit de satelit, organismul va realiza procesele de hrănire cunoscute până acum? Ținând cont de informațiile disponibile cu privire la substanțele din gheizere, ne referim la prezența metanului și amoniacului, putem avansa, ca ipoteză, posibilitatea desfășurării procesului de chemosinteză. Validarea acestei ipoteze ne-ar permite să speculăm că viața a apărut într-un alt loc din univers și că a fost adusă atât pe satelit, cât și pe planeta noastră.
Dorind să avanseze în studiul acestui puzzle care este Enceladus, dar având la dispoziție doar datele procurate până acum de Cassini, cercetătorii sunt puși în dificultate. Deocamdată, nu este posibilă formularea vreunei concluzii. Considerăm că o misiune a sondei către prima țintă ar aduce numeroase beneficii comunității științifice precum testarea ipotezei pangenezei, a izvoarelor hidrotermale sau studiul unor ecosisteme independente de material organic.
Într-o lume pe cale să fie distrusă chiar de specia noastră, avem obligația să găsim viață în spațiul extraterestru. Această descoperire ne va revoluționa modul de a gândi, ne va deschide noi orizonturi și ne va ajuta să înțelegem procesul de adaptare la medii considerate până acum ostile. Așa cum spunea și Carl Sagan în cartea sa, Cosmos, ”Dacă noi nu vorbim în numele Pământului, cine o va face? Dacă noi nu suntem devotați supraviețuirii noastre, cine va fi?”
16-18 years old: The lakes of Titan
Authors: Maria Adelina Tabacu, Andreea Lorena Bondoc
Misiunea Cassini-Huygens pe cel mai mare satelit al lui Saturn, Titan, ne-a starnit curiozitatea deoarece existent unor lacuri in stare lichida poate fi, inevitabil, asociata cu descoperirea vietii extratereste. Inainte de aceasta misiune, cercetatorii nu aveau prea multe informatii cu privire la acest satelit din cauza atmosferei dese, bogate in azot, asa ca in anul 1997 au trimis o sonda pentru a colecta date folositoare in analizarea lui Titan.
Cassini a intocmit o harta a suprafetei satelitului, a studiat reactiile atmosferei, a descoperit lacuri formate din metan si etan aflate in stare lichida si un ocean subteran compus, cel mai probabil, din apa si amoniac.
Misiunea a inceput pe 15 octombrie 1997, cand sonda Cassini-Huygens a decolat din Cape Canaveral Air Force Station, si este inca in desfasurare, sfarsitu acesteia fiind programat pe 15 septembrie 2017. Dupa aproape 7 ani, pe 1 iulie 2004, sonda a ajuns pe orbita planetei Saturn. Pe 25 decembrie, dupa 2 zboruri complete in jurul lui Titan, sonda Huygens s-a desprins de sonda Cassini si a aterizat pe 14 ianuarie 2005. In timpul caderii sale a captat semnale radio ce au dat de inteles cercetatorilor ca exista un ocean la 55-80 kilometri de suprafata lunii.Dupa ce a analizat si Cassini suprafata, a detectat valuri mari ce au afirmat prezenta oceanului, care ar trebui sa aiba o densitate foarte ridicata, putand fi la fel de sarata ca Marea Moarta.
Dupa mai multe cautari s-au descoperit si niste lacuri, care mai tarziu s-au dovedit a fi pline cu metan si etan, doua hidrocarburi saturate. Din cauza temperaturilor foarte ridicate, lacurile se golesc si se reumple regulat, fapt care i-a dus pe cercetatori la concluzia ca exista o resursa in adancime. Aceste lacuri au fost descoperite in zona Ecuatorului, ceea ce a fost o surpriza pentru cercetatori, care pana acum au crezut ca doar la poli este posibil sa se gaseasca acumulari de materie in stare lichida. Acestia cred ca metanul se evaporasi, transportat de curentii de aer, ajunge la poli unde se condenseaza datorita aerului rece. Au reusit sa obtina imagini abia dupa 9 ani, bazate pe zborurile din 10 iulie, 26 iulie si 12 septembrie 2013, cand norii si ceata care acopereau de obicei suprafata satelitului s-au risipit.
Am ales aceasta tema deoareceTitan estesingurul locunde s-au gasit lichide, ceea ce pune in discutie posibilitatea vietii extratereste. Razelesoarelui, ajungand in atmosfera satelitului, produc ceanura de hidrogen, substanta despre care se crede ca a fost la baza aparitiei vietii pe planeta noastra, ceea ce intareste si mai mult idea noastra in legatura cu existent extraterestrilor. Credem ca esteincredibil cum lacurile se pot deplasa din zona ecuatoriala spre extremitati prin evaporare si condensare si cu cata rapiditate se creaza acestea cand metanul atinge suprafata lunii lui Saturn.
In concluzie, suntem de parere ca aceasta descoperire va avea o mare contributie in dezvoltarea stiintei si ca lumea va fi suficient de interesata de acest subiect incat sa sprijine noile cercetari.
16-18 years old: The hexagon at Saturn's north pole
Authors: Alexandru Stoica, Radu Sîrghe
În momentul în care sonda Cassini a trecut pe deasupra polului nord al planetei Saturn, aceasta a transmis către Pământ imagini cu un hexagon avănd o forma regulată, formă care ne-a atras atenția.
În opinia noastră, ținta 3 ar putea oferi importante rezultate științifice referitoare la planeta Saturn precum și la alți giganți gazoși.
Potrivit unei teorii cunoscute, un satelit natural al lui Saturn s-a spart din anumite motive fizice, cum ar fi: ciocnirea cu un asteroid, ciocnirea cu o cometă mare sau vȃntul solar crescut la polul nord. În urma acestor fenomene fizice s-au format inelele planetei. Ele reprezintă cel mai mare sistem de inele planetare din Sistemul Solar, fiind formate din particule mici, ce conțin apă înghețată cu “contaminări” de praf și de alte substanțe chimice.
Datorită cantității de apă înghețată din inele, noi credem că nucleul satelitului nu s-a spart într-o multitudine de particule, ci doar în șase bucați care au fost atrase cu o viteza mare de Saturn, în vecinatatea polului nord al planetei.
Întrucȃt la polul nord vântul solar nu este deflectat de magnetosfera planetei, particulele nucleare produc nu doar iradierea planetei pȃnă la punctul critic, ci au făcut posibil și ca dezintegrarea satelitului să se producă aici și nu în altă zonaă din vecinatatea planetei. Înclinarea cu 26 grade a planetei Saturn a crescut șansele de spargere a satelitului în partea de nord a planetei.
Cele șase bucati au căzut, formȃnd un hexagon ce a provocat furtuna hexagonală sub influența rotației planetei, furtuna fiind astfel regularizată. Așadar, forța centrifugă generată de vortex menține bucățile într-o forma hexagonală. Ipoteza aceasta explică atat viteza crescută a vântului la polul nord, dar și existența propriu-zisă a vortexului (gaura din planetă). Forța de atracție dintre cele 6 bucați a determinat o creștere a presiunii gazelor prezente pe Saturn, amplificând vântul din interiorul hexagonului. Cum presiunea din interior nu este constantă, se creeaza schimbări de culori ale hexagonului, schimbări ce apar odată cu trecerea timpului.
Conform acestei ipoteze, furtuna ar trebui să fie la fel de veche ca inelele ȋn sine, de aproximativ 100 de milioane de ani. Vortexul este astfel menținut de câmpul magnetic al planetei și va dispărea doar odata cu aceasta. Credem ca studierea țintei 3 ar putea lămuri misterul formării hexagonului și ar putea confirma ipoteza noastră, precum ar putea lămuri și mistere legate de apariția inelelor și furtunilor altor giganți gazoși.
16-18 years old: The hexagon at Saturn's north pole
Author: Robert Andrei Oprescu
Vortexul
Fenomenul de aparitie a vortexurilor se bazeaza pe diferentele de presiune dintre doua mase de fluide. Aceasta impreuna cu tendinta de echilibrare a presiunilor determina crearea de fronturi atmosferice clonice.
Cunoastem: p+ρgh+(ρv^2)/2= constant (Ecuatia lui Bernoulli)
In cazul nostru h = r, deci ecuatia devine: p+ρgr+(ρv^2)/2= constant.
Avand in vedere ca fenomenul despre care vorbim este similar cu fronturile ciclonice de pe pamant, presupunem ca se bazeaza pe acelasi proces: miscarea masei fluidului catre locul cu presiune mai scazuta, astfel incat sa se obtina un stadiu de echilbru al presiunii pe toata suprafata.
Putem observa aceasta in ecuatia lui Bernoulli:
Se iau doua puncte pe acelasi cerc a.i. , r=const =>
ρgr=const , ceea ce inseamna ca daca presiunea scade , alt termen al ecuatiei va trebui sa creasca. Acesta este viteza: daca p↓ =>v↑
Deasemenea daca viteza creste, viteza unghiulara creste, rezulta ca vorticitatea creste:
ω =∇ x v
Ce este vorticitatea? Vorticitatea ω reprezinta o cantitate vectoriala ce indica tendinta unui obiect, sau unei particule dintr-un fluid de a inainta pe o anumita axa realizand o miscare de rotatie in jurul acesteia.
Hexagonul
De ce are forma unui hexagon? In teorie forme precum acestea apar in fluide atunci cand exista o discrepanta intre doua arii de curgere. S-au realizat experimente de laborator unde aceasta idee a fost aplicata, iar cel mai des intalnita forma a fost cea de poligon cu 6 laturi, desi au existat rezultate cu 3 pana la 8 laturi.
Deasemenea, in aceasta situatie legea conservarii impulsului unghiular este satisfacuta.
Exista doua tipuri de curgere in dinamica fluidelor: curgere turbulenta si curgere laminara. Turbulenta se caracterizeaza prin schimbari haotice de presiune si viteza, in timp ce regimul laminar prezinta o curgere constanta si paralela a fluidului.
Numarul lui Reynold reprezinta valoarea ce descrie tipul curgerii. Acesta este raportul dintre produsul vitezei, lungimii si densitatii si vascozitatea dinamica a fluidului. Re = ρvL/μ.
Daca Re < 2300 – curgere laminara
Daca Re > 4000 – curgere turbulenta
In interiorul hexagonului exista curgere turbulenta, deci Re > 4000, in afara, laminara, Re < 2300, dar exista o mica zona de tranzitie intre exterior si interior care compune laturile hexagonului, iar teoria mea este ca aceasta prezinta curgere si laminara si turbulenta. Cea laminara se regaseste in partea de mijloc a laturilor in timp ce turbulenta apare la unghiuri(120° = 2.0944 rad), unde curgerea isi schimba cursul cu 60°.
In timp ce curgerea laminara prezinta ω = 0, cea turbulenta are vorticitate. Avand in vedere ca aria descrisa este o zona de tranzitie, vorticitatea este definita ca gradientul campului vectorial al vitezelor ce isi schimba coordonatele in sistem cartezian de axe o data la 13 800 km (lungimea unei laturi).
(ω) = ∇ × v =( ∂/∂x , ∂/∂y , ∂/∂z) ×(vx, vy, vz)
Foosind regula burghiului, avem 2 cazuri:
-j => miscare descendenta pe axa y.
+j => miscare ascendenta pe axa y.