تعطیلات در قمر زحل؛ آیا می‌توان در دریاچه‌های تیتان موج‌سواری کرد؟

در نیم‌کره شمالی، تابستان از راه رسیده است؛ فصلی که ساحل‌نشینان برای فرار از گرما، خود را به آب‌های خنک دریاچه‌ها و اقیانوس‌های زمین می‌سپارند.

آب مایع تقریباً همه‌جای سیاره ما پیدا می‌شود و به همین دلیل، برای تفریح زیر آفتاب کمبود ساحل‌هایی با موج‌های آرام و نسیم خنک نداریم. اما زمین تنها دنیایی نیست که به دور خورشید می‌چرخد و می‌تواند چنین تعطیلات ساحلیِ خیس و خنکی را به ما پیشنهاد بدهد.

دفعه بعد که قصد برنامه‌ریزی برای سفر ساحلی را داشتید، شاید بد نباشد تیتان، قمر زحل را هم در نظر بگیرید. تیتان جسمی واقعاً بزرگ است و اندازه‌اش حتی از سیاره عطارد هم فراتر می‌رود؛ اما همچنان از زمین کوچک‌تر و کم‌جرم‌تر و گرانش سطحی‌اش تنها حدود یک‌هفتم گرانش سیاره ما است. گرانش ضعیف برای زمانی که در یکی از غذاخوری‌های توریستی و پر از غذاهای خوشمزه، پرخوری می‌کنید، حسابی به کارتان می‌آید. تیتان همچنین جوی شبیه به جو زمین دارد، با این تفاوت که فشار جو در سطح آن حدود ۱٫۵ برابر فشار جو زمین است.

البته تیتان به‌عنوان مقصد گردشگری معایبی هم دارد. هوای آن، مانند زمین، عمدتاً از نیتروژن تشکیل شده است؛ اما به‌جای اکسیژن، بخش باقی‌مانده جو را متان و هیدروژن مولکولی تشکیل می‌دهند؛ گازهایی که تنفس در آن‌ها بسیار دشوار است. رسیدن به آنجا نیز سفر کوتاهی نیست و مسافت یک‌طرفه تا تیتان بیش از یک میلیارد کیلومتر است. از طرف دیگر، نور خورشید در تیتان تنها حدود یک درصد شدت آن روی زمین را دارد؛ بنابراین نیازی به عینک آفتابی یا کرم ضدآفتاب نخواهید داشت!

اما حتماً به دستکش‌های گرم نیاز پیدا می‌کنید. دمای سطح تیتان حدود منفی ۱۸۰ درجه سلسیوس است. در چنین شرایطی، مطمئناً تمام آن تابستان‌های سوزان زمین را فراموش خواهید کرد! بااین‌حال، تیتان چیزی دارد که هیچ دنیای دیگری در منظومه شمسی به‌جز زمین، نمی‌تواند به وجودش ببالد: مایع پایدار روی سطح خود.

در سال ۲۰۰۷، فضاپیمای کاسینی ناسا با ثبت تصاویر و انجام مشاهدات راداری، وجود دریاچه‌های عظیم روی تیتان را تأیید کرد. بیشتر این دریاچه‌ها در نزدیکی قطب شمال تیتان قرار دارند و مجموع مساحت سطحی آن‌ها چند برابر مجموع مساحت دریاچه‌های بزرگ آمریکا است؛ یعنی ساحل برای تعطیلات کم نیست!

البته یک تفاوت اساسی میان دریاچه‌های تیتان و دریاچه‌های زمین وجود دارد که راستش را بخواهید، می‌تواند برای تعطیلات ساحلی کاملاً تعیین‌کننده باشد: آب در تیتان به سختی سنگ یخ‌زده است؛ درنتیجه، دریاچه‌های قمر زحل به‌جای مایع حیات زمین، از متان مایع پر شده‌اند.

وجود متان مایع به‌جای آب، می‌تواند شناکردن را کمی دشوار کند. حتی لباس غواصی هم کمکی نخواهد کرد؛ زیرا ماده به‌کاررفته در ساخت آن‌ها به نام «نئوپرن»، در چنین دماهای پایینی خرد می‌شود. اما فرض کنیم بتوانیم ماده‌ای پیدا کنیم که هم انعطاف‌پذیر باشد و هم آن‌قدر عایق حرارتی خوبی داشته باشد که از یخ‌زدن شما و تبدیل‌شدنتان به قالب یخ انسانی جلوگیری کند. در آن صورت، شیرجه‌زدن در یکی از دریاچه‌های تیتان چه حسی خواهد داشت؟

شناوری خاصیتی از مایعات است که باعث می‌شود مایع در برابر نیروی گرانش، نیرویی رو به بالا به جسم وارد کند. یک جسم با ورود به مایع، بخشی از آن را کنار می‌زند و مایع نیز در واکنش به آن به جسم نیرو وارد می‌کند. جالب اینکه چگالی بدن انسان و آب تقریباً یکسان است؛ بنابراین وقتی روی زمین وارد دریاچه می‌شوید، وزن آبی که جابه‌جا می‌کنید تقریباً با وزن خودتان برابر است. این دو نیرو یکدیگر را خنثی می‌کنند و در نتیجه روی آب شناور می‌مانید.

نکته جالب و شاید خلاف تصور این است که تفاوت گرانش زمین و تیتان در اینجا هیچ اهمیتی ندارد. در اثر گرانش ضعیف‌تر، وزن شما کمتر می‌شود، اما وزن مایع نیز به همان نسبت کاهش پیدا می‌کند. این دو اثر دقیقاً یکدیگر را خنثی می‌کنند. بنابراین اگر در دنیایی با گرانش سطحی کمتر، آب مایع وجود داشت، همچنان به همان شکلی که روی زمین شناور می‌مانید، روی آن آب هم شناور می‌شدید.

اما دریاچه‌های تیتان متفاوت‌اند؛ متان مایع آب نیست و در دمای تیتان، چگالی متان تقریباً نصف چگالی آب مایع است. در نتیجه، مایعی که هنگام ورود به آن جابه‌جا می‌کنید وزن کمتری دارد. اگر در یکی از دریاچه‌های تیتان شیرجه بزنید، نیروی شناوری کافی برای نگه‌داشتن شما وجود نخواهد داشت و غرق می‌شوید.

البته می‌توانید سعی کنید در متان دست‌وپا بزنید؛ اما برای این کار مجبورید آن‌قدر شدید حرکت کنید که خیلی زود خسته می‌شوید. با وجود هوای مرگبار در اطراف، غواصی با لوله تنفسی هم قطعاً منتفی است. گزینه دیگر قدم‌زدن در کف دریاچه متانی است که می‌تواند تفریح جالبی باشد.

بااین‌حال، یک گزینه دیگر هم دارید: موج‌سواری. موج‌سواری با بدن، با توجه به آن مشکل نه‌چندان کوچک «غرق‌شدن»، بسیار دشوار خواهد بود. البته بستن خودتان به بادکنک‌های هیدروژنی که از هوای تیتان سبک‌ترند می‌تواند سرگرم‌کننده باشد. بااین‌حال، چنین تجربه‌ای هرچقدر جالب و البته دست‌وپاگیر باشد، نمی‌تواند موج‌سواری با بدن محسوب شود.

اما آیا می‌توانید یک تخته موج‌سواری بردارید و روی موج‌های تیتان بایستید؟ بله! اما شرایط متفاوت خواهد بود.

پژوهشگران دریافتند که موج‌ها روی تیتان در سرعت‌های باد پایین‌تری شکل می‌گیرند و می‌توانند در مقایسه با موج‌های زمین که تحت تأثیر بادهایی با سرعت مشابه ایجاد می‌شوند، بسیار بزرگ‌تر شوند. برای مثال، مدل آن‌ها نشان می‌دهد که بادهایی با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه می‌توانند موج‌هایی با ارتفاع ۱۵ متر ایجاد کنند؛ یعنی به بلندی ساختمان پنج‌طبقه!

گرانش کمتر تیتان شاید تا حدی از ترسناک‌بودن چنین موج‌هایی کم کند، اما موج‌ها در آنجا آهسته‌تر هم حرکت خواهند کرد و در مقایسه با موج‌های زمین، حال‌وهوایی واقعاً وهم‌آور خواهند داشت.

اکنون فرض کنیم بتوانید با چشم‌انداز ترسناک موج‌هایی غیرعادی و کند اما عظیم که ممکن است شما را در خود بپیچند و درجا منجمدتان کنند، کنار بیایید. در این صورت، موج‌سواری روی آن‌ها چگونه خواهد بود؟

اولین مشکل، خود تخته موج‌سواری است. گرانش کمتر تأثیری بر شناوری ندارد، اما چگالی کمتر متان مایع به این معناست که به تخته‌ای با حدود دو برابر مساحت تخته‌ای که روی زمین استفاده می‌کنید، نیاز خواهید داشت. می‌توانید آن را دو برابر بلندتر یا دو برابر پهن‌تر بسازید، یا ترکیبی از این دو را انتخاب کنید. البته اگر تخته بیش از حد پهن باشد، پارو زدن با دست دشوار خواهد شد؛ بنابراین بهتر است آن را بلندتر کنید.

پارو زدن در هر صورت دشوار خواهد بود؛ زیرا چگالی کمتر مایع به این معناست که برای حرکت با همان سرعتی که روی زمین دارید، باید تقریباً دو برابر نیروی بیشتری وارد کنید. البته سرعت کمتر موج‌ها روی تیتان، رسیدن به آن‌ها و سوار شدن بر موج را آسان‌تر خواهد کرد. احتمالاً برای کنترل بهتر حرکاتتان، به باله بزرگ‌تری در زیر تخته هم نیاز خواهید داشت.

حفظ تعادل روی تخته شاید به لطف وزن کمترتان آسان‌تر باشد، اما به کمی عادت‌کردن نیاز دارد. وقتی موجی را گرفتید، هنگام ایستادن باید مراقب باشید که خودتان را به هوا پرتاب نکنید!

هنوز مشخص نیست که آیا موج‌های تیتان واقعاً بشکه‌ای می‌شوند یا نه؛ یعنی قسمت بالایی موج خم شود، روی خودش بغلتد و یک تونل مایع ایجاد کند که موج‌سوار بتواند از داخل آن عبور کند. این پدیده به ترکیبی پیچیده از سرعت و ارتفاع موج و شیب سطح زیر آن بستگی دارد. موج‌سواری نیز خود ترکیبی پیچیده از حفظ تعادل وزن روی تخته و جابه‌جا شدن به سمت عقب یا جلو برای بالا یا پایین‌آوردن دماغه تخته است. انجام این کار روی تیتان دشوارتر خواهد بود؛ زیرا وزن کمتر شما به این معناست که حرکاتتان در مقایسه با زمین باید بسیار اغراق‌آمیزتر باشد.

بنابراین شاید تصور اینکه تیتان روزی به مکان محبوب موج‌سواران تبدیل شود، کمی دشوار باشد. از طرف دیگر، موج‌سوارانی هستند که تقریباً همه چیز را فدای سفر به گوشه‌وکنار زمین می‌کنند تا تجربه‌های تازه و موج‌های جدیدی برای سوارشدن پیدا کنند. بنابراین شاید سوارشدن بر یک موج متانی ۴۰ متری در یکی از قمرهای زحل، دقیقاً همان ماجراجویی‌ای باشد که چنین موج‌سوارانی دنبالش هستند.