Vivre sur Titan

[Gilgamesh]

Attention, je ne disait pas que je pensais la vie impossible sur Titan !

Je voulais juste savoir comment il y avait des océeans d'hydroocarbures sur la surface et des pluies avec une températures si faibles c'est tout

La température de surface de Titan (-179°C) est proche de la température d'ébullition du méthane à la pression de surface (1,5 bars) : le méthane est quasi à saturation dans l'atmosphère. Ceci induit un cycle du méthane, quand la teneur atmosphérique en méthane dépasse le seuil de saturation, il se condense et précipite.

On parle plutôt de lacs que d'océan d'hydrocarbure. la composition pressentie est la suivante :
C2H6=76 à 79%,
méthane CH4 = 5 à 10%,
propane C3H8 =7 à 8%,
acide cyanhydrique HCN=2 à 3%,
acétylène C2H2=1%
azote N2=0,3%

source : Institut de Physique de Rennes, D. Cordier (Astrochimie Expérimentale), O. Mousis (University of Arizona, USA et Université de Franche-Comté), Etude des données Huygens/Cassini.
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[Saint-Sandouz]

Je voulais juste savoir comment il y avait des océeans d'hydroocarbures sur la surface et des pluies avec une températures si faibles c'est tout

Je ne pense pas qu'on trouve du diesel ou du super mais il y a pas mal de molécules comme le méthane dans l'univers.
Les changements de phase liquide-gaz dépend de la température de la pression qui sont différentes pour chaque composé.

ND

[Gilgamesh]

L’effet de paroi froide, qu’il y ait paroi ou pas, vient du bilan d’échange thermique qui est négatif.
Avec les gaz tout dépend de quel gaz.

Tout le monde a fait cette expérience involontaire en haute montagne.
En fin de journée tu lézardes au soleil en chemise et voilà que le soleil se cache derrière la chaine voisine : pratiquement dans l’instant tu dois remettre ton chandail.
C’est qu’en altitude l’air est pratiquement dépourvu des principaux gaz à effet de serre, CO2 et H2O. Tant qu’il y avait du soleil ton bilan était positif mais quand il est parti toute ta chaleur rayonne sans obstacle vers l’espace intersidéral.
Sur Titan l’atmosphère est composé surtout d’azote, transparent aux IR, donc on doit être comme en altitude.

ND

Non, l'effet de serre est très important sur Titan du fait de la haute densité de l’atmosphère qui implique un taux de collisions élévé. Ces collisions "di-symétrisent" les molécules qui acquièrent ainsi un dipole induit et peuvent alors absorber dans l’infra-rouge. N2 (98,6%) et CH4 (1,6%) participent tout deux à l'effet d e serre.

http://www.cesr.fr/~genot/M2/effet_serre.pdf
Bilan énergétique de l’effet de serre = énergie retenue par l’effet de serre / énergie atteignant la surface

1. Vénus : 99.9 %
2. Titan : 90 %
3. Terre : 60 %
4. Mars : 30 %

Il y a également un "anti effet de serre" du à la présence de l'épaisse brume photochimique (40% du flux solaire est absorbé dans la stratosphère).

La température de surface est T = 82 (temp. d'équilibre du corps noir) + 21 (effet de serre) - 9 (anti effet de serre) = 94 K


On peut appliquer ensuite la loi des gaz parfait pour avoir la densité :



avec
m la masse d'une molécule de diazote 28g/mol, soit 4,6.10^-26 kg/molécule N₂
P la pression au sol 146 kPa
T la température 94 K
k la ct de Boltzmann 1,38.10^-23 J/K

rho = 5,3 kg.m^-3, soit 4 fois la densité de l'air.

La conductivité thermique se calcule (voir ici) comme :



avec lambda la conductivité thermique (W.m-1.K-1),
T température (K),
k constante de Boltzmann
M masse molaire 28g/mol,
sigma diamètre de la molécule 0,315 nm pour N2
Omega intégrale de collision (sans dimension) = 1 pour une molécule de sphère dure

lambda = 1,5.10^-2 W.m-1.K-1 contre 2,62.10^-2 pour de l'air à 100 kPa à la surface de la Terre.
Ce n'est que 40% inférieur : on doit raisonner comme sur Terre.

La combinaison doit être très bien isolée pour supporter un gradient d'environ 200 K entre l'intérieur (disons 20°C) et l'extérieur (-180°C).
La puissance thermique surfacique traversant la combinaison d'épaisseur e est :



Cela représente environ 50 W/m² pour un épaisseur équivalente d'air de 10 cm. Pour une surface corporelle d'environ 2 m², cela représente un flux de 100 W, soit en gros la dépense énergétique moyenne d'un humain.


a+

[invite527b4368]

l’essentiel c'est de trouver de la vie sur titan même primitive, il suffit d'envoyer des robot pour le faire. quant a dépenser des sommes d'argent importantes qu'on pourrais utiliser pour financer d'autres expéditions et risquer la vie des hommes seulement pour qu'ils mettent le pied sur le sol de titan ?? ça me parait totalement absurde. mais ça fait rêver quand même...

[Cmagik]

Je prefere encore aller sur Venus que sur Io, au moins dans le premier cas j'ai une chance sur 100000000000 de revenir vivant

J'suis pas convaincu de ça... Les pluies d'acide, les 90 bars de pression et la faible température (juste 460c ^^).
J'pense que t'as plus de chances de revenir vivant d'un voyage de Io

[Svenn]

Io est en plein coeur des ceintures de radiations de Jupiter, avec la bagatelle de 1,5 Sv/h. A moins de voyager dans un épais sarcophage de plomb, d'éventuels passagers vers Io décèderaient bien avant d'arriver à destination. Au moins avec Vénus on a le temps de se poser, les problèmes sérieux commenceront seulement quand un astronaute ouvrira le sas