Cassini-Huygens

Künstlerische Vorstellung der Oberfläche des Saturnmondes Titan. Die Raumsonde der ESA Huygens wird im Januar 2005 auf ihm landen.

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Der Saturn Mond Phoebe, fotografiert von Cassini im Juni 2004. Das Bild wurde aus einer Entfernung von etwa 2000 Kilometern aufgenommen.

Bei der Cassini-Huygens-Mission handelt es sich um eine Mission zur Erforschung des Saturn und seiner Monde. Das Raumschiff besteht dabei aus zwei Elementen: dem Cassini Orbiter, der den Saturn und seine Monde für vier Jahre umrunden soll, und der Sonde Huygens, die zur Untersuchung des Saturnmondes Titan dient und auf ihm landen soll.

Die Mission

Cassini-Huygens ist ein gemeinsames Projekt von NASA, ESA und der italienischen Weltraumagentur. Der Orbiter Cassini wurde vom Jet Propulsion Laboratory der NASA entwickelt und gebaut, die Sonde Huygens, die die Atmosphäre von Titan untersuchen soll, von der ESA und die italienische Weltraumagentur stellte die Hochleistungs-Kommunikationsantenne. 17 Nationen beteiligten sich an der Finanzierung der Mission, die Daten für über 200 Wissenschaftler liefern soll. Das Berliner Institut für Planetenforschung des DLR ist mit ebenfalls mit mehreren Experimenten am Orbiter beteiligt.

Gestartet wurde die Sonde am 15. Oktober 1997. Auf ihrer 7-jährigen Reise in Richtung Saturn passierte die Sonde Venus, die Erde und anschließend Jupiter. Die Bordinstrumente konnten bereits bei diesen Begegnungen zahlreiche wissenschaftliche Daten liefern. So ergaben die Radardaten der Venus die bisher genaueste Kartierung des Planeten. Die kombinierte Erkundung des Jupiters durch Cassini-Huygens und Galileo liefert zahlreiche einzigartige Daten über das Planetensystem. Die Daten über die Erde sind interessant sowohl für simulierte Suche nach außerirdischem Leben als auch für den Umweltschutz.

Die Weltraumsonde soll den Saturn im Juli 2004 erreichen. Der Start geriet in die Schlagzeilen, da die große Raumsonde ihre Energie mit Hilfe von Radioisotopengeneratoren (RTG) erzeugt, die mit radioaktivem Material arbeiten. Daher hatten besonders Umweltverbände die Risiken während des Starts und der Swing-by-Manöver an der Erde kritisiert. Die Energie erzeugt der RTG, indem er die Wärme aus radioaktivem Zerfall in elektrische Energie umwandelt.

Missionsverlauf

Jupiter

Nach ihrem Start am 15. Oktober 1997 verlief der Flug von Cassini-Huygens alles andere als ereignislos. Sie konnte während mehrerer Swing-By-Manöver bereits ihre Instrumente an den Planeten Erde, Venus und Jupiter testen. Letzterer Vorbeiflug bildete den bisherigen Höhepunkt der Reise, als Cassini zum Jahreswechsel 2000/2001 bisher unerreicht scharfe Aufnahmen des gesamten Jupiters schoss.

Beweis für die Relativitätstheorie

Nach dem Jupiter-Vorbeiflug ging es direkt in Richtung Saturn. Für diese Strecke sollte die Sonde noch einmal ganze dreieinhalb Jahre brauchen - mehr als die Hälfte ihrer gesamten Flugzeit. Doch während dieser Zeit musste Cassini arbeiten: Im Sommer 2002 lagen Erde, Sonne und die Raumsonde genau auf einer Linie. Die Sonne lag also genau zwischen Erde und Cassini. Diese Konstellation nutzten italienische Wissenschaftler die allgemeine Relativitätstheorie Albert Einsteins genauer zu überprüfen.

Das Experiment wurde bereits im frühen 20. Jahrhundert durchgeführt: Während einer totalen Sonnenfinsternis konnte die Position eines Fixsterns neben seiner eigentlichen Position gemessen werden - ein Beweis dafür, dass die Sonne mit ihrer Masse den Raum krümmt und dadurch Licht ablenkt werden kann. Das italienischen Experiments arbeitete nach dem selben Prinzip: Durch die Masse der Sonne wurde das Signal der Sonde so ablenkt, dass es scheinbar von einer anderen Position aus abgesendet sein müsste. Die Messung erlaubte eine 50-mal genauere Messung des Phänomens, als dies von der Erde aus möglich war. [1]

Titan in Sicht

Priorität bekam vor der Ankunft am Saturn schließlich die genauere Erforschung von Titan. Dies wird auch nach der Ankunft am 1. Juli fortgesetzt, um die Landung von Huygens auf dem Saturntrabanten im Januar 2005 vorzubereiten. Zu diesem Zweck hatte auch das Hubble-Teleskop kürzlich hochaufgelöste Aufnahmen von dem bewölkten Mond geschossen. Die bisher besten Cassini-Aufnahmen von Titan gelangen im Juni 2004, als die Sonde nur noch 10,4 Millionen Kilometer von dem Mond entfernt war.

Vorbei an Phoebe

Am 11. Juni 2004 passierte die Sonde den äußeren Saturnmond Phoebe mit einem Abstand von nur 2.068 km und untersuchte diesen erstmals seit der Voyager 2 Mission aus der Nähe. Voraussichtlich am 1. Juli wird Cassini-Huygens in eine Umlaufbahn um Saturn eintreten.

Geplanter Missionsverlauf [2]

1. Juli 2004: Größte Saturn-Annäherung, 19.960 km
2. Juli 2004: Titan-Vorbeiflug, 339.000 km
27. August 2004: Größte Saturndistanz (Apoapsis), 9 Mio. km
26. Oktober 2004: 1. gezielter Titan-Vorbeiflug, 1.200 km
13. Dezember 2004: 2. gezielter Titan-Vorbeiflug, 2.340 km
25. Dezember 2004: Absetzen der Huygens-Sonde
14. Januar 2005: Huygens-Titanlandung
14. Januar 2005: Cassini-Titan-Vorbeiflug

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Huygens landet auf Titan

Im Dezember 2004 wird sich die europäische Schwestersonde Huygens vom Orbiter trennen und im Januar 2005 in die Titan-Atmosphäre eindringen. Die Kapsel wird, durch einen Hitzeschild geschützt, in der Atmosphäre abgebremst werden. Nach Unterschreitung der Schallgeschwindigkeit wird ein Fallschirm entfaltet werden, der die Sonde schwebend zur Oberfläche herabsinken lässt. Während des gesamten Durchgangs durch die Atmosphäre werden chemische, physikalische und meteorologische Messungen ausgeführt. Kurz vor Erreichen der Oberfläche wird ein Scheinwerfer den Landeplatz ausleuchten um genauere Bilddaten zu erhalten.

Außer der obligatorischen Kamera hat die Sonde weitere Instrumente an Bord, die zur Messung des Magnetfeldes benutzt werden, sowie die anderen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums erkunden.

Titan ist der einzige bekannte Mond unseres Sonnensystems, der eine dichte Atmosphäre besitzt. Bisher ist völlig unklar, was sich unter den dichten Wolkenschleiern, die aus Methan bestehen, verbirgt. So ist Huygens ebenso dazu fähig auf einer festen Oberfläche, wie auf einem Ozean aus flüssigem Methan zu landen und auch im schwimmenden Zustand die Daten zielgenau zu senden. Aufgrund der sehr niedrigen Temperaturen von minus 183° Celsius wird der Lander nur bis zu 30 Minuten arbeiten, bevor seine Instrumente einfrieren. Er ist darauf programmiert, möglichst schnell alle an Bord befindlichen Experimente durchzuführen und an Cassini zu übermitteln, der als Relais-Station zur Kommunikation mit der Erde dient.

Die Namensgeber

Der Orbiter wurde nach dem italienischen Mathematiker und Astronom Giovanni Domenico Cassini benannt, der im Jahre 1683 erstmals eine ausführliche Beschreibung des so genannten Zodiakallichts, einer Leuchterscheinung, machte. Die Sonde Huygens wurde nach dem gleichnamigen Astronom, Mathematiker und Physiker Christiaan Huygens benannt, der den Saturnmond Titan am 23. März 1665 entdeckt hatte.

Weblinks