Le grandi lune in orbita attorno ai giganti gassosi del nostro sistema solare hanno ricevuto crescente attenzione negli ultimi anni. C'è interesse a esplorare ulteriormente Titano, ma questo è difficile dall'orbita perché vedere attraverso la fitta atmosfera è difficile. Volare su Titano è stato discusso in rete (a volte con disinvoltura), e questo è stato persino uno degli argomenti trattati dal fumetto immensamente popolare, XKCD.
Tuttavia, rimane il problema di alimentare la propulsione. I requisiti di potenza per il volo sono abbastanza minimi su Titano, quindi le ali solari potrebbero funzionare. Ma Titano presenta anche un'alternativa: la vela.
Con tutti quei laghi e fiumi, esplorare Titano con una nave di superficie potrebbe essere un ottimo modo per vedere gran parte della luna. Tuttavia, il veicolo non navigerebbe sull'acqua. I laghi di Titano sono composti da metano liquido. La sfida è quindi rendere galleggiante la nave: il metano liquido è solo il 45% più denso dell'acqua liquida. Ciò significa che avremmo bisogno di molti spostamenti. Uno scafo profondo e cavo potrebbe farlo, e si scopre che il metano liquido ha un vantaggio che aiuta a compensare la bassa densità: è molto meno viscoso dell'acqua.
Il numero di Reynolds è proporzionale al rapporto densità / viscosità e risulta che la resistenza all'attrito su uno scafo è inversamente proporzionale a Re. Mentre i mari e i laghi di Titano hanno solo il 45% di densità di acqua, hanno anche solo l'8% di viscosità. Ciò significa che la nave a vela Titan subirebbe solo circa il 26% della resistenza all'attrito come equivalente terrestre. [I progettisti di yacht hanno scoperto che la resistenza all'attrito è circa pari a 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. Questo ci lascia spazio per rendere lo scafo più profondo (importante per compensare la densità come sopra) e più a lungo (se vogliamo una linea di galleggiamento più lunga, che allungherà le onde dell'arco e migliorerà la velocità massima).
La stessa vela avrebbe avuto meno vento, in media, su Titano che sulla Terra. La velocità media del vento su Titano sembra essere di circa 3 metri / s, secondo Cassini, anche se potrebbe essere più alta sui laghi. La velocità media del vento sugli oceani terrestri è più vicina a 6,6 metri / s. Ma l'atmosfera di Titano è anche circa 4 volte più densa di quella terrestre e sia il sollevamento che la resistenza sono proporzionali alla densità del fluido. Tutto sommato, questo significa che la forza del fluido totale sulla vela sarà circa l'83% di quello che otterresti sulla Terra, a parità di tutto il resto, il che potrebbe essere sufficiente. Ci sarebbe un premio in termini di efficienza e dimensioni della vela, e quindi potremmo dover sfruttare lo scafo a basso attrito per esaminare le forme con maggiore stabilità che possono ospitare una vela più grande, più alta (e presumibilmente elevata).
Tutto questo è abbastanza speculativo, ovviamente, ma fornisce un esercizio divertente e forse fornisce ispirazione mentre immaginiamo navi robot a vela alta che silenziosamente girano i laghi di Titano.
È già stato proposto un concetto per una barca su Titano: il Titan Mare Explorer (TiME) invierebbe una boa galleggiante ad alta tecnologia per atterrare in un mare di metano su questa luna di Saturno per studiare la sua composizione e la sua interazione con l'atmosfera. Ma questo concetto di missione di classe Discovery fu annullato a favore dell'invio del lander InSight su Marte.
Ma con tutte le recenti scoperte su Titano da parte della navicella spaziale Cassini - cose come laghi, mari, fiumi e condizioni meteorologiche e climatiche che creano sia la nebbia che la pioggia - una missione come questa verrà presa in maggiore considerazione in futuro.
