Am morgigen Tag beginnt der mittlerweile 147. Orbit der Raumsonde Cassini um den Planeten Saturn. Wie bereits beim vorherigen Saturnumlauf wird das Augenmerk der Raumsonde während dieses 28 Tage dauernden Orbits fast ausschließlich auf den Saturn und seinen Mond Titan gerichtet sein.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: CICLOPS, JPL, Planetary Society, Wikipedia.
(Bild: NASA, JPL, Space Science Institute, Bearbeitung: Emily Lakdawalla (Planetary Society))
Am morgigen 6. März 2011 erreicht die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum Saturn. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich Cassini in einer Entfernung von etwa 3,21 Millionen Kilometer zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und beginnt zugleich ihren 147. Umlauf um den Ringplaneten. Die Raumsonde wird sich noch bis zum Mai 2012 auf einer Orbitbahn befinden, welche fast genau auf einer Ebene mit der Ringebene des Saturn sowie den Umlaufbahnen mehrerer größerer Saturnmonde verläuft.
Wie bereits der vorherige Orbit wird auch der morgen beginnende Umlauf, er trägt die Bezeichnung “Rev 146”, fast ausschließlich dazu genutzt werden, den Ringplaneten und den größten seiner 62 bisher bekannten Monde, den etwa 5.150 Kilometer durchmessende Titan, mit verschiedenen Instrumenten zu untersuchen und aus unterschiedlichen Entfernungen mit der ISS-Kamera der Raumsonde abzubilden. Die gegenwärtige äquatoriale Umlaufbahn der Raumsonde ermöglicht es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern, speziell die Äquatorregion des Titan eingehend zu untersuchen. Auch wird gegenwärtig ein Blick auf die Wolkenschichten in der Saturnatmosphäre ermöglicht, welcher nicht durch das Ringsystem des Planeten oder einen von den Ringen auf Saturn geworfenen Schatten eingeschränkt ist.
Die einzigen Beobachtungen mit der ISS-Kamera, welche in den nächsten 28 Tagen nicht den Saturn oder Titan zum Ziel haben, werden am 16. und am 30. März erfolgen. Für diese beiden Tage sind verschiedene Abbildungen des Mondes Skathi eingeplant. Dabei sollen aus einer Entfernung von mehreren Millionen Kilometern verschiedene Einzelaufnahmen dieses lediglich etwa acht Kilometer durchmessenden Mondes angefertigt werden. Die Beobachtung von Skathi ist Bestandteil einer langfristig angelegten Kampagne, in deren Verlauf mehrere der kleinen, äußeren Saturnmonde unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen aus mehreren Millionen Kilometern Entfernung abgebildet werden. Trotz der großen Distanz zwischen den Monden und der Raumsonde kann Cassini bei derartigen Beobachtungen wertvolle Daten über deren Ausdehnung, die sich daraus ergebende Gestalt sowie die Dauer der Rotationsperioden der einzelnen Monde sammeln, welche sich aus minimalen Variationen in den beobachteten Lichtkurven ergeben. Zusätzlich werden bei diesen Beobachtungen auch Informationen über die Ausrichtung der Rotationsachsen und die Rotationsrichtung der Monde gewonnen.
(Bild: NASA, JPL, Space Science Institute, Farbzusammenstellung: Ian Reagan)
Die bisherigen Beobachtungen des erst im Jahr 2000 entdeckten Mondes haben gezeigt, dass Skathi den Saturn auf einer sehr exzentrischen Bahn umläuft, wobei er sich entgegen der Rotationsrichtung des Saturn auf einer sogenannten “rückläufigen Umlaufbahn” bewegt. Bei einer Bahnexzentrizität von 0,269 beträgt der mittlere Abstand zum Saturn 15.641.000 Kilometer. Für einen vollständigen Umlauf um den Ringplaneten benötigt der Mond etwas mehr als 728 Tage.
Im Vergleich zu anderen Saturnmonden fällt die mittlere Dichte von Skathi mit einem Wert von 2,3 Gramm pro Kubikzentimeter relativ hoch aus. Dies deutet darauf hin, dass sich der Mond sehr wahrscheinlich in erster Linie aus Wassereis zusammensetzt, welches über einen hohen Anteil von Silikatgesteinen verfügt. Skathi besitzt eine relativ dunkle Oberfläche, was sich in einer Albedo von lediglich 0,06 – nur sechs Prozent des einfallenden Sonnenlichtes werden von der Mondoberfläche reflektiert – bemerkbar macht.
Das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment an Bord von Cassini wird seine wissenschaftlichen Aktivitäten allerdings bereits lediglich zwei Stunden nach dem Passieren der Apoapsis aufnehmen. Die NAC-Kamera soll dabei 22 Fotosequenzen anfertigen. Jede Sequenz wird aus sechs Bildern bestehen, welche mit jeweils drei verschiedenen Farbfiltern aufgenommen werden. Aus den Daten der so gewonnenen Mosaikaufnahmen wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler anschließend eine neue hoch aufgelöste Karte der Saturnatmosphäre und der dortigen Wolkenschichten erstellen.
(Bild: NASA, JPL, Space Science Institute)
Am 8. März wird die WAC-Kamera dann über einen Zeitraum von 18 Stunden das große Sturmgebiet auf der nördlichen Saturnhemisphäre überwachen, welches erst im Dezember 2010 von Amateurastronomen entdeckt wurde. Dieser helle und sehr kontrastreiche Sturm war seit seiner ersten Sichtung des öfteren das Ziel der Instrumente der Raumsonde. Im Verlauf der letzten Monate hat es sich noch weiter ausgebreitet und erstreckt sich mittlerweile über eine beachtliche Länge. Am 8. März sollen insgesamt 10 Aufnahmen dieses Sturmgebietes erstellt werden. Zwei vergleichbare Aufnahmesequenzen sind zudem für den 14. März vorgesehen.
Neben den Abbildungen des Sturmgebietes ist für den 8. März zusätzlich auch eine Beobachtung des Saturn mit dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS) vorgesehen, welches die sichtbare Scheibe des Planeten im UV-Bereich abbilden wird. Die UVIS-Beobachtungen sollen durch begleitende Aufnahmen der ISS-Kamera ergänzt werden und dienen fotometrischen und polarimetrischen Untersuchungen. Entsprechende Beobachtungen werden anschließend am 11., 17., 19. und 21. März aus unterschiedlichen Entfernungen zum Saturn wiederholt. Zwischendurch erreicht Cassini am 20. März um 12:45 MEZ die Periapsis, den Punkt der dichtesten Annäherung an den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems während des 147. Orbits.
Die Raumsonde wird sich der obersten Wolkenschicht des Saturn dabei bis auf eine Entfernung von 224.280 Kilometern nähern. Kurz zuvor wird am 18. März die nicht von der Sonne beleuchtete Hemisphäre des Saturn abgebildet. Das Ziel der dabei geplanten Aufnahmen ist die erneute Abbildung von Blitzen innerhalb der Saturnatmosphäre.
(Bild: NASA, JPL, Space Science Institute)
Am 9. März beginnt außerdem eine Beobachtungskampagne, welche den Zug der Wolken in der Saturnatmosphäre dokumentieren soll und bis zum 14. März andauert. Die sechs Einzelbeobachtungen dauern jeweils für einen Zeitraum von fünf Stunden an. Dabei werden sowohl die WAC- als auch die NAC-Kamera eingesetzt, welche den Saturn mit verschiedenen Farbfiltern abbilden. Durch die geringen Zeitabstände zwischen den Einzelaufnahmen von lediglich zehn Minuten kann mit den NAC-Bildern die Geschwindigkeit der Wolkenbewegungen bestimmt werden, wodurch sich die vorherrschenden Windgeschwindigkeiten ermitteln lassen.
Die Beobachtungen werden jeweils zwei Mal auf Regionen zwischen 25 und 45 Grad südlicher Breite, 5 Grad südlicher und 15 Grad nördlicher Breite sowie 30 und 50 Grad nördlicher Breite fokussiert sein. Bei den beiden letzten Aufnahmesequenzen wird sich das nördliche Sturmgebiet im Aufnahmebereich der Kameras befinden.
Zwischen den verschiedenen Saturn-Beobachtungen wird auch immer wieder der Mond Titan in den Fokus der ISS-Kamera gelangen. Am 8. März soll so zum Beispiel aus einer Entfernung von 2,94 Millionen Kilometern eine Region abgebildet werden, welche zwischen den Oberflächenformationen “Okavango” und “Senkyo” gelegen ist. Dieses Gebiet kann dabei zum ersten Mal seit dem September 2010 dokumentiert werden. Am folgenden Tag wird die südliche Senkyo-Region aus einer Entfernung von dann bereits 3,65 Millionen Kilometern erneut das Ziel der ISS sein. Weitere Titan-Aufnahmen sollen am 11. und am 29. März erfolgen. Mit den Aufnahmen sollen sowohl Oberflächenmerkmale als auch Wolken in der Atmosphäre des Mondes dokumentiert werden.
Am 3. April 2011 wird Cassini schließlich erneut die Apoapsis erreichen und den 147. Orbit um den Ringplaneten beenden. Auch während des damit beginnenden Orbits Nummer 148 werden sich die wissenschaftlichen Beobachtungen der Raumsonde in erster Linie auf die beiden größten Objekte innerhalb des Saturnsystems konzentrieren. Am 19. April wird Cassini dabei den Mond Titan im Rahmen eines gezielten Vorbeifluges in einer Entfernung von 10.053 Kilometern passieren.
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