I ricercatori hanno studiato i dati dall'altimetro RADAR della sonda Cassini, durante uno degli ultimi fly-by su Titano, il T-104 del 21 agosto 2014. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Journal of Geophysical Research.
"La profondità e la composizione di ciascuno dei mari di Titano erano già state misurate, ad eccezione del mare più grande di Titano, Kraken Mare, che non solo ha un grande nome ma contiene anche circa l'80% dei liquidi superficiali della luna", ha detto l'autore principale Valerio Poggiali , del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Elettronica e Telecomunicazioni (DIET) e ricercatore presso il Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science (CCAPS).
Poggiali, insieme a Giovanni Picardi, Roberto Seu e a Marco Mastrogiuseppe dell'Università La Sapienza di Roma, faceva parte del team che presentò la prima batimetria di un mare extraterrestre, il Ligeia Mare
Il radar della Cassini
Il radar è simile ad una fotocamera con il flash, ma usa le onde radio anziché la luce. Lo strumento può essere utilizzato in varie configurazioni. Emette onde elettromagnetiche nella regione delle microonde e queste, viaggiando dalla sorgente fino al bersaglio, penetrando l'atmosfera di lune e pianeti, rimbalzano e tornano al trasmettitore.
Misurando tempi, intensità e qualità del segnale ricevuto, si possono ottenere informazioni topografiche e sulla natura dei materiali superficiali. Tali dati permettono di creare delle immagini che assomigliano molto alle foto tradizionali: in questo caso, però, le variazioni di luminosità rappresentano l'energia a microonde retrodiffusa (backscattering), cioè riflessa dalla superficie. Questa, a sua volta, dipende da diversi fattori come la pendenza, le proprietà dielettriche, la rugosità, ecc. (per ulteriori approfondimenti potete andare al capitolo 8 del mio libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno")
La misura non misura
Titano è la più grande luna di Saturno, con un raggio di 2574 chilometri (più grande di Mercurio) e la seconda più grande del nostro Sistema Solare dopo Ganimede.
È' uno dei corpi più interessanti perché è l'unico nel Sistema Solare, oltre al nostro pianeta, ad avere liquido stabile in superficie (idrocarburi invece di acqua). La sua fredda e densa atmosfera è composta prevalentemente di azoto, con sistemi nuvolosi di metano, che si comporta come il vapore acqueo sulla Terra. Una fitta foschia avvolge e disperde la luce, rendendo molto difficili le osservazione della superficie.
Durante il sorvolo T-104, la sonda della NASA Cassini stava sorvolando il Ligeia Mare alla ricerca della famosa Isola Magica, la curiosa caratteristica emersa nel 2013 e poi scomparsa. Tuttavia, mentre la sonda sorvolava Titano a circa 1000 chilometri di quota e ad oltre 20000 chilometri orari, l'altimetro RADAR misurava anche la profondità del liquido nel Kraken Mare e nel Moray Sinus, un estuario situato all'estremità settentrionale del mare. Moray Sinus venne rilevato perché arrivava a soli 85 metri ma il Kralen era troppo profondo per vederne il fondo.
Mosaico di immagini RADAR Cassini e tracce altimetriche acquisite durante la missione Cassini nella regione polare settentrionale di Titano
Fonte: Deep and methane-rich lakes on Titan
Tuttavia, la composizione del Kraken mare, prima ritenuto ricco di etano, è risultata sorprendentemente simile a quella del vicino Ligeia Mare: una miscela di etano e metano. Quindi, ipotizzando che il Kraken "sia caratterizzato da un assorbimento simile a Moray Sinus, sulla base di modelli di risposta alle osservazioni in modalità altimetrica possiamo concludere che supera i 100 metri di profondità, il che è compatibile anche con le osservazioni radiometriche", si legge nel documento. E probabilmente arriva a 300 metri nel punto più profondo.
Il vero puzzle è l'origine del metano liquido. La luce solare su Titano, quasi 100 volte meno intensa che sulla Terra, converte costantemente il metano nell'atmosfera in etano. Secondo Poggiali, in un periodo di circa 10 milioni di anni, questo processo dovrebbe esaurire completamente le scorte sulla superficie di Titano.
Il sottomarino
In un futuro lontano (ma non troppo), un sottomarino potrebbe visitare e navigare nel Kraken Mare.
Crediti: NASA Glenn/NIAC
Quasi tutto quello che sappiamo su Titano lo abbiamo appreso grazie alla missione NASA/ESA Cassini-Huygens, che ha studiato il sistema di Saturno dal 2004 al 2017. Al momento, non sono previste missioni della stessa portata per tornare dal pianeta inanellato ma la NASA sta lavorando al Dragonfly (Libellula), un doppio quadricottero alimentato da un Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG), che dovrebbe essere lanciato nel 2026 ed arrivare su Titano nel 2034.
Il sottomarino sarebbe il passo successivo. La missione non è ancora stata selezionata ma Steven Oleson ed il suo team del Glenn Research Center della NASA, hanno ottenuto dei finanziamenti. Secondo gli ultimi studi di concetto, se approvata, la missione potrebbe essere pronta per il lancio nel 2030 o giù di lì. Il viaggio verso il sistema di Saturno dura circa sette anni, così come le stagioni su Titano: arrivare sulla luna di Saturno intorno al 2040 significherebbe vivere sul posto l'arrivo della primavera nell'emisfero settentrionale.
"È possibile?", ha detto Oleson durante una presentazione, riferendosi al sottomarino. "Che tipo di tecnologie sono necessarie? Cosa c'è di unico in quell'ambiente?" Ad esempio, sebbene Titano sia enorme come luna, è molto più piccolo della Terra, con solo il 14% della gravità del nostro pianeta. Ciò significa che un sottomarino non subirebbe la stessa pressione sullo scafo che si avrebbe alla stessa profondità sulla Terra. "Un sottomarino potrebbe navigare attraverso gli idrocarburi liquidi abbastanza facilmente", ha detto Oleson, "ed il materiale è trasparente ai segnali radio, consentendo la comunicazione con il velivolo anche quando è sommerso", o direttamente dalla Terra o con un orbiter.
Il sommergibile dovrebbe essere lungo almeno 6 metri e con massa di 1,5 tonnellate per ospitare tutte le apparecchiature necessarie. Se, invece, avesse il supporto di una sonda in orbita, potrebbe essere ridotto a 2 metri di lunghezza per 500 chilogrammi di massa. In ogni caso, qualunque sia la versione definitiva, sarebbe ad alimentazione nucleare, proprio come Cassini e Dragonfly. "Grazie alle nostre misurazioni", ha detto Poggiali, "gli scienziati possono ora dedurre la densità del liquido con maggiore precisione e, di conseguenza, calibrare meglio il sonar a bordo della nave e comprendere i flussi direzionali del mare".
Il sottomarino di Titano potrebbe fare da apripista ad altre missioni per l'esplorazione degli oceani sotterranei di Europa e di Encelado.
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