CASSINI-HUYGENS - Mission zum Saturn

[Cpt.Finley]

...

[Spocky]

Cassini/Huygens

Im Sommer tritt die Cassini/Huygens Mission, ein Gemeinschaftsprojekt von NASA und ESA in die entscheidende Phase ein. Die NASA-Sonde Cassini beginnt ihre 4-Jahres-Tour durch das Jupiter System, die 74 Umläufe um den Ringplaneten und 44 Annäherungen an den Mond Titan, sowie zahlreiche Annäherungen an die anderen Monde umfassen soll. Bei einer der Annäherungen an Titan setzt Cassini dabei an Weihnachten 2005 die europäische Sonde Huygens ab, die als erste Sonde überhaupt auf einem fremden Mond landen soll. Man hält Titan für eine gefrorene Version der jungen Erde, die sich nach dem Aufblähen unserer Sonne vielleicht in eine 2. Erde verwandeln könnte.

Die wichtigsten Eckdaten der Mission gibts auf dieser NASA-Seite, einen deutschsprachigen Artikel findet ihr hier.

Hier gibts die neuesten Bilder, die Cassini aufgenommen hat und es gibt auch einen Artikel über die Beobachtungen von Titan.

[Bynaus]

durch das Jupiter System

Durch das Saturnsystem, meinst du wohl. Ich bin schon sehr gespannt, was bei dieser Mission noch alles rauskommt.

[Spocky]

Durch das Saturnsystem, meinst du wohl. Ich bin schon sehr gespannt, was bei dieser Mission noch alles rauskommt.

Ups, latürnich

Ja, besonders auf die Forschungsergebnisse von Titan bin ich gespannt. Ich wundere mich nur ein wenig, warum man sich um die Saturnmonde schon eher kümmert, als um die Jupitermonde, die ja wesentlich näher liegen...

[Bynaus]

Warum? Um die Jupitermonde hat man sich ja mit Galileo gekümmert. Die beiden Sonden stammen ja aus der selben "Generation". Es ist höchste Zeit, dass wir mehr über Saturn und vor allem seine Monde erfahren: Auf Enceladus, Rhea, Tethys und Dione könnte es Subeisozeane wie auf Europa geben, Titan ist vielleicht von einem riesigen Ölmeer bedeckt (einige Fanatiker haben ja dort schon den neuen "Golf" entdeckt), Iapetus ist auf einer Seite Schwarz, auf der anderen Weiss, etc.

[Spocky]

Ja, aber man hat da noch keine Sonde gelandet. Das meinte ich ja.

Öl ist eine organische Substanz. Sollte man auf Titan tatsächlich Öl finden, so wäre das eine riesige Sensation, die dem Nachweis von Außerirdischem Leben gleichkommt, denn eine andere Möglichkeit für die Entstehung von Öl ist mir nicht bekannt.

Einen Iapetus gabs auch auf der Erde schon. In Wales kann man die Sedimente bewundern, die sein Ende bezeugen

[Bynaus]

Ja, auch eine Rhea und eine Tethys gabs hier auf der Erde schon. Die Folgen der Schliessung letzterer lachen mich momentan gerade schneebedeckt an...

Nun, dass es auf Titan organische Substanzen gibt, weiss man schon lange - aus Spektren. Es gibt jede Menge organische Substanzen in seiner Atmosphäre. Die Frage ist nur, wie sehr diese die Oberfläche bedecken oder eben nicht. In Form eines Meeres? Oder in Form von einigen Seen? Hier gibts mehr Infos dazu:

http://www.uni-koeln.de/math-nat-fak/geomet/geo/forschung/extatmos/

Auch Galileo hat einen "Lander" abgesetzt, in die Atmosphäre von Jupiter, der etwa die selbe Grösse und Aufgabe hatte. Ich bin mir nicht mal sicher, ob Huygens überhaupt über eine Kamera an Bord verfügt, so dass wir Fotos von der Titanoberfläche erhalten könnten.

[Spocky]

Das mit dem "Lander" in der Jupiter Atmosphäre war mir bekannt, allerdings ist das Teil ja schon hoch in der Atmosphäre verglüht, was wohl auch so geplant war.

Ein Ölmeer setzt aber eben bestimmte Entstehungsbedingungen voraus, die an Leben geknüpft sind. So muss es z.B. erstmal planktonische Lebewesen gegeben haben, aus denen das Öl entstanden sein kann und dann auch noch eine aktive Tektonik.

[Bynaus]

Naja, "Öl" bezieht sich hier aber eher auf die Zusammensetzung und nicht auf die Entstehungsart. Dieses Öl wäre bestimmt anorganisch entstanden - nämlich aus der Atmosphäre herabgeregnet. Vermutlich hat Titan seine Atmosphäre von Kometenimpakten erhalten. Auch Ganymed könnte eine solche Atmosphäre haben, aber Jupiter ist nur halb so weit von der Sonne entfernt, so dass diese dünne Atmosphäre schnell wieder weg geblasen wird...

[drohne14]

Dieses Öl wäre bestimmt anorganisch entstanden - nämlich aus der Atmosphäre herabgeregnet.

Öl, anorganisch? Wie geht das? Hab ich noch nie gehört (ok, das will nichts heissen )

[Dr. Phlox]

Ich beobachte das ganze schon seit über einem Jahr über die NASA-Seite mit.

Und jeder Tag der näher kommt, macht es interessanter.
Zugegeben, bis jetzt ist noch nicht viel aufregendes passiert (hätte man sonst wohl auch in der Yellow Press mitbekommen).

Was den Zustand Titans angeht, so hofft man dort eine Atmosphäre mit hohem Methangehalt vorzufinden, so wies einst auf der Erde war.

Auf alle Fälle macht man sicht keine ernstahfte Hoffnung, dort schon Leben vorzufinden (Einzeller etc.).

[Bynaus]

Öl, anorganisch? Wie geht das? Hab ich noch nie gehört

Die betonung liegt hier auf "anorganisch entstanden", gemeint ist, "ohne den Einfluss von Leben" - natürlich ist Öl aber eine organische Substanz. Aber auf der Erde entsteht Öl durch sich zersetzende Mikrolebewesen - auf Titan muss es eine andere Erklärung geben, da die Temperaturen für Leben, wie wir es kennen, viel zu tief sind...

[Spocky]

Öl auf der Erde entsteht ja nicht nur durch Mikroorganismen, sondern es braucht auch noch bestimmte Bedingungen. Zunächstmal müssen die Kleinstlebewesen von Sauerstoff ausgeschlossen werden. Gut, das sollte auch auf Titan sicher kein Problem darstellen

Dann muss die Schicht, die diese Organismen enthält aber auch in eine gewissen Tiefe versenkt werden, wo die Druck- und Temperaturbedingungen hoch genug sind, um die langen Molekülketten in kleinere Kohlenwasserstoffe aufzuspalten. Dann braucht es noch ein poröses Speichergestein (meist Sandstein), in das das Öl hineinwandern kann und das geht auch nur unter bestimmten geologischen (tektonischen) Bedingungen. Was es also auf jeden Fall braucht, ist eine Tektonik und eine Erosion - um poröse Sedimentgesteine, wie Sandstein, zu generieren. Ob all diese Bedingungen auf Titan erfüllt sind, weiß ich nicht.

@ Dr. Phlox: Ein paar interessante Dinge hat man schon gemacht, aber eben nichts, was so weltbewegende Ergebnisse gebracht hätte, dass es auch für Normalverbraucher interessant wäre.

Hier mal ein Artikel aus dem DailyTrek #1724:

Und wieder fliegt eine Sonde quer durch das Sonnensystem, in dem neun Planeten um einen relativ unbedeutenden gelben Stern kreisen. Die Sonde, welche von quasi intelligenten Lebensformen auf dem dritten Planeten des Systems, der durch seine blaue Farbe ins Auge fällt, gebaut wurde, fliegt in Richtung eines Gasriesen mit Ringsystem, der den Namen Saturn trägt.

Aufgrund der Tatsache, dass Saturn etwa 1,3 Milliarden Kilometer von dem kleinen blauen Planeten Erde entfernt ist, fliegt die Sonde mit dem Namen Cassini-Huygens, an mehreren Planeten mit so genannten Swing-by-Manövern Schwung holend, über sechs Jahre durch das System, um ihr Ziel zu erreichen. Eine Zeit, in der Cassini-Huygens nicht viel zu tun hat, könnte man vermuten.

Doch weit gefehlt. Denn da die Sonde nicht einfach durch den leeren Raum fliegt, sondern mehrmals an Planeten vorbeifliegt, bietet sich den am Projekt beteiligten Wissenschaftlern die Chance, die Instrumente an Bord ausgiebig zu testen. So passierte das Raumfahrzeug, das ein Gemeinschaftsprojekt von der NASA und der europäischen Raumfahrtagentur ESA ist, zum Jahreswechsel 2000/2001 den Jupiter. Damals wurden die Instrumente auf den Gasriesen ausgerichtet, während er zeitgleich von der Jupitersonde Galileo beobachtet wurde - eine Einmaligkeit in der Geschichte der Raumfahrt. Die Mission Galileo endete erst kürzlich, als die Sonde aus Treibstoffmangel in die Atmosphäre des Planeten gelenkt wurde.

Nun kamen neue Aufgaben auf Cassini-Huygens zu. Denn ein italienischer Wissenschaftler benutzte aktuelle Daten der Sonde dazu, mit unerreichter Genauigkeit die Aussagen von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zu überprüfen. Immerhin gelang dies etwa fünfzig Mal so genau wie die exakteste vorherige Messung. Seine Entdeckung wurde in der Ausgabe vom 25. September 2003 des Magazins "Nature" veröffentlicht und entstand in einem gemeinsamen wissenschaftlichen Programm der NASA und der italienischen Weltraumagentur. Das Experiment stützt sich auf Daten aus dem Sommer 2002, als Cassini-Huygens, die Sonne und die Erde genau auf einer Linie lagen und sich immerhin über eine Milliarde Kilometer zwischen ihnen befand.

Die Forscher untersuchten die Frequenzveränderung der Radiowellen von der Sonde, als diese die Sonne sehr dicht passierten. Das heißt, sie maßen genau die Veränderungen der Wellen eines Signals, das von der Deep-Space-Network-Station in Goldstone, Kalifornien zur Sonde und wieder zurück geschickt wurde.

Sami Asmar von der Radio Science Group sagte zum Nutzen des Experiments: "Die wissenschaftliche Bedeutung dieser Ergebnisse ist die Bestätigung der allgemeinen Relativitätstheorie sowie Einsteins Entwicklungen in unerreichter Genauigkeit. Der technische Nutzen liegt bei unserem Vorhaben, die rauen Bedingungen der Sonne für Radiosignale zu bewältigen."

Die Forscher maßen, wie stark die Gravitation der Sonne die elektromagnetischen Strahlen "verbiegt", in diesem Fall das Signal der Sonde, das von der Bodenstation empfangen wurde. Nach der allgemeinen Relativitätstheorie erzeugen massereiche Objekte wie die Sonne eine Krümmung der Raumzeit, die auch von Radio- und Licht-Wellen durchlaufen werden muss, wenn sie in der Nähe des Objekts vorbeilaufen.

Da die Wellen dadurch eine längere Strecke zurücklegen als sie das auf geradem Weg tun würden, kommen die Signale von Cassini-Huygens später bei der Bodenstation in Kalifornien an. Die Dauer dieser "Verschiebung" der Ankunft des Signals gibt exakt Auskunft über die Genauigkeit von Einsteins Theorie. Obwohl Abweichungen von der allgemeinen Relativität in manchen kosmologischen Modellen vorhergesagt wurden, konnten bisher keine experimentell nachgewiesen werden. Diese Überprüfung der Relativität soll nicht die Frage klären, ob die Theorie richtig oder falsch ist. Sie soll vielmehr herausstellen, in wie weit die Theorie die Gravitation in einem realistischen Maße beschreibt.

Bisher konnte das Experiment nicht in der gleichen Genauigkeit durchgeführt werden, da die Korona der Sonne starke Störungen in den Signalen verursacht. Cassini-Huygens ist die erste Sonde, die diesem Problem mit einer neuen Sendetechnik begegnen kann: Sie stellt mehrere Verbindungen auf unterschiedlichen Frequenzen her, die von der ebenfalls neu ausgerüsteten 34-Meter-Antenne in Goldstone empfangen werden können. Dies reduziert die Effekte des interplanetaren und solaren Plasmas auf die Signale. Die Störungen, die durch die Erdatmosphäre verursacht werden, konnten ebenfalls mithilfe einer neuartigen Technik entfernt werden, die eigens für die Cassini-Mission entwickelt worden war.

Das Experiment ist Teil einer ganzen Reihe von Radio-Versuchen während der Flugphase der Mission. Dabei soll auch nach niederfrequenten Gravitationswellen gesucht werden. Gravitationswellen konnten bisher nicht nachgewiesen werden, obwohl sie theoretisch vorhergesagt wurden.

Cassini wird am 1. Juli 2004 in die Umlaufbahn des Saturns eintreten und etwa sechs Monate später die europäische Partnersonde Huygens aussetzen. Diese wird in die Atmosphäre des Saturn-Mondes Titan eintreten. Bis heute ist unklar, wie es unter den dichten Wolkenschichten des Trabanten aussieht.

<-- Related Links -->
+ Saturn: http://www.raumfahrer.net/astronomie...m/saturn.shtml
+ Saturn-Monde: http://www.raumfahrer.net/astronomie...rn_monde.shtml
+ Cassini-Huygens: http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/.../cassini.shtml
+ Deep Space Network: http://www.raumfahrer.net/news/raumf...03112633.shtml
+ Sonne: http://www.raumfahrer.net/astronomie...em/sonne.shtml

<-- TZN Raumfahrer.net -->
Weitere Nachrichten und Artikel zu Raumfahrt und Astronomie finden Sie ständig aktuell unter http://www.raumfahrer.net .
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[Bynaus]

Öl auf der Erde entsteht ja nicht nur durch Mikroorganismen, sondern es braucht auch noch bestimmte Bedingungen. Zunächstmal müssen die Kleinstlebewesen von Sauerstoff ausgeschlossen werden. Gut, das sollte auch auf Titan sicher kein Problem darstellen

Dann muss die Schicht, die diese Organismen enthält aber auch in eine gewissen Tiefe versenkt werden, wo die Druck- und Temperaturbedingungen hoch genug sind, um die langen Molekülketten in kleinere Kohlenwasserstoffe aufzuspalten. Dann braucht es noch ein poröses Speichergestein (meist Sandstein), in das das Öl hineinwandern kann und das geht auch nur unter bestimmten geologischen (tektonischen) Bedingungen. Was es also auf jeden Fall braucht, ist eine Tektonik und eine Erosion - um poröse Sedimentgesteine, wie Sandstein, zu generieren. Ob all diese Bedingungen auf Titan erfüllt sind, weiß ich nicht.

Nein, diese Bedingungen sind auf Titan nicht erfüllt - aber das Öl dort entsteht durch das ausregnen von organischen Substanzen (Methan, Ethan, u.a.) aus der Atmosphäre. Die Frage ist, wieviel von diesem Öl es gibt: Genug, um Seen oder gar Ozeane zu füllen?

[Spocky]

Ah, im Moment wird mir gerade was klar. Ich denke die ganze Zeit immer an Öl, wie es auf der Erde vorkommt, aber bei den Bedingungen auf Titan sind sicher kürzere Kohlenwasserstoffverbindungen im flüssigen Zustand, als bei uns. Demnach ist das, was bei uns ein Gas ist, dort ein Öl. OK, unter dieser Betrachtungsweise glaube ich schon, dass es dort auch Öl gibt