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Autor: Axel Orth / 01. Februar 2005, 21:53 Uhr

Huygens-DWE-Experiment nun doch erfolgreich

Radioastronomen konnten ein erstes Profil der Windgeschwindigkeiten auf dem Titan aus dem Trägersignal von Huygens ableiten, das das Green-Bank-Teleskop (USA) aufgezeichnet hatte.

Cosmic Mirror/Uni Bonn
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Illustration: ESA
In 50 Kilometer Höhe über dem Titan stellten sie einen "zonal positiv gerichteten Wind" (auf Deutsch: in Titan-Ostrichtung) mit einer Geschwindigkeit von 40 bis 50 Meter pro Sekunde fest, die bis zur Oberfläche bis auf wenige Meter pro Sekunde sank. Demnach bewegt sich die Atmosphäre tatsächlich schneller als der Mond selbst. Diese "Superrotation" zu messen, war das Hauptziel des DWE-Experiments.

Ein Wind von 45 Meter pro Sekunde, das entspricht rechnerisch knapp Windstärke 14. Solche Orkanwinde sind zwar in mittleren Höhen nichts Besonderes, aber doch mehr als theoretisch voraus berechnet. In noch höheren Schichten der Atmosphäre spielten sich beim Abstieg bizarre Dinge ab, der Dopplersignatur nach zu urteilen. Speziell zu dem Zeitpunkt, als sich der dritte und letzte Fallschirm entfaltete, kam es zu dramatischen Sprüngen im Trägersignal. Dazu passen auch frühere Meldungen über die Auswertung von Daten anderer Experimente, wonach die Sonde in der oberen Atmosphäre heftiger durchgeschüttelt wurde, als die Wissenschaftler vorher erwartet hatten. Dies muss die schwierigste Phase des Abstiegs gewesen sein, aber Huygens überstand sie mit Bravour.

Die Daten stammen aus ersten Auswertungen des Doppler-Wind-Experiments (DWE) der Universität Bonn unter Leitung von Dr. Michael Bird: Der Sender des Datenkanals A von Huygens strahlte sein Trägersignal mit einer bekannten Frequenz im Gigahertz-Bereich aus, die durch Verwendung eines neuartigen, in der Raumfahrt erstmals eingesetzten Oszillators auf Rubidiumbasis extrem genau eingehalten wurde. Die Frequenzschwankungen, die während des Abstiegs auftraten, resultierten also allein aus dem Dopplereffekt des Signals, hervorgerufen durch Änderungen der Relativgeschwindigkeit zwischen Sender und Empfänger. Damit können selbst kleinste Effekte erfasst werden, wie etwa die Drehung der Sonde um sich selbst. Dank hoch entwickelter Auswertungssoftware kann der momentane räumliche Bewegungszustand und die Position der Sonde erstaunlich genau bestimmt werden.



Schematische Darstellung: Huygens strahlt während der Landung das DWE-Signal aus. Cassini ist in der Nähe, "hört" aber nicht zu. Doch das Signal wird, stark abgeschwächt, auch auf der Erde in über 1 Milliarde Kilometer Entfernung empfangen.
Bild: Raumfahrer.net

Als Empfänger war am 14. Januar eigentlich die "Muttersonde" Cassini eingeplant, deren Kanal-A-Empfänger für das DWE ebenfalls speziell aufgerüstet worden war. Durch ein Missgeschick, für das die ESA laut eigener Angabe selbst verantwortlich ist, war dieser Empfänger allerdings nicht eingeschaltet worden. Zum Glück hatten aber zahlreiche Radioteleskope auf der Erde das Signal von Huygens ebenfalls empfangen und aufzeichnen können, allen voran das Green-Bank-Teleskop (USA). Und da die Bewegung der Erde im Raum ebenso bekannt ist wie die von Cassini, ist es offenbar trotz der Schwäche des Signals auch so möglich, den für die Messungen interessanten Doppleranteil mathematisch auszufiltern. Bis zu 90 Prozent der ursprünglich erhofften Daten sollen rekonstruierbar sein.
 
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