Τιτάνια (δορυφόρος)

Ανακάλυψη και ετυμολογία

Η Τιτάνια ανακαλύφθηκε από τον Ουίλιαμ Χέρσελ στις 11 Ιανουαρίου του 1787, την ίδια μέρα ανακάλυψε και τον δεύτερο μεγαλύτερο δορυφόρο του Ουρανού, τον Όμπερον. Για σχεδόν πενήντα χρόνια μετά την ανακάλυψή τους, η Τιτάνια και ο Όμπερον δεν παρατηρήθηκαν από οποιοδήποτε άλλο μέσο εκτός από του Ουίλιαμ Χέρσελ, αν και μπορεί να φαίνονται από τη Γη με ένα σημερινό ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο τελευταίας τεχνολογίας. Όλοι οι δορυφόροι του Ουρανού έχουν πάρει τα ονόματά τους από χαρακτήρες που δημιουργήθηκαν από τον Ουίλιαμ Σαίξπηρ και τον Αλεξάντερ Πόουπ. Το όνομα Τιτάνια δόθηκε από τη βασίλισσα των νεράιδων στο Όνειρο Θερινής Νυκτός. Τα ονόματα των τεσσάρων δορυφόρων του Ουρανού που ήταν τότε γνωστοί προτάθηκαν από τον γιο του Χέρσελ Τζον το 1852, κατόπιν αιτήματος του Ουίλιαμ Λάσελ, ο οποίος είχε ανακαλύψει τους άλλους δύο δορυφόρους, τον Άριελ και τον Ουμβριήλ, το προηγούμενο έτος. Η Τιτάνια αρχικά αναφερόταν ως «ο πρώτος δορυφόρος του Ουρανού», και το 1848 δόθηκε η ονομασία Ουρανός I από τον Ουίλιαμ Λάσελ, αν και μερικές φορές χρησιμοποιούνταν και η αρίθμηση του Ουίλιαμ Λάσελ (όπου η Τιτάνια και ο Όμπερον έχουν τους αριθμούς II και IV). Το 1851 ο Λάσελ αρίθμησε τελικά και τους τέσσερις γνωστούς δορυφόρους, σύμφωνα με την απόστασή τους από τον πλανήτη με λατινικούς αριθμούς, και από τότε η Τιτάνια έχει ορισθεί ως Ουρανός III. Το όνομα Τιτάνια έχει αρχαία ελληνική προέλευση, και σημαίνει «κόρη των Τιτάνων».

Τροχιά

Η Τιτάνια βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Ουρανό σε απόσταση περίπου 436.000 χιλιομέτρων (271.000 μίλια), και είναι ο δεύτερος πιο μακρινός δορυφόρος από τον πλανήτη μεταξύ των πέντε μεγάλων δορυφόρων του. Η τροχιά της Τιτάνιας έχει μια μικρή εκκεντρότητα και μία πολύ μικρή κλίση σε σχέση με τον ισημερινό του Ουρανού. Η περίοδος περιφοράς της είναι περίπου 8,7 ημέρες και συμπίπτει με την περίοδο περιστροφής. Με απλά λόγια η Τιτάνια είναι συγχρονισμένη με τον Ουρανό, δηλαδή δείχνει πάντα την ίδια όψη προς τον πλανήτη. Η τροχιά της Τιτάνιας βρίσκεται πλήρως εντός της μαγνητόσφαιρας του Ουρανού.
Ο Ουρανός περιστρέφεται σχεδόν πάνω στην εκλειπτική, το επίπεδο δηλαδή πάνω στο οποίο βρίσκεται η τροχιά του γύρω από τον Ήλιο, μοιάζει δηλαδή σαν να «κυλά» πάνω στην τροχιά του. Επειδή οι δορυφόροι του περιστρέφονται κάθετα στον ισημερινό του πλανήτη, (συμπεριλαμβανομένων και της Τιτάνιας) υπόκεινται σε έναν ακραίο εποχιακό κύκλο. Έτσι κάθε πόλος βρίσκεται 42 χρόνια σε απόλυτο σκοτάδι, και έπειτα 42 χρόνια σε συνεχή φως του ήλιου, με τον ήλιο να ανατέλλει κοντά στο ζενίθ πάνω από έναν από τους πόλους σε κάθε ηλιοστάσιο. Η προσέγγιση του Βόγιατζερ 2 το 1986 συνέπεσε με το θερινό ηλιοστάσιο στο νότιο ημισφαίριο, όταν σχεδόν όλο το βόρειο ημισφαίριο ήταν αφώτιστο.

Σύνθεση και εσωτερική δομή

Η Τιτάνια είναι ο μεγαλύτερος και ο πιο συμπαγής δορυφόρος του Ουρανού, και ο όγδοος μεγαλύτερος δορυφόρος στο ηλιακό σύστημα. Έχει πυκνότητα 1,71 g/cm³, η οποία είναι πολύ μεγαλύτερη από την τυπική πυκνότητα των δορυφόρων του Κρόνου, και δείχνει ότι αποτελείται από περίπου ίσες αναλογίες παγωμένου νερού και πυκνών συστατικών (εκτός πάγου), συστατικά που θα μπορούσαν να είναι κατασκευασμένα από πέτρωμα και ανθρακούχα υλικά, συμπεριλαμβανομένων βαρέων οργανικών ενώσεων. Η παρουσία παγωμένου νερού υποστηρίζεται από υπέρυθρες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις που έγιναν την περίοδο 2001-2005, οι οποίες έχουν αποκαλύψει κρυσταλλικό πάγο στην επιφάνεια του δορυφόρου. Εκτός από το νερό, η μόνη άλλη ένωση που εντοπίστηκε στην επιφάνεια της Τιτάνιας από τις υπέρυθρες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο συγκεντρώνεται κυρίως στο σκοτεινό ημισφαίριο. Η προέλευση του διοξειδίου του άνθρακα δεν είναι απολύτως σαφής.

Εξερεύνηση

Οι ως τώρα κοντινότερες εικόνες της Τιτάνιας προέρχονται από το Βόγιατζερ 2, το οποίο φωτογράφισε το δορυφόρο κατά το πέρασμα του από τον Ουρανό τον Ιανουάριο του 1986. Εφόσον η κοντινότερη απόσταση μεταξύ του Βόγιατζερ 2 και της Τιάνιας ήταν 365.000 χιλιόμετρα, οι καλύτερες εικόνες απεικονίζουν κάθε φορά περίπου 3,4 χιλιόμετρα της επιφάνειας του δορυφόρου. Οι εικόνες καλύπτουν περίπου το 40% της συνολικής επιφάνειας του δορυφόρου, αλλά μόνο το 24% αυτής φωτογραφήθηκε με αρκετή 
ανάλυση για την κατασκευή γεωλογικού χάρτη. Κατά το πέρασμα του Βόγιατζερ από την Τιτάνια το νότιο ημισφαίριο αυτής ήταν στραμμένο προς τον Ήλιο και μπόρεσε να φωτογραφηθεί, ενώ το βόριο ήταν σκοτεινό και δεν μπόρεσε να μελετηθεί.
Έκτοτε καμία αποστολή δεν έχει επισκεφτεί την Τιτάνια ή το σύστημα του Ουρανού και, έως τώρα, δεν υπάρχουν σχέδια για κάτι τέτοιο. Μία πιθανότητα, που τώρα έχει απορριφθεί, ήταν το Κασίνι να σταλεί από τον Κρόνο στον Ουρανό, ως μέρος μιας εκτεταμένης αποστολής. Μια άλλη πρόταση, αποτελεί η αποστολή Uranus orbiter and probe, όπως αξιολογήθηκε το 2010. O Ουρανός επίσης εξετάσθηκε ως μέρος μιας πορείας μιας πρόδρομης διαστρικής αποστολής, του Καινοτόμου Διαστρικού Εξερευνητή.
Ένα όχημα που θα ετείθετο σε τροχιά γύρω από τον Ουρανό ήταν 3η προτεραιότητα για το Flagship Programm της ΝΑΣΑ, και οι λεπτομέρειες για τη συγκεκριμένη αποστολή βρίσκονται υπό μελέτη και ανάλυση αυτή την στιγμή.