Bereits am vergangenen Montag hat die Raumsonde Cassini ihren mittlerweile 177. Umlauf um den Saturn begonnen.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: CICLOPS, JPL, The Planetary Society.
(Bild: NASA, JPL, Space Science Institute)
Bereits am 3. Dezember erreichte die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 11:59 Uhr MEZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Cassini in einer Entfernung von rund 1,65 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren 177. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell verfügt die Raumsonde auf ihrer Saturnumlaufbahn über eine Inklination von 53 Grad. Bis Mitte des Jahres 2013 soll die Neigung der Cassini-Umlaufbahn im Rahmen verschiedener Passagen an dem Saturnmond Titan in mehreren Schritten allerdings noch auf fast 62 Grad erhöht werden.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Dieser geplante Flugverlauf wird es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern letztendlich bis zum März 2015 ermöglichen, speziell die Polarregionen des Saturn und des größten Mondes innerhalb des Saturnsystems, des etwa 5.150 Kilometer durchmessenden Mondes Titan, im Detail abzubilden und zu untersuchen. Zusätzlich wird auch das Ringsystem des Saturn von den abbildenden wissenschaftlichen Instrumenten der Raumsonde während der kommenden Monate auch wieder in seiner “Gesamtheit” besser erfasst werden können.
Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des 13 Tage andauernden Orbits Nummer 177 – dieser trägt die Bezeichnung “Rev 176” – insgesamt 24 Beobachtungskampagnen vorgesehen.
Die erste dieser Beobachtungskampagnen erfolgte bereits am gestrigen Tag und hatte den Saturn zum Ziel. Durch die Abbildung der Saturnatmosphäre, welche Bestandteil einer langfristig ausgelegten “Sturmbeobachtungskampagne” sind, sollten neue Daten über das dortige Wettergeschehen gesammelt werden. Durch die Beobachtung von markanten Wolkenformationen in der Atmosphäre des Ringplaneten lassen sich so zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und -geschwindigkeiten tätigen.
Ebenfalls am 4. Dezember stand zudem der kleine, äußere Saturnmond Kiviuq auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Außer den Daten von dessen Umlaufbahn um den Saturn, seinem Durchmesser von rund 16 Kilometern und seiner Rotationsperiode von etwa 21,82 Stunden ist über diesen erst im Jahr 2000 entdeckten Mond bisher nur sehr wenig bekannt. Die ISS-Kamera hat den Mond am gestrigen Tag über einen Zeitraum von etwa 10 Stunden aus einer Distanz von mehreren Millionen Kilometern mehrfach abgebildet.
Anhand der Variationen in der sich bei dieser Beobachtung ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit vorherigen Beobachtungen sollen dessen Helligkeitsvariationen und die sich daraus ergebende Rotationsperiode noch näher bestimmt werden. Diese Beobachtungssequenz ist Bestandteil einer langfristig angelegten Kampagne, in deren Verlauf mehrere der kleinen, äußeren Saturnmonde unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen aus jeweils mehreren Millionen Kilometern Entfernung abgebildet werden.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Für den morgigen 6. Dezember ist dagegen eine Beobachtung des F-Ringes des Saturn vorgesehen. Mittels der geplanten Aufnahmen sollen die diversen Wellen und Kanäle innerhalb der Ringstruktur abgebildet werden, welche durch eine gravitative Interaktion mit dem Saturnmond Prometheus verursacht werden.
Am 7. und 8. Dezember wird sich das Augenmerk der Raumsonde auf die Südpolregion des Saturn richten, wobei die ISS-Kamera in Zusammenarbeit mit einem der an Bord befindlichen Spektrometer, dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), nach dort aktiven Polarlichten Ausschau halten soll. Neben der Abbildung der Polarlichter dienen diese Aufnahmen dazu, um die Rotationsdauer des Magnetfeldes des Saturn näher zu bestimmen.
Ebenfalls am 8. Dezember soll zudem der Saturnmond Titan aus einer Distanz von 1,36 Millionen Kilometern abgebildet werden. Diese Beobachtungssequenz dient der Suche nach Wolkenformationen über der südlichen Hemisphäre des Titan, deren Dokumentation ebenfalls Auskunft über das Wettergeschehen und die Windaktivitäten geben werden. Parallel dazu soll die Verteilung von Aerosolen in den oberen Atmosphärenschichten des Mondes untersucht werden.
Am 10. Dezember wird Cassini um 03:16 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während des Orbits Nummer 177, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 387.780 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden. Bereits einige Stunden zuvor soll die ISS-Kamera dazu eingesetzt werden, und die Atmosphäre des Planeten zu erkunden. Durch die dabei gegebenen Beleuchtungsverhältnisse – die Sonne befindet sich zu diesem Zeitpunkt von der Raumsonde aus gesehen direkt hinter dem Saturn – können speziell die verschiedenen Schichten der oberen Planetenatmosphäre im Detail abgebildet werden.
Während des Passierens der Periapsis soll die WAC-Kamera zusammen mit einem weiteren Spektrometer, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), die Nordpolregion des Saturn abbilden. Das besondere Interesse der Wissenschaftler richtet sich dabei auf das dort befindliche Nordpol-Hexagon – eine Wolkenstruktur, welche bereits seit dem November 1980 bekannt ist und deren Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte immer noch nicht vollständig verstanden wurde (Raumfahrer.net berichtete).
(Bild: NASA, JPL, Space Science Institute, Cornell University)
Für den 12. Dezember ist eine Beobachtung des äußeren A-Ringes des Saturn vorgesehen. Mit den geplanten Aufnahmen sollen zum wiederholten Mal sogenannte “Propellerstrukturen” in diesem Ring dokumentiert werden. Bei diesen entfernt an Flugzeugpropeller erinnernden, lediglich etwa 15 bis 25 Kilometer großen Strukturen handelt es sich um kleine “Hohlräume” innerhalb des Ringes, welche durch die gravitativen Einflüsse von vermutlich lediglich wenige Dutzend Kilometer durchmessenden Mini-Monden – so genannter Moonlets – verursacht werden (Raumfahrer.net berichtete über den bei der Entstehung solcher “Propellerstrukturen” zugrunde liegenden Prozess). Durch die anzufertigenden Aufnahmen sollen die bisher bekannten Bahnparameter dieser Moonlets noch weiter verfeinert werden.
Weitere Beobachtungen werden in den folgenden Tagen die Monde Methone und Titan zum Ziel haben. Am 16. Dezember 2012 wird Cassini schließlich um 18:23 MEZ in einer Entfernung von rund 1,7 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und diesen 177. Orbit um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 178 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphärenschichten des Saturn vorgesehen.
Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA, der europäischen Weltraumagentur ESA und der italienischen Weltraumagentur ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), leitet die Mission im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn noch bis zum Jahr 2017 erkunden und am 15. September 2017 aufgrund des dann aufgebrachten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.
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