Cassinis Saturnorbit Nummer 182 hat begonnen

Am gestrigen Tag begann der mittlerweile 182. Umlauf der Raumsonde Cassini um den Saturn. Auch die kommenden zwei Wochen wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler in erster Linie dazu nutzen, um die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn eingehend zu untersuchen. Zudem ist für den 17. Februar ein dichter Vorbeiflug an dem Saturnmond Titan vorgesehen.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: CICLOPS, JPL, The Planetary Society.

NASA, JPL, Space Science Institute
Das Ringsystem des Saturn setzt sich aus mehr als 100.000 einzelnen Ringen zusammen, welche durch scharf umrissene Lücken voneinander abgegrenzt sind.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)

Bereits am gestrigen 7. Februar 2013 hat die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 22.12 Uhr MEZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Cassini in einer Entfernung von rund 1,66 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 182. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell verfügt die Raumsonde auf ihrer Saturnumlaufbahn immer noch über eine Inklination von 53 Grad. Bis Mitte dieses Jahres soll die Neigung der Cassini-Umlaufbahn im Rahmen verschiedener naher Vorbeiflüge an dem größten und massereichsten Saturnmond, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Titan, in mehreren Schritten allerdings noch auf fast 62 Grad erhöht werden.

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Die Nordpolregion des Saturn am 27. November 2012. Abbildungen von Wolkenstrukturen und die so ersichtlichen Veränderungen erlauben Rückschlüsse auf das aktuelle Wettergeschehen auf dem Saturn.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)

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 182 – dieser trägt die Bezeichnung “Rev 181” – insgesamt 22 Beobachtungskampagnen vorgesehen.

Die erste dieser Beobachtungen erfolgt am morgigen 9. Februar und wird den Saturn zum Ziel haben. Durch die hierbei geplanten Abbildungen der Saturnatmosphäre durch die WAC-Kamera, welche Bestandteil einer langfristig ausgelegten “Sturmbeobachtungskampagne” sind, sollen erneut aktuelle 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.

Im Anschluss an diese Beobachtungen wird sich die ISS-Kamera zunächst hauptsächlich auf das Ringsystem des Saturn konzentrieren. Neben der Beobachtung des F-Ringes – hier sollen die Wellen und Kanäle innerhalb der dortigen Ringstruktur untersucht werden, welche durch eine gravitative Interaktion mit dem Saturnmond Prometheus verursacht werden – bilden die Speichenformationen im B-Ring des Saturn eines der primären Aufnahmeziele für die WAC-Kamera.

Am 11. Februar soll zudem die Encke-Teilung mit der NAC-Kamera abgebildet werden. Hierbei wird auch der kleine, unregelmäßig geformte und im Durchschnitt lediglich rund 28 Kilometer durchmessende Saturnmond Pan in den Aufnahmebereich der Kamera gelangen.

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Das Ringsystem des Saturn. In der Ringteilung unten links ist der Mond Prometheus erkennbar. Links unterhalb der Bildmitte befindet sich der Mond Pan in der Mitte der Encke-Teilung. Bei dem hellen Punkt unmittelbar am inneren Rand der Encke-Teilung handelt es sich um einen Hintergrundstern.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)

Zwei Tage später ist die Erstellung von diversen hochaufgelösten Aufnahmen des inneren D-Ringes geplant. Aus einem aus diesen Bildern erzeugten Video soll die Staubverteilung im inneren Bereich des Ringsystems des Saturn abgeleitet werden – einer Region, welche die Raumsonde Cassini im Verlauf ihrer letzten Orbits um den Saturn im Jahr 2017 mehrfach durchfliegen wird.

Am 14. Februar wird Cassini schließlich um 13.50 Uhr MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 182, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 387.760 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden.

Bereits einen Tag zuvor soll die ISS-Kamera in Zusammenarbeit mit einem der Spektrometer der Raumsonde, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), den F-Ring des Saturn abbilden. Anschließende Beobachtungen werden dann den C-Ring zum Ziel haben, wobei dort speziell nach Anzeichen für eventuell in der Vergangenheit erfolgte nahe Begegnungen mit Asteroiden oder Kometenfragmenten gesucht werden soll. Der Durchzug solcher relativ massereicher Objekte durch das Ringsystem des Saturn würde deutlich erkennbare, gravitativ bedingte Veränderungen in der Anordnung der Ringteilchen verursachen, welche sich auch noch nach Jahrzehnten nachweisen lassen würden.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an den Saturn wird sich die ISS-Kamera auf den Mond Enceladus ausrichten und dort aus einer Entfernung von 290.000 Kilometern die von den in der Südpolregion dieses Saturnmondes gelegenen “Tigerstreifen” ausgehenden Fontänen aus Gas und feinen Wassereiskristallen abbilden, um eine eventuell veränderte Aktivität der bisher bekannten Auswurfzonen zu dokumentieren.

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Der Saturnmond Titan – aufgenommen am 20. September 2012 durch die NAC-Kamera aus einer Entfernung von 2,9 Millionen Kilometern. Die Aufnahme wurde mit einem Spektralfilter bei einer Wellenlänge von 938 Nanometern erstellt.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)

Drei Tage nach dem Passieren der Periapsis wird Cassini am 17. Februar schließlich im Rahmen eines gesteuerten Vorbeifluges um 11.22 Uhr MEZ den größten der Saturnmonde, den Titan, in einer Entfernung von 1.978 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 5,8 Kilometern pro Sekunde passieren. In der Phase der dichtesten Annäherung soll das Radio Science Subsystem (RSS) der Raumsonde für nähere Untersuchungen eingesetzt werden.

Während des Vorbeifluges an dem Mond wird die Raumsonde durch die von Titan ausgehenden gravitativen Einflüsse minimal von der vorgesehenen Flugbahn abgelenkt werden. Diese Abweichungen machen sich in einem von Cassini ausgestrahlten und von den Stationen des Deep Space Network (DSN) der NASA zu empfangenden Radiosignals durch eine Dopplerverschiebung bemerkbar. Durch die RSS-Messungen sollen nähere Informationen über die innere Struktur dieses zweitgrößten Mondes innerhalb unsreres Sonnensystems gewonnen werden. Speziell erhoffen sich die Wissenschaftler durch das RSS-Experiment weitere Erkenntnisse über eventuell existierende Heterogenitäten und Massekonzentrationen sowie über das eventuelle Vorhandensein eines unterirdischen Ozeans im Inneren von Titan.

Während der erfolgenden RSS-Messungen muss die für die Kommunikation mit dem DSN genutzte, vier Meter durchmessende HG-Antenne der Raumsonde allerdings exakt auf die Erde ausgerichtet sein. Da die wissenschaftlichen Instrumente der Raumsonde starr auf einer Instrumentenplattform montiert sind, ist es somit während der Hauptphase dieses Vorbeifluges nicht möglich, Aufnahmen des Mondes durch die ISS-Kamera zu gewinnen. Vor dem Beginn des RSS-Experiments und nach dessen Beendigung sind allerdings Aufnahmen der Mondoberfläche vorgesehen, bei denen speziell die Region “Adiri” – hierbei handelt es sich um ein ausgedehntes Dünenfeld im Bereich des Titan-Äquators – und die vom Saturn abgewandte südliche Hemisphäre des Titan abgebildet werden sollen.

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Diese Falschfarbenaufnahme der vom Südpol des Mondes Enceladus ausgehenden Plumes wurde am 27. November 2005 aus einer Entfernung von rund 148.000 Kilometern durch die NAC-Kamera der Cassini-Sonde angefertigt.
(Bild: NASA, JPL, Space Science Institute)

Im Rahmen dieses Titan-Vorbeifluges, es handelt sich dabei um den mittlerweile 90. Vorbeiflug, wird sich die Inklination der Raumsonde zudem auf 57,1 Grad erhöhen. Am 20. Februar 2013 wird Cassini schließlich um 06:02 MEZ in einer Entfernung von rund 1,5 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und auch diesen 182. Orbit um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 183 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre 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 nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.

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