تیـتـان، قمر مرموز!

تیتان بزرگترین قمر سیاره‌ی زحل، محیطی را به نمایش می‌گذارد كه به نظر می‌رسد در منظومه‌ی شمسی بی‌نظیر باشد. این قمر با قطر ۵۱۵۰ كیلومتر دومین قمر بزرگ منظومه شمسی است كه از سیاره عطارد و ماه زمین نیز بزرگتر است. فاصله آن از زحل ۱۲۲۱۶۰۰ كیلومتر است و در مدت ۹۴/۱۵ روز بدور آن می‌گردد.
كاشف آن ستاره‌شناس مشهور كریستین هویگنس بود كه در سال ۱۶۵۵ آن را در اطراف زحل مشاهده كرد. شناخت ما از این قمر بیشتر مرهون مشاهدات رصدی و اكتشافات نزدیك سفاین پایونیر و وویجر می‌باشد. در حال حاضر نیز سفینه اكتشافی كاسینی ـ هویگنس مأموریتی جدید را در منظومه‌ای زحل آغاز كرده‌اند كه تا چند سال ادامه می‌یابد و امید می‌رود اطلاعات جدید و بیشتری نسبت به گذشته در اختیار بشر قرار دهد.
● شناخت فعلی ما از تیتان
اطلاعات بشر از این قمر تا اواخر قرن نوزدهم بسیار ناچیز و اندك بود تا اینكه در سال ۱۹۰۳ میلادی اولین نشانه‌های وجود جوّ در پیرامون آن توسط یك ستاره‌شناس اسپانیایی به نام «خوزه كماس سولا» اعلام گردید. سولا متوجه شده بود كه لبه‌های تیتان نسبت به مركزش تیره‌تر دیده می‌شوند.
این موضوع بر این نكته دلالت داشت كه احتمالاً جوّی نسبتاً غلیظ تیتان را دربرگرفته است. بعدها ستاره‌شناس آمریكایی جرالد كوئیپر با بررسی طیف نور بازتابی از سطح تیتان متوجه خطوط طیفی گاز متان شد كه برای یك قمر بی‌سابقه و تعجب‌آور بود. البته این گاز قبلاً در سیارات غول‌پیكر منظومه‌ی شمسی كشف شده بود ولی برای اولین بار بود كه در یك قمر كوچك و سنگی یافت می‌شد.
به نظر می‌رسید این قمر به دلیل دمای بسیار پایین و گرانش خود توانسته است این گاز را حفظ كند. حال سؤال اساسی این بود كه منشاء این گاز از كجاست؟ همچنین ستاره‌شناسان متوجه شدند كه در تیتان ابرهایی نیز وجود دارد و برخی مواد هیدروكربنی در آن یافت می‌شود. این شواهد می‌تواند وجود گونه‌ای از حیات اولیه را در آن پیش‌بینی نماید. آنان دو مدل برای جوّ تیتان را ارائه دادند:
▪ در مدل اول برای تیتان جوّی از گاز متان با فشار تقریبی ۲ درصد فشار جوّ زمین پیش‌بینی شد كه از جوّ سیاره‌ی مریخ غلیظ‌تر بود. در این جوّ رقیق گرمای خورشید دوردست محبوس نمی‌شود لذا باید محیطی بسیار سرد باشد.
▪ در مدل دوم تیتان جوّی چگال شامل گاز نیتروژن و متان دارد كه متان درصد كمی از جوّ آن را تشكیل می‌دهد. بدلیل چگالی بیشتر گازها در این مدل احتمال بدام افتادن گرمای خورشید بواسطه‌ی اثر گلخانه‌ای وجود دارد. در این مورد مشاهدات در محدوده‌ی فركانس‌های رادیویی و فروسرخ نتوانست دمای سطحی تیتان را بطور قطعی و مطمئن تعیین كند ولی در دهه‌ی ۱۹۷۰ با پیشرفت ابزارهای فنی و رصدی مشخص شد كه تیتان دمای بسیار كمی دارد و تقریباً به همان میزانی است كه در چنین فاصله‌ای از خورشید انتظار می‌رود این موضوع نشان می‌داد كه تیتان نمی‌تواند جوّ غلیظی از نیتروژن داشته باشد.
نخستین سفینه‌ای كه به زحل رسید پایونیر ۱۱ بود این سفینه بعد از پرتاب در سال ۱۹۷۳ از كنار سیاره‌ی مشتری گذشت و در سال ۱۹۷۹ به زحل رسید. پایونیر ۱۱ حلقه‌ای جدید را در اطراف زحل آشكار ساخت و تصاویری از تیتان تهیه كرد كه جزئیات جدید كمی را به نمایش می‌گذاشت. سفینه‌ی وویجر ۱ نیز سفینه‌ی دیگری بود كه پس از پرتاب در سال ۱۹۷۷ در سال ۱۹۸۰ از كنار زحل گذر نمود. این سفینه تصاویر و اطلاعات با ارزشی ارسال كرد كه بارزترین آن تصاویر نسبتاً نزدیك از تیتان بود. این سفینه با عبور از فاصله‌ای ۴۰۰۰ كیلومتری تیتان مشخص كرد كه واقعاً تیتان جوّی غلیظ و نارنجی رنگ دارد. این تصاویر نشان داد كه تیتان ابرهایی گسترده دارد كه سطح آن را پنهان كرده‌اند.
دوربین‌های سفینه نشان داد كه در نیمكره شمالی تیتان ابرها كمی تیره‌تر از نیمكره جنوبی است. شواهد دیگر نیز گویای وجود دریاهایی منجمد و قیر مانند بر سطح تیتان بود. سفینه‌ی وویجر ۲ نیز در سال ۱۹۸۱ به زحل رسید ولی بدلیل دوری بسیار آن از تیتان نتوانست اطلاعاتی دقیق‌تر از وویجر۱ به زمین بفرستد.
در این قمر همانند زمین جزء اصلی و غالب نیتروژن مولكولی است و متان فقط حدود ۶ درصد تركیب جوّی تیتان را تشكیل می‌دهد. فشار سطحی تیتان ۶/۱ برابر فشار سطحی زمین است با این تفاوت كه اندازه تیتان كوچكتر است. طبق یـافته‌هـای سفاین وویجر دمای سطحی تیتان Cْ۱۷۹ـ (Fْ۲۹۰ـ) است كه در این دما امكان اثر گلخانه‌ای وجود دارد ولی در این دما آب به صورت مایع نخواهد بود.جوّ مه‌آلود تیتان نیز بواسطه‌ی تولید مه‌دود فتوشیمیایی است.
دستگاه‌های طیف‌سنجی مادون قرمز سفاین وویجر مقادیری از محصولات واكنش‌های فتوشیمیایی اولیه‌ی متان را ثبت كردند كه شامل اتان ـ استیلن و پروپان بود. همچنین متان با اتمهای نیتروژن واكنش می‌دهد و نیتریلهایی مانند سیانید هیدروژن را بوجود می‌آورند. وجود چنین واكنشها و گازهایی آسمانی مه‌آلود به تیتان می‌دهد بطوری كه یك شخص ایستاده بر سطح آن روشنایی‌ای به میزان ۰۱/۰ روشنایی جوّ زمین دریافت خواهد كرد.
● اما منشاء نیتروژن مولكولی تیتان چیست؟
در حالی كه ماده‌ی اخیر جزء اصلی و اولیه جوّ تیتان می‌باشد. آیا نیتروژن به هنگام تشكیل تیتان انباشته شده است یا محصول فرعی ماده‌ای موسوم به آمونیاك است كه به هنگام پیدایش تیتان وجود داشته است؟ جستجو و بررسی گاز آرگون در جو تیتان می‌تواند پاسخی به سؤال فوق باشد چرا كه این ماده در ابر خورشیدی اولیه كه منشاء منظومه شمسی بوده وجود داشته است.
جالب آنكه این دو گاز در دمای مشابهی منجمد می‌شوند. اگر نیتروژن مولكولی در ابر خورشیدی اولیه منشاء نیتروژن تیتان باشد پس نسبت فراوانی گاز نیتروژن به آرگون در ابر خورشیدی اولیه باید در تیتان نیز برقرار باشد. چنین یافته‌ای ما را در درك صحیح منشاء جو سیارات یاری خواهد كرد. یافته دیگر آنكه مقادیری از هیدروكربن‌های یافت شده در جوّ تیتان به شكل مه‌دود وجود دارد كه سطح آن را تیره كرده است. در واقع مقدار كمی از تركیبات مولكولی نظیر سیانید هیدروژن و استیلن با هم تركیب شده و طی فرایندی به نام پلیمریزاسیون زنجیره بزرگتری از مواد را بوجود می‌آورند كه نتیجه آن آئروسل‌ها (مواد معلق هیدروكربنی) اضافی در تیتان است كه این مواد به آرامی بر سطح تیتان می‌نشینند.
بطور نظری مدت انباشته شدن آئروسل‌ها بر سطح تیتان بیش از عمر منظومه‌ی شمسی است نتیجه آن نیز تشكیل اقیانوسی عظیم از مواد هیدروكربنی دیگر سازنده‌هاست كه عمق متوسط آن بیش از یك كیلومتر خواهد بود. همچنین مقادیری از متان مایع می‌تواند با اتان مخلوط شده و بطور نظری منبعی دائمی برای تولید گاز متان در جوّ تیتان باشد. نظیر چنین پدیده‌ای در اقیانوسهای زمین نیز رخ می‌دهد كه فراهم‌كننده‌ی بخار آب در جوّ زمین است. اطلاعات راداری و مادون قرمز نزدیك از سطح تیتان نشان‌دهنده آن است كه گرچه اقیانوسی وسیع در آن وجود ندارد ولی می‌توان دریاچه‌ها یا دریاهایی در آن یافت.
همچنین به نظر می‌رسد در تیتان بادهایی نیز وجود داشته باشد اما امكان بررسی بادها از زمین در بهترین وضعیت نیز بسیار دشوار است. دستگاه‌های مستقر بر كاوشگر هویگنس اندازه‌گیری و بررسی بادهای تیتان را برای ما انجام خواهند داد. سطح تیتان با دوربین‌های سفینه‌ی وویجر در طول موجهای نور مرئی قابل مشاهده نبود. تمام دانسته‌های موجود از ظاهر سطحی تیتان حاصل اندازه‌گیری‌های راداری از زمین و بیشتر تصاویر اخیر نیز با تلسكوپ فضایی هابل در طول موجهای بلندتر از طول موجهای مورد استفاده در دوربین‌های وویجر بدست آمده است.
تصاویر تلسكوپ فضایی هابل از سال ۱۹۹۴ به بعد درخشندگی متفاوتی را بر سطح تیتان آشكار ساخت كه این موضوع دلالت دارد بر اینكه یك ناحیه‌ی وسیع به اندازه یك قاره در سطح تیتان وجود دارد كه بوضوح در طول موجهای مرئی و مادون قرمز نزدیك درخشان‌تر از دیگر نقاط سطح تیتان دیده می‌شود.
بررسی‌های اولیه نشان می‌دهد كه ناهمواری یا فلات نمی‌تواند سیمای متفاوت موجود در تصاویر را توضیح دهد، بلكه تغییرات درخشندگی باید تا حدودی بدلیل وجود تركیبات متفاوت و یا مواد نرم باشد. همانند دیگر اقمار بیرونی منظومه شمسی انتظار می‌رود تیتان بطور بارزی دارای یك پوسته از جنس یخ آب باشد.
در حالیكه آب در دمای مناطق خارجی منظومه شمسی همانند سنگهای سخت و جامد یافت می‌شود. شواهد طیفی ضعیفی نیز یافت شده كه مؤید وجود یخ آب به همراه مقداری مواد تیره بر سطح تیتان است. به همین دلیل دانشمندان نتیجه‌گیری كرده‌اند كه ماده‌ایی بر سطح تیتان وجود داد كه با یخ آب پوشیده شده است. اندازه تیتان نیز به تنهایی گویای آن است كه احتمالاً سطحی همانند قمر مشتری «گانیمد» دارد و تا حدی دارای طبقات یخی دگرگون شده و البته دهانه‌دار و پیر است.
اگر فعالیت تكتونیكی تیتان گسترده‌تر از گانیمد نباشد ممكن است نواحی مدور دهانه‌های برخوردی سطح تیتان مخزنی مناسب برای دریاچه‌های هیدروكربنی مایع باشد. همچنین برخورد شهاب‌سنگها می‌تواند موجب شكستگی لایه‌ها تا عمق ۱ تا ۳ كیلومتری شود و موادی متخلخل را به سطح بیاورد كه رگولیت نام دارد. حفره‌های موجود در این ماده می‌تواند به خوبی مخزنی زیر سطحی و مناسب برای هیدروكربن‌های مایع فراهم نماید. در مقایسه با گانیمد، تیتان احتمالاً از بیش از ۱۵ درصد آمونیاك تركیب شده است زیرا آن در ناحیه‌ای سرد از مدار زحل تشكیل شده است. همچنانكه سطح یخی تیتان منجمد می‌شود آب آمونیاكی مایع به زیر سطح آن فشار وارد می‌كند.
این مایع پوسته‌ی یخی سطح تیتان را به حالت شناور درمی‌آورد و ماگمای آب آمونیاكی راهش را از میان شكافهای سطحی باز كرده و موجب آثار سطحی عجیب در آن می‌شود. اندازه‌گیری‌ چگالی سطحی تیتان نشان می‌دهد كه نیمی از آن سنگی (سیلیكاتی) و نیمی یخ آب است. در زمان تشكیل تیتان، متان و آمونیاك می‌توانسته‌اند با یخ آب مخلوط شوند. پیدایش تیتان حاصل به هم پیوستگی مواد در دمای نسبتاً كم است بطوری كه مواد سنگی در مركز تجمع كرده و هسته چگالی آن را تشكیل داده‌اند و اطراف آن نیز با لایه‌ای از یخ آب، آمونیاك و متان (پوسته) احاطه شده است.
مخلوط آب و آمونیاك می‌تواند تضمینی باشد بر اینكه هنوز هم درون تیتان بصورت بخشی غیرجامد است چرا كه آمونیاك بطور موثری همانند یك ضد یخ عمل می‌كند. از طرفی فروپاشی مواد رادیواكتیو موجود در سنگهای درونی گرمای لازم را برای هسته و لایه‌های اطراف آن تأمین و وجود یك لایه‌ی مایع را در بخش زیرسطحی تیتان امكان‌پذیر می‌سازد.متان محبوس در پوسته‌ی یخی تیتان طی فرآیندهای آتشفشانی (گازفشانی) رها شده و می‌تواند تأمین‌كننده متان جوّ تیتان به مدت طولانی باشد. مه‌دود غلیظ جوّ تیتان مانع شد تا سفاین و ویجر از سطح آن تصویر دقیق تهیه كنند و تصاویر فقط چهره‌ی نارنجی رنگ بی‌روحی از تیتان به نمایش گذاشتند.
این هیدروكربن‌ها بواسطه‌ی واكنشهای برخوردی امواج ماوراءبنفش خورشید و الكترونهای ناشی از گردش سریع مغناطیس كره‌ی زحل با جو تیتان حاصل شده‌اند. محتملاً هیدروكربن‌های تولید شده در جوّ تیتان چگالش یافته و به صورت باران بر سطح تیتان ریزش می‌كنند. بنابراین ممكن است دریاچه‌هایی از متان و اتان كه بوسیله‌ی حاشیه دهانه‌های برخوردی احاطه شده‌اند وجود داشته باشد.
سطح پنهان تیتان ممكن است آثاری عجیب و مرموز نظیر كوههای فرسایش یافته حاصل باران هیدروكربنی و شاید رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آبشارهایی از مایعات عجیب را به نمایش بگذارد.
همچنین محتمل است گاه و بیگاه ماگمایی از آب آمونیاكی از داخل تیتان فوران نماید و بر سطح آن پخش شود. نكته دیگر آن است كه مدار تیتان به گونه‌ای است كه آن در داخل و خارج مغناطیس كره زحل حركت می‌كند. هنگامی كه تیتان از مغناطیس كره زحل خارج می‌شود در معرض باد خورشیدی قرار می‌گیرد بنابراین ممكن است اثرات متقابل آن همانند اجرام دیگر منظومه شمسی نظیر مریخ، زهره یا دنباله‌داران باشد. لازم به ذكر است این اجرام واكنش متقابل قابل توجهی با باد خورشیدی داشته و همانند تیتان دارای جوّ هستند ولی میدان مغناطیسی داخلی قوی ندارند.
اثرات متقابل تیتان با مغناطیس كره‌ی زحل راه را برای ورود پلاسمای مغناطیس كره زحل به جو تیتان و هم فرار ذرات جوی از آن فراهم می‌سازد. نتایج سفینه وویجر نشان می‌دهد كه این اثرات متقابل تولید ستونی از ذرات خنثی را می‌كند كه می‌تواند تیتان را به یك منبع بالقوه از پلاسمای مغناطیس كره‌ی زحل تبدیل نماید. ویژگیهای این ستون بوسیله‌ی مدارگرد كاسینی مطالعه و بررسی خواهد شد.
واكنش متقابل ذرات یخ و غبار موجود در حلقه‌های زحل نقش مهمی در به حركت درآوردن غبار به سوی ستون گازی تیتان و شارژ آنها بازی می‌كند. هنگامی كه غبار شارژ می‌شود آن همانند ذرات مداری خنثی عمل کرده و از قوانین كپلر تبعیت می‌كنند. همچنین بطور جزیی همانند یك ذره‌ی باردار در مغناطیس كره‌ی زحل حركت می‌كند. واكنش متقابل غبار با مغناطیس كره‌ زحل به دانشمندان این امكان را می‌دهد كه جزئیات بیشتری را از چگونگی برهم‌كنش غبار با پلاسما بدست آورند.
محتمل است در آسمان تیتان طوفان‌های الكتریكی و آذرخش نیز وجود داشته باشد.
در این مورد سفینه‌ی كاسینی آذرخش‌های مرئی را جستجو خواهد كرد و به انتشارات صوتی كه می‌تواند به هنگام تخلیه الكتریكی در باند عریض نشر الكترومغناطیس آشكار شود گوش خواهد داد. این انتشارات دارای یك كاهش تن با زمان می‌باشد زیرا فركانسهای بالا قبل از فركانسهای پایین می‌رسند.
وجود رعد و برق‌ها در مغناطیس كره‌های زمین و مشتری ثبت و آشكار شده‌اند. آنها می‌توانند بوسیله‌ی دستگاه‌های ثبت موج پلاسما و رادیو از فواصل دور آشكار شده و در تخمین فركانس آذرخش‌ها استفاده شوند. تیتان ممكن است خود ایجادكننده میدان مغناطیسی باشد. نتایج حاصل از سفینه‌ی گالیله در محدوده‌ی سیاره‌ی مشتری نشان داد كه احتمالاً یك منبع تولیدكننده میدان مغناطیس قمر مشتری «گانیمد» را همراهی می‌كند.
● مأموریت كاوشگر هویگنس
كاوشگر هویگنس بوسیله‌ی سفینه‌ی كاسینی تا رسیدن به منظومه‌ی زحل و مقصد نهایی‌اش حمل شد. این كاوشگر با تسمه‌هایی به كاسینی متصل و بسته شده است و انرژی الكتریكی آن از طریق یك كابل مركزی تأمین می‌شود. هویگنس در یك سفر طولانی و نزدیك به هفت سال در حالت غیرفعـال بـوده و فقط هر شش مـاه یكبـار به مدت سه ساعت دستگاه‌هـای آن روشن و تست می‌شوند. حدود ۲۰ روز قبل از برخورد هویگنس با جو فوقانی تیتان یعنی در ۲۴ دسامبر ۲۰۰۴ از كاسینی جدا خواهد شد. با قطع كابل مركزی و جدا شدن كمربندهای اتصال، هویگنس بصورت جهشی از سفینـه‌ی مـادر جدا و آزاد شده و پرواز در یك مسیر موشكی (بالستیكی) را به سوی تیتان آغاز خواهد كرد.
كاوشگر برای ثبات و پایداری بیشتر با سرعت ۷ دور در دقیقه بدور خود خواهد چرخید. زمان‌سنج‌های سیستم‌های كاوشگر نیز قبل از رسیدن آن به جو بالای تیتان روشن خواهد شد. دو روز بعد از جدا شدن كاوشگر هویگنس، مدارگرد كاسینی تصحیحی در مدار حركتی خود انجام خواهد داد تا مدارگرد به هنگام داخل شدن هویگنس به جو تیتان به آن توجه داشته باشد. همچنین این مانور هندسه مداری موردنظر را برای برقراری ارتباطات رادیویی آن با كاوشگر هویگنس ایجاد خواهد کرد.
كاوشگر هویگنس حامل دو فرستنده مایكرویو در باند S و دو آنتن می‌باشد كه آنها امواج رادیویی را در مدت فرود كاوشگر به مدارگرد كاسینی ارسال می‌كنند. فرود كاوشگر در ۱۴ ژانویه ۲۰۰۵ انجام خواهد شد در این زمان هویگنس با سرعت تقریبی ۲۲۰۰۰ كیلومتر بر ساعت وارد جو تیتان خواهد شد. آن به گونه‌ای طراحی شده است كه بتواند در برابر سرمای بسیار زیاد فضا (حدود Cْ۲۰۰-) و گرمای شدید آن به هنگام برخورد با جو تیتان حدود Cْ۱۵۰۰ مقاومت كند.
چترهای هویگنس به نزول آرام آن در جوّ تیتان كمك خواهد كرد در این هنگام نیز كاوشگر می‌تواند برنامه‌ی متمركز مشاهدات علمی از تمام جوانب سطح تیتان را انجام دهد. تا زمانی كه سرعت كاوشگر به حدود ۱۴۰۰ كیلومتر بر ساعت برسد پوشش كاوشگر بواسطه‌ی چتر نجات هدایتی حفظ می‌شود.
وقتی كه چتر اصلی ۳/۸ متری باز شود فـرودی پـایدار و آرام را تضمین خواهد كرد. چتر اصلی موجب كاهش سرعت كاوشگر شده و موجب می‌شود تا به هنگام جدا شدن چتر هدایتی از كاوشگر، كاهش‌دهنده سرعت و سپر حرارتی عملكرد مناسبی از خود نشان دهند. چتر اصلی حدود ۹۰۰ ثانیه بعد از ورود كاوشگر به جو فوقانی تیتان بیرونی زده می‌شود و در نهایت مدت نزول به حداكثر ۵/۲ ساعت بالغ خواهد شد.
در مرحله بعد یك چتر كوچك‌تر نیز به قطر ۳ متر باز می‌شود تا به پایداری كاوشگر در حالت فرود و نشستن كمك كند. در مرحله‌ی اول فرود، دستگاه‌های مستقر بر هویگنس بوسیله‌ی یك زمان‌سنج كنترل و تنظیم می‌شوند. در ۱۰ تا ۲۰ كیلومتری پایانی فرود دستگاه‌ها براساس ارتفاع اندازه‌گیری شده بوسیله ارتفاع‌سنج راداری تنظیم می‌شوند. در تمام مدت نزول،‌ دستگاه تعیین ساختار جوّی هویگنس، خواص فیزیكی جوّ تیتان را اندازه‌گیری خواهد كرد. دستگاه كروماتوگراف گازی و طیف‌نگار جرمی تركیبات شیمیایی جو تیتان را متناسب با ارتفاع از سطح تیتان تعیین می‌كنند.
دستگاه‌های جمع‌آوری كننده‌ی آئروسل‌ها و تجزیه‌كننده حرارتی، ذرات آئروسل (ذرات جامد و مایع ریز معلق در جو) را بررسی خواهند كرد. دستگاه اخیر مواد فوق را حرارت داده و بخار حاصل را برای تجزیه و آنالیز به دستگاه كروماتوگراف و طیف‌سنج می‌فرستد. تابش‌سنج طیفی و تصویربردار نزولی هویگنس نیز تصاویری را از تشكیلات ابری و عوارض سطح تیتان تهیه می‌كند. همچنین میزان رؤیت‌پذیری را در جو تیتان مشخص می‌نماید.
همزمان با نزدیك‌تر شدن نمای سطحی تیتان از خلال ابرها، دستگاهی با روشن شدن یك لامپ و اندازه‌گیری طیف بازتاب سطحی تیتان شروع به كار خواهد كرد. به هنگام نزول كاوشگر، انتقال و جابجایی داپلری امواج رادیویی هویگنس با دستگاه آزمایش باد داپلر مستقر در مدارگرد كاسینی اندازه‌گیری خواهد شد و بدین ترتیب بادها، تندبادها و آشفتگی‌های جوّی تیتان تعیین و بررسی می‌شوند.
همزمان با جابجایی كاوشگر بواسطه‌ی وزش بادهای جوّی تیتان، فركانس امواج رادیویی ارسالی آن به مدارگرد كاسینی به آرامی و همانند اثر شناخته شده داپلر تغییر می‌كند (مشابه تغییر فركانس سوت قطار به هنگام نزدیك شدن و دور شدن از ناظر) چنین تغییراتی در فركانس امواج می‌تواند سرعت حركت باد را تعیین نماید.
هنگامی كه كاوشگر به نقطه فرودش نزدیك می‌شود اطلاعات سطح تیتان موجب فعال شدن گیرنده‌هایی خواهد شد كه خواص سطح تیتان را نیز اندازه‌گیری خواهند كرد. در این زمان سرعت برخورد هویگنس با سطح تیتان حدود ۲۵ كیلومتر بر ساعت خواهد بود. اگر كاوشگر در محیطی سیّال (مایع) فرود آید دستگاه‌های آن خصوصیات سیّال را نیز اندازه‌گیری خواهند كرد در حالیكه كاوشگر می‌تواند برای چند دقیقه به حالت شناور درآید.
اگر هویگنس در اتان مایع فرود آید نمی‌تواند به مدت طولانی اطلاعات ارسال كند زیرا دمای بسیار پایین اتان مایع (حدود Cْ۱۸۰-) عملكرد باطری‌ها را مختل خواهد كرد. بعلاوه اگر اتان مایع به داخل تجهیزات علمی آن نفوذ كند مخابره‌ی اطلاعات آن مختل و احتمالاً متوقف خواهد شد.
در حالت خوشبینانه كاوشگر می‌تواند حداكثر به مدت ۳۰ دقیقه به ارسال اطلاعات به كاسینی ادامه داد.
این در حالتی است كه امید به عملكرد مطلوب باطری‌های كاوشگر وجود داشته باشد و مدارگرد كاسینی نیز در بالای افق كاوشگر قرار داشته باشد. ربوت اكتشافی كاسینی ـ هویگنس در ۱ ژولای ۲۰۰۴ به زحل رسید. كاوشگر هویگنس وظیفه اش در ژانویه ۲۰۰۵ انجام خواهد داد ولی كاسینی حداقل تا سال ۲۰۰۸ در میان حلقه‌ها و اقمار زحل انجام وظیفه خواهد كرد. در ۲۶ اكتبر ۲۰۰۴ كاسینی نزدیكترین مواجه را با تیتان خواهد داشت به گونه‌ای كه ارتفاع آن از سطح تیتان فقط ۱۲۰۰ كیلومتر خواهد بود.
اولین پرواز كاسینی بر فراز تیتان در ۲ ژولای ۲۰۰۴ و از ارتفاع بیش از ۳۴۰۰۰۰ كیلومتری صورت گرفت. چهار سال بعد مدارگرد كاسینی چهل و پنجمین پرواز خود را بر فراز تیتان به فاصله تقریبی ۹۵۰ كیلومتر از آن انجام خواهد داد.
در ژانویه ۲۰۰۵ كاوشگر هویگنس كه به سفینه‌ی كاسینی متصل است از میان جوّ تایتان گذشته و بر سطح آن فرود خواهد آمد. لازم به ذكر است مأموریت كاسینی در ۳۰ ژوئن ۲۰۰۸ كامل می‌شود یعنی چهار سال بعد از رسیدن آن به زحل و ۳۲ روز بعد از آخرین پروازش بر فراز تیتان در ۲۸ می ۲۰۰۸ انجام خواهد شد.

داود همتی

منبع : انجمن علمی پژوهشی نجم شمال