Введение

Titan. Двадцать второй по расстоянию спутник Сатурна. Титан — крупнейший спутник Сатурна, второй по величине спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера Ганимеда) Название "Титан" для спутника предложил Джон Гершель в 1847 году. Титан был обнаружен голландским ученым Христианом Гюйгенсом (Christiaan Huygens) 25 марта 1655 и был первым спутником, который был найден при помощи телескопа после четырех галилевых спутников Юпитера.

Физ хар-ки и т.п.

Диаметр Титана — 5152 км, это на 50 % больше, чем у Луны, при этом Титан на 80 % превосходит спутник Земли по массе. Его диаметр составляет 5 150 км (диаметр Марса - 6 780 км); еще около 400 км приходится на атмосферу. Титан также превосходит размерами планету Меркурий, хотя и уступает ему по массе. Сила тяжести на нём составляет приблизительно одну седьмую земной. Масса Титана составляет 95 % массы всех спутников Сатурна.

Титан находится на расстоянии 1 млрд. 427 млн. км от Солнца - в 9,5 раз дальше, чем Земля, и 1 млн. 222 тыс. км от Сатурна. Плотность Титана - около 1,9 г/см3 (5.52 на Земле), а его масса в 45 раз меньше массы Земли.  Титан - самое плотное тело среди всех спутников Сатурна. А масса крупнейшей луны больше других спутников Сатурна вместе взятых. На долю Титана приходится более 95 % массы всех спутников Сатурна. Плотность и массаТитана 1880  кг/м³ и 1,35×10²³ кг  схожа со спутниками Юпитера — Ганимедом (1936  кг/м³, 1,48×10²³ кг) и Каллисто (1834  кг/м³, 1,08×10²³кг ).

Полный оборот спутник совершает почти за 16 земных суток, а точнее за 15 дней 22 часа и 41 минуту со средней скоростью 5,57 км/с. Это в 5,5 раз быстрее вращения Луны вокруг Земли. Как Луна и многие другие спутники планет в Солнечной системе, Титан имеет синхронное вращение относительно планеты, ставшее результатом действия приливных сил. Это означает, что периоды вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Сатурна совпадают, и спутник повёрнут к планете всегда одной и той же стороной. На Титане, как и на Земле, присутствует смена времен года, поскольку ось вращения Сатурна наклонена относительно его экватора на 26,73°. Тем не менее планета настолько отдалена отСолнца (1,43 млрд км), что такие климатические сезоны длятся по 7,5 лет каждый. Т.е Зима, Весна, Лето и Осень  на Сатурне и его спутниках, в том числе и Титане, чередуются каждые 30 лет - именно столько времени необходимо Сатурианской системе чтобы полностью обернуться вокруг Солнца.

До сих пор окончательно не решён вопрос о том, сформировался ли Титан из пылевого облака, общего с Сатурном, или сформировался отдельно и впоследствии был захвачен гравитацией планеты. Последняя теория позволяет объяснить такое неравномерное распределение массы среди спутников

Атмосфера

Титан обладает обширной атмосферой более 400 км в толщину. Основной атмосферной составляющей на Титане является молекулярный азот (более 95%). Количество метана меняется от 2,7% на высоте 1174 км до 1,6% в стратосфере, а у поверхности достигает 4,9%. Кроме азота и метана, атмосфера содержит аргон-40 (43 молекулы на миллион), углекислый газ (345 молекул на миллион) и продукты фотолиза метана: этан, ацетилен, бензол, дициан С2N2 и молекулярный водород. В момент посадки зонда Гюйгенс на поверхность Титана "метановая влажность" у поверхности составила 50%, на высоте 8 км она достигла 100%.Титан является единственным спутником в Солнечной системе, поверхность которого невозможно наблюдать в оптическом диапазоне.

Атмосфера Титана имеет среднюю массу 4,8×10²⁰ кг, что почти в 100 раз тяжелее Земного воздуха (5,2×10¹⁸ кг). Тем не менее из-за слабой гравитации, ускорение свободного падения на спутнике составляет всего 1,35 м/с² - 7,3 раза слабее чем Земное притяжение, и поэтому, по мере, спуска давления у поверхности Титана поднимается лишь до 146,7 кПа (всего в 1,5 раза больше земной атмосферы ). Атмосфера Титана во многом схожа с Земной. Ее нижние слои также подразделяется на тропосферу и стратосферу. В тропосфере температура с высотой падает,  с —179 °C на поверхности и  до —203 °C на высоте 35 км (на Земле тропосфера заканчивается на высоте 10-12 км). До высоты 50 км простирается обширная тропопауза, где температура остается практически постоянной. А затем температура начинает расти минуя стратосферу и мезосферу – примерно 150 км от поверхности. В ионосфере на высоте 400-500 км температура поднимается до максимальной отметки - примерно —120-130 °C.

    . В верхних слоях атмосферы, под воздействием ультрафиолетового солнечного излучения метан и азот образуют сложные углеводородные соединения. Некоторые из них содержат не менее 7 атомов углерода. Если спустится кповерхности Титана и посмотреть вверх, то небо будет оранжевого цвета, поскольку плотные слои атмосферы довольно неохотно выпускают из себя солнечные лучи. Так же такую окраска воздуха  могут образовывать органические соединения, включающие в себя атомы азота в верхних слоя атмосферы.

Главными элементами в обороте и взаимодействия атмосферы служит метан и этан,  которые могут образовываться в недрах Титана и выбрасываться в воздух при  извержении вулканов. В  нижних слоях атмосферы они конденсируется в жидкость и образует облака, а затем выпадает на поверхность в качестве метановых и этановых дождей 

. Согласно данным, полученным «Гюйгенсом», относительная влажность метана повышается с 45 % у поверхности до 100 % на высоте 8 км и конденсируется в разряженные метановые и этановые облака (при этом общее количество метана, наоборот, уменьшается). На высоте 8-16 км простирается очень разреженный слой облаков, состоящих из смеси жидкого метана с азотом, покрывающий половину поверхности спутника. Слабая изморось постоянно выпадает из этих облаков на поверхность, компенсируемая испарением.

Наблюдения показывают что высота и постоянство облачности зависит от широты. Так в высоких широтах (от 60° и выше) полушария в зимний период, распространены постоянные облака сформировавшиеся выше уровня тропосферы. В более низких широтах облака находятся на высоте 15-18 километров и являются небольшими по размеру и носят непостоянный характер. В полушарии с летним периодом облака формируются в основном в районе 40° широты и обычно не долговечны. Наземные наблюдения также показывают сезонные изменения в облачном покрове. Так за один 30-летний оборот вокруг Солнца вместе с Сатурном, на Титане в каждом полушарии в течение 25 лет формируются облака, а за тем в течение 4-5 лет исчезают перед тем как возникнуть вновь.

Температура у поверхности Титана составляет в среднем −180 °С. Из-за плотной и непрозрачной атмосферы разница температуры между полюсами и экватором составляет всего 3 градуса. Такие низкие температуры и высокое давление противодействуют таянию водяного льда, вследствие чего в атмосфере практически не содержится воды. Время от времени, когда облака накапливают достаточную влагу, на поверхность Титана, подобно Земным осадком, падаютэтано-метановые дожди и образовывают целые реки, моря из жидкого "газа".

 Ветер на поверхности спутника очень слабый его скорость не более 0,5 м/c, однако при подъеме он усиливается. Уже на высоте 10-30 км ветра дуют со скоростью 30 м/с и их направление совпадает с направлением вращения спутника. На высоте 120 км от поверхности ветер переходит в мощнейшие вихревые бури и ураганы скорость которых поднимается до 80-100 метров в секунду.небольшое содержание цианида водорода 2-3 % и около 1% бутилена.