Среди всех космических аппаратов, которые проектировались для исследования Солнечной системы, этот может быть самым крутым. Это не посадочный модуль и не марсоход, а подводная лодка — транспортное средство с мгновенно узнаваемой формой торпеды. Но в отличие от любой другой подводной лодки, эта версия предназначена для исследования глубин внеземных морей: метановых морей Титана, спутника Сатурна.
Титан — самый большой спутник Сатурна и единственное место в Солнечной системе с большим количеством жидких водоемов на поверхности. Только если моря Земли наполнены водой, моря Титана наполнены смесью метана и этана — на более теплой Земле они обычно в форме газа. Но на Титане холодно — порядка -180 градусов по Цельсию — и эти компоненты присутствуют в форме жидкости, образуя влажные условия, которые могут — пока только могут — приютить жизнь.
Ведущими кандидатами на вместилища жизни считают несколько десятков морей и озер Титана, среди которых крупнейшее — море Кракена. Никто не знает, насколько оно глубокое, но, по всей видимости, в несколько сотен метров и 400 000 кв. км площадью — более чем в десять раз больше озера Байкал. Вот туда-то ученые и хотят отправить субмарину.
Очень маловероятно, что мы найдем чужую рыбу, плавающую в море Кракена. Но там могут быть микроорганизмы. В поисках местного населения, подводная лодка должна будет погрузиться в неизведанные воды (или, если точнее, метаны), исследуя инопланетный мир.
Первым и единственным космическим аппаратом, который приземлился на Титан, был европейский зонд «Гюйгенс», который во время спуска в 2005 году собрал данные об атмосфере и облаках. Он также сделал первые снимки поверхности. На протяжении более десяти лет космический аппарат «Кассини» изучал систему Сатурна и Титана, зондируя его моря радаром и собирая основные данные о жидкостях на поверхности. Но их глубины остались неисследованными.
«Мы не знаем, что еще там есть, — говорит Стив Олсон, инженер в исследовательском центре Гленна при NASA, ведущий дизайнер подводной лодки. — Мы могли бы отправить лодку, но думаем о том, как люди когда-то исследовали наши океаны. Они понятия не имели, что прячется под их поверхностью».
Подводная лодка пока всего лишь концепция. В прошлом году ученые завершили первый этап проектирования пока лишь чернового варианта такого транспорта. Пока они придумали шестиметровое судно, которое потратит 90 дней и пройдет 3000 километров по морю Кракена, двигаясь при средней скорости в 1 км/ч. Возможность пройти огромное расстояние и покрыть множество мест — большое преимущество подводной лодки. Марсоход «Оппортьюнити», к примеру, прошел меньше 45 километров — и проработал 12 лет.
Подлодка могла бы исследовать отложения, которые обосновались на морском дне, и то, как меняется химия моря с изменением глубины. Она могла бы исследовать погоду и береговые линии в поисках изменений уровня моря и подсказок об истории климата Титана. Исследовала бы химию и геологию мира, который в некотором смысле больше похож на Землю, чем любое другое место в Солнечной системе.
Титан и Земля являются единственными мирами в Солнечной системе, на которых идут дожди (правда, на Титане проливается метан), наполняющие озера и моря на поверхности, соединенные с реками и притоками. В отличие от тонкой атмосферы Марса или толстой атмосферы Венеры, атмосферное давление на Титана всего в полтора раза больше, чем на Земле на уровне моря.
«Оно примерно такое же, как на дне бассейна, — говорит Ральф Лоренц, планетолог Университета Джона Хопкинса и ведущий ученый проекта. — В принципе, человек мог бы ходить по поверхности Титана в очень толстой куртке и с кислородной маской».
Особенно интересно то, что находится внизу. Насколько нам известно, для нашей жизни необходима жидкая вода, и ученые думают, что некоторая форма жидкости — хотя бы жидкий метан — принципиально необходима, чтобы жизнь вообще появилась.
«А вот получится или нет, это одна из проблем, в решении которой не поможет никакое мышление или теория, — говорит Джейсон Барнс, планетолог Университета штата Айдахо, не принимающий участия в проекте с подлодкой Титана. — Нам нужно пойти туда, сделать измерения и провести эксперименты».
Один из способов заключается в поиске подтверждающих жизнь химических паттернов. К примеру, молекулярные строительные блоки белков — аминокислоты — имеют структуры, которые могут быть зеркальным отображением друг друга. Аминокислота может быть правшой или левшой, как говорит Лоренц, и та, что связана с жизнью на Земле, вся правша. Существует гипотеза, что любые организмы на Титане могли бы выработать один или другой тип аминокислот и обнаружение таких аминокислот могло бы указать на жизнь.
По плану, подводная лодка будет исследовать Титан в одиночку. Но ученые также допускают возможность отправки орбитального аппарата для передачи данных и сообщений обратно на Землю. Ученым также нужно конкретизировать, как подлодка доберется до места назначения. На данный момент они видят отправку подлодки на борту миниатюрного космического шаттла вроде космического самолета Boeing X-37. Атмосфера Титана достаточно плотная, чтобы аппарат мог спуститься прямо к морю Кракена. Затем он выпустит судно.
Остаются и технические проблемы. К примеру, азот растворен в море, как диоксид углерода в банке газировки. Имеются опасения, что тепло от РИТЭГ подводной лодки приведет к тому, что азот будет шипеть. «Даже немного пузырьков может накопиться и помешать нашей науке», говорит Олсон.
Впрочем, у нас еще много времени, чтобы все выяснить. Если концепция подводной лодки получит право на жизнь, она отправится на Титан не раньше 2040 года и поплывет по морю Кракена не раньше середины 2040-х годов. Вот тогда можно будет расправить парус.