Quelle: NASA / Erin Morton, 10. März 2026

In Zusammenarbeit mit Teams aus Regierung, Industrie und Wissenschaft baut APL für die NASA eine atomgetriebene Drohne in der Größe eines Autos. Der Start von Dragonfly ist frühestens für 2028 geplant. Die Drohne wird eine sechsjährige Reise zum Saturnmond Titan unternehmen, wo sie verschiedene Orte erkunden wird, um die Chemie, Geologie und Atmosphäre des terrestrischen Mondes zu untersuchen und letztendlich unser Verständnis der chemischen Ursprünge des Lebens zu erweitern.

Zu den Hauptaktivitäten in den ersten Wochen dieser Projektphase gehörten Leistungs- und Funktionstests an zwei kritischen Komponenten: dem integrierten Elektronikmodul (IEM) und den Stromversorgungseinheiten (PSUs). Das IEM ist sozusagen das „Gehirn“ von Dragonfly und enthält die zentrale Avionik des Raumfahrzeugs (wie Befehls- und Datenverarbeitung, Steuerung und Navigation sowie Kommunikation) in einem einzigen platzsparenden und energieeffizienten Gehäuse. Das IEM und beide PSUs wurden an das Verkabelungssystem von Dragonfly angeschlossen und haben ihre ersten Stromversorgungsprüfungen bestanden. „Dieser Meilenstein markiert im Wesentlichen die Geburt unseres Flugsystems“, sagte Elizabeth Turtle, Dragonfly-Projektleiterin bei APL. „Der Bau eines einzigartigen Fahrzeugs, das über eine andere Ozeanwelt in unserem Sonnensystem fliegen soll, bringt uns an die Grenzen des Möglichen, aber genau deshalb ist diese Phase so spannend. Das Team leistet hervorragende Arbeit, und jede Komponente, die wir installieren, und jeder Test, den wir durchführen, bringt uns dem Start von Dragonfly zum Titan einen Schritt näher.“

Bis hierher war viel Arbeit nötig. Die Aeroshell- und Cruise-Stage-Baugruppen werden derzeit bei Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado, integriert und getestet. Das Team hat eine Reihe gründlicher aerodynamischer Tests in den Windkanälen des Langley Research Center der NASA in Hampton, Virginia, durchgeführt. In der Titan-Kammer am APL werden weiterhin Tests mit der Schaumbeschichtung durchgeführt, die das Drehflügelflugzeug vor den eisigen Temperaturen auf dem Titan schützen soll. Die wissenschaftliche Nutzlast wird an verschiedenen Standorten im In- und Ausland zusammengestellt. Das Flugfunkgerät wurde bereits geliefert, weitere Flugsysteme sollen innerhalb der nächsten sechs Monate geliefert und getestet werden. Die Integration und Erprobung von Dragonfly wird bei APL bis Ende dieses Jahres und bis Anfang 2027 fortgesetzt, wenn bei Lockheed Martin Tests auf Systemebene geplant sind. Ende nächsten Jahres kehrt der Lander zu APL zurück, um dort letzte Tests unter Weltraumbedingungen zu durchlaufen, bevor er im Frühjahr 2028 zum Kennedy Space Center der NASA in Florida gebracht wird, um im Sommer desselben Jahres an Bord einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete gestartet zu werden.

„Der Beginn der Integration und der Tests ist ein wichtiger Meilenstein für das Dragonfly-Team“, sagte Annette Dolbow, Leiterin der Dragonfly-Integration und -Tests bei APL. „Wir haben Jahre damit verbracht, dieses erstaunliche Drehflügelflugzeug am Computer und im Labor zu entwerfen und zu verfeinern, und jetzt können wir all diese Elemente zusammenführen und Dragonfly in ein echtes Flugsystem verwandeln.“

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• Dragonfly

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Quelle: ESA/AboutUs/CorporateNews, 27. November 2025

Minister und hochrangige Vertreter aus den 23 Mitgliedstaaten, assoziierten Mitgliedern und kooperierenden Staaten bekräftigten ihre Unterstützung für wichtige Wissenschafts-, Forschungs- und Technologieprogramme sowie für eine erhebliche Aufstockung des Budgets für Weltraumanwendungen – Erdbeobachtung, Navigation und Telekommunikation. Diese drei Elemente sind auch von grundlegender Bedeutung für die Initiative „European Resilience from Space“, eine gemeinsame Antwort auf kritische Weltraumanforderungen in den Bereichen Sicherheit und Resilienz.
„Dies ist ein großer Erfolg für Europa und ein wirklich wichtiger Moment für unsere Autonomie und Führungsrolle in Wissenschaft und Innovation. Ich bin dankbar für die harte Arbeit und die sorgfältigen Überlegungen, die in die Bereitstellung der neuen Beiträge der Mitgliedstaaten geflossen sind, die gegenüber dem Ministerrat der ESA 2022 eine Steigerung von 32 % bzw. inflationsbereinigt von 17 % bedeuten“, sagte ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher.
„Angesichts einer schwierigen geopolitischen Lage vertrauen alle Staaten, die zum ESA-Haushalt beitragen, und auch die Europäische Kommission darauf, dass die ESA weiterhin Programme durchführt, die die Führungsrolle Europas im Weltraum stärken und dazu beitragen, unsere Fähigkeiten auf der Erde, im Orbit und im Weltraum zu erweitern. Auch wenn wir in diesem Jahr 50 Jahre voller Erfolge gefeiert haben, steht die Arbeit erst am Anfang.“
Der diesjährige Ministerrat war die erste Etappe der Umsetzung der Strategie 2040 der ESA, mit der die Weichen für die europäischen Weltraumambitionen gestellt und die Ziele definiert wurden, die erreicht werden müssen, um die langfristigen Ziele für die Aktivitäten Europas im Weltraum und bei Anwendungen auf der Erde zu erreichen.

Europa befähigen, eine Führungsrolle in der Weltraumwissenschaft zu übernehmen

Passenderweise hat sich die ESA in ihrem 50. Jubiläumsjahr erneut der Wissenschaft verschrieben. Die Mitgliedstaaten haben eine historische Steigerung von 3,5 % pro Jahr über die Inflationsrate hinaus zugesichert, die einige der fantasievollsten Missionen unserer Geschichte ermöglichen und die wissenschaftliche Führungsrolle Europas stärken wird. Der erste Schritt wird darin bestehen, die im Langzeitplan „Cosmic Vision“ beschriebenen Missionen durchzuführen – darunter LISA und NewAthena. Der nächste große Sprung für die Wissenschaft wird jedoch durch die technologische Entwicklung für Missionen im Rahmen des Plans „Voyage 2050“ ermöglicht, insbesondere durch den ehrgeizigen Plan, mit der Großmission „L4“ zum Saturn und seinem Mond Enceladus nach Leben auf Enceladus zu suchen. Diese Mission erfordert eine sofortige technologische Entwicklung, um den Südpol von Enceladus unter idealen Lichtverhältnissen zu erreichen.

Stärkung der Sicherheit und Widerstandsfähigkeit Europas

Die Initiative „European Resilience from Space“ wurde ins Leben gerufen, um die Dual-Use-Kapazitäten Europas zu unterstützen. Die ersten Mittel fließen in ein System, das Zugang zu Satellitenbildern mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung ermöglicht – durch die Bündelung und gemeinsame Nutzung von Ressourcen und den Aufbau eines Netzwerks zur Schließung von Beobachtungslücken. Unterstützt wird dies durch neue Navigationsdienste aus der erdnahen Umlaufbahn und durch sichere Konnektivität. Das klare Mandat zur Nutzung von Weltraumanwendungen für nicht-aggressive Verteidigungszwecke bedeutet eine historische Veränderung für die ESA. Auf der CM25 wurde beschlossen, dass die Anmeldefrist bis zum nächsten Jahr offen bleibt, damit die teilnehmenden Staaten das neue Programm berücksichtigen können.

ESA-Technologie als Herzstück aller Missionen

Die Technologie zur Unterstützung dieses Programms und anderer innovativer Missionen der ESA wird mit Hilfe eines erheblich aufgestockten Budgets für technologische Wegbereiter, kritische Komponenten, Digitalisierung und neue Technologien entwickelt werden. Unabhängigkeit in der Technologie ist neben dem garantierten Zugang zum Weltraum der Schlüssel zur Verwirklichung der europäischen Ambitionen im Weltraum.

Eine Reihe wichtiger Aktivitäten in europäischen Weltraumbereichen wird gestärkt werden:

• Die europäischen Trägerraketen Ariane 6 und Vega-C werden weiterhin eine Vorreiterrolle bei der Erforschung des Weltraums einnehmen. Die ESA wird auch weiterhin die Entwicklung des europäischen Marktes für Trägerraketen sowie die Entwicklung neuer Transportmöglichkeiten in den Orbit unterstützen, darunter auch die European Launcher Challenge.
• Die europäischen Märkte für Weltraumhardware und Weltraumdaten werden durch die Fortsetzung erfolgreicher Kommerzialisierungsprogramme weiterentwickelt. Die ESA wird weiterhin private Investitionen fördern, Innovationen vorantreiben und KMU sowie neue Marktteilnehmer in der Raumfahrtindustrie stärken. Für kofinanzierte Projekte wurde ein Budget von 3,6 Mrd. EUR vereinbart, das voraussichtlich erhebliche private Finanzmittel anziehen wird.
• Die Führungsrolle Europas in der Erdbeobachtung wird mit der Vorbereitung der zweiten Generation von Copernicus-Satelliten (insbesondere den optischen Missionen Sentinel-2 Next Generation und Sentinel-3 Next Generation) aufrechterhalten. Im Rahmen von FutureEO wird die ESA Weltklasse-Missionen im Bereich der Geowissenschaften entwickeln und betreiben, zukünftige operative Copernicus- und meteorologische Missionen vorbereiten und die Nutzung von Daten für Earth Action unterstützen.

Ausbau der Erkundungskapazitäten

Die ESA-Mitgliedstaaten haben ihr Engagement für die Erforschung des Weltraums bekräftigt und solide Pläne zur Stärkung internationaler Partnerschaften vorgelegt. Die Rosalind-Franklin-Mission zur Landung eines Rovers auf dem Mars wird mit Blick auf einen Starttermin im Jahr 2028 finanziert, während die ESA Missionen zum Mond vorbereitet, von denen die wichtigste die Argonaut-Landefähre ist. Die ESA wird daran arbeiten, eine Reihe weiterer Technologien risikofrei zu machen, um die europäische Präsenz in der erdnahen Umlaufbahn und darüber hinaus in den kommenden Jahrzehnten zu unterstützen. In der Zwischenzeit haben die ESA und ihre Mitgliedstaaten vereinbart, kurzfristige Maßnahmen zu ergreifen, um den Zugang europäischer Astronauten zur Internationalen Raumstation bis zum geplanten Ende ihrer Nutzung im Jahr 2030 zu gewährleisten. Auf der CM25 wurde auch die Entwicklung des LEO-Frachtrückführungsdienstes bestätigt, einschließlich zweier Demonstrationsmissionen, die das Andocken an die ISS zum Ziel haben. Vor der CM28 ist eine Zwischenbesprechung auf Ministerebene geplant, um sich auf die zu erwartenden Veränderungen in der internationalen Zusammenarbeit einzustellen.

Verteidiger der Erde

Drei wichtige Missionen machen den Großteil der Finanzierung im Bereich der Weltraumsicherheit aus: Ramses, Rise und Vigil. Die Ramses-Mission, die unter hohem Zeitdruck aufgebaut werden soll, um den Asteroiden Apophis bei seiner Annäherung an die Erde im Jahr 2029 abzufangen, ist finanziert und wird dazu beitragen, sich auf zukünftige potenziell gefährliche Asteroiden vorzubereiten. Die Weltraumwettermission Vigil, die ursprünglich von CM22 befürwortet wurde, wird weiter umgesetzt, wobei die vorläufige Entwurfsprüfung des Raumfahrzeugs für Anfang nächsten Jahres vorgesehen ist. Um künftig Abfall im Weltraum zu reduzieren, wird die Erprobung von In-Orbit-Servicing durch Rise, eine Partnerschaft mit der Industrie, finanziert.
Das Raumfahrzeug SAGA – eine Demonstrationsmission für Quantenkommunikation – wird in die Bau- und Umsetzungsphase übergehen. Das Moonlight-Programm, das Kommunikations- und Navigationsdienste auf dem Mond vorsieht, wird weiterentwickelt.

Neue ESA-Aktivitäten in den Mitgliedstaaten

Die ESA hat Absichtserklärungen unterzeichnet, um neue Zentren in zwei Mitgliedstaaten vorzubereiten. Mit Polen wurde eine Absichtserklärung unterzeichnet, um die Möglichkeit der Einrichtung eines neuen Zentrums zu prüfen, das sich auf Sicherheit und Dual-Use-/Multi-Use-Anwendungen spezialisiert. Eine Absichtserklärung zwischen Norwegen und der ESA ermöglicht es beiden Seiten, die Einrichtung eines ESA-Arktis-Raumfahrtzentrums in Tromsø zu prüfen.
Während der Ministerkonferenz wurden zwei Resolutionen verabschiedet: die Resolution zur Förderung der Zukunft Europas durch die Raumfahrt und die Resolution zum Umfang der Ressourcen für die obligatorischen Aktivitäten der Agentur für den Zeitraum 2026-2030.

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• ESA Ministerratskonferenz 2025 in D

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Autor: Star-Light.

Der Saturn ist der sechste Planet im Sonnensystem von der Sonne aus gesehen. Er gehört zu den äußeren Planeten, jenseits des Asteroidengürtels und ist ein Gasplanet. Saturn hat ein ausgeprägtes Ringsystem aus neun Ringen, dass schon Galilei 1610 mit seinem Teleskop entdeckte.

Den Planeten selbst kann man noch mit bloßem Auge beobachten, er ist nach Jupiter der zweitgrößte Planet im Sonnensystem und der äußerste Planet, der sich noch ohne eine Teleskop beobachten lässt.

Saturn verfügt über 62 Monde von denen viele kleiner als 10 km sind. Als Gasplanet hat Saturn keine feste Oberfläche aber einen Gesteinskern, ähnlich der Erde aber mit mindestens dem 10-fachen Durchmesser.

Zu den weiteren Besonderheiten des Saturn gehört, dass er etwa die doppelte Menge Energie abgibt wie er von der Sonne erhält. Außerdem verfügt er über ein starkes Magnetfeld. Seine Atmosphäre hat Ähnlichkeit mit der des Jupiter, man kann ebenfalls Wolkenbänder beobachten, die aber nicht so stark ausgeprägt sind.

Die wohl interessantesten Monde des Saturn sind der Titan, mit einer nennenswerten Atmosphäre und Enceladus bei dem unter der gefrorenen Oberfläche ein Wasserozean vermutet wird und der aus Geysiren Fontänen aus Wassereis ausstößt. Insgesamt bietet das gesamte System noch viel Potential für Entdeckungen.

Zahlen Daten und Fakten zum Saturn hat die NASA in englischer Sprache im „Saturn Fact Sheet“ zusammengestellt.

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

In den frühen Morgenstunden des 26. Juni 2015 erreichte die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 01:56 MESZ erneut die Apoapsis – den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems. Zu diesem Zeitpunkt befand sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 2,43 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren bereits 219. Umlauf um den Ringplaneten.

Aktuell weist die Flugbahn von Cassini eine Inklination von lediglich 0,4 Grad auf. Aufgrund dieser geringen Neigung der Flugbahn der Raumsonde gegenüber der Ringebene kann gegenwärtig unter anderem das vertikale Strukturprofil der verschiedenen Ringe des Saturn eingehender untersucht werden. Außerdem passiert die Raumsonde auf dieser in der Äquatorebene des Saturn verlaufenden Flugbahn regelmäßig mehrere der inneren Saturnmonde in verhältnismäßig geringen Entfernungen. Zudem ergibt sich durch diesen Flugverlauf gelegentlich auch die Möglichkeit, mehrere der insgesamt 62 Monde gleichzeitig abzubilden.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses 20 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 218“ lautet, insgesamt 27 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Teil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Zusätzlich stehen zudem auch mehrere Saturnmonde auf dem Beobachtungsprogramm der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler. Den Höhepunkt des jetzigen Saturnumlaufs stellt dabei ein für den 7. Juli 2015 vorgesehener Vorbeiflug an dem Mond Titan dar.
Zwecks der Vorbereitung auf diesen gesteuerten Vorbeiflug sind für den heutigen Tag sowie für den 3. Juli zwei kurze Aktivierungen der Triebwerke der Raumsonde vorgesehen, mit denen Cassini auf die für die Passage des Titan notwendige Flugbahn dirigiert werden soll.

Das erste Beobachtungsziel: Der Mond Kiviuq
Die erste Beobachtungskampagne der ISS-Kamera während des neuen Saturnumlaufs wird am 29. und 30. Juni einen der kleineren, äußeren Saturnmonde – den Mond Kiviuq – zum Ziel haben. Mit einer scheinbaren Helligkeit von lediglich 22,0 mag handelt es sich bei diesem rund 16 Kilometer durchmessenden und erst im Jahr 2000 entdeckten Mond um ein äußerst lichtschwaches Objekt, welches von der Erde aus nur extrem schwierig zu beobachten ist.

Im Rahmen dieser insgesamt mehr als 30 Stunden andauernden Kampagne soll Kiviuq aus einer Entfernung von etwa 11,4 Millionen Kilometern mehrfach mit der ISS-Kamera abgebildet werden. Anhand der Variationen in der sich bei dieser Beobachtungssequenz ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen wollen die beteiligten Wissenschaftler die Helligkeitsvariationen auf dessen Oberfläche und die daraus abzuleitende Rotationsperiode dieses Mondes sowie die Ausrichtung von dessen Rotationsachse noch besser als bisher bekannt bestimmen. Zwei weitere Kiviuq-Beobachtungssequenzen sind für den 1. und den 2. Juli vorgesehen.

Der Mond Titan aus der Ferne
Am 3. Juli wird die ISS-Kamera auf den größten der Saturnmonde, den 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, gerichtet sein und diesen aus einer Entfernung von etwa 2,43 Millionen Kilometern abbilden. Durch die regelmäßig erfolgende Dokumentation von Wolkenstrukturen und kleineren Sturmgebieten und deren Positionsveränderungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der Titanatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen. In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ‚Sturmbeobachtungskampagne‘ lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ‚Großwetterlage‘ auf dem Titan dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Saturn um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete).

Suche nach Polarlichtern auf dem Saturn
Im Anschluss an die Titan-Kampagne wird die ISS-Kamera auf den Saturn gerichtet sein und in Zusammenarbeit mit einem weiteren Instrument, dem Ultraviolet Imaging Spectrograph (kurz „UVIS“), im Bereich des dortigen Südpols nach dort eventuell gerade auftretenden Polarlichtern Ausschau halten. Die Untersuchung solcher durch die Aktivität der Sonne verursachten Leuchterscheinungen innerhalb der Atmosphäre eines von einem Magnetfeld umgebenen Planeten im äußeren Sonnensystem erlaubt Rückschlüsse auf die dort auftretenden Auswirkungen der Sonnenaktivität und ist zugleich von Bedeutung für die zukünftig zu erstellenden Vorhersagen des in der Umgebung unseres Heimatplaneten zu erwartenden Weltraumwetters. Eine ähnliche Beobachtung ist für den 13. Juli vorgesehen.

Periapsis
Am 5. Juli 2015 wird Cassini schließlich um 13:14 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 219, erreichen und die obersten Wolkenschichten des Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 187.830 Kilometern nahe der Umlaufbahn des Mondes Mimas passieren. Diese Gelegenheit soll genutzt werden, um am 4. und 5. Juli mit einem weiteren Instrument, dem Magnetospheric Imaging Instrument (kurz „MIMI“), das innere Magnetfeld des Saturn zu vermessen.

Der Titan-Vorbeiflug T-112
Am 7. Juli steht dann der Höhepunkt dieses 219. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 10:10 MESZ wird die Raumsonde den Mond Titan im Rahmen eines zielgerichteten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 5,6 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 10.953 Kilometern passieren. Die mit diesem mittlerweile 113. Vorbeiflug der Raumsonde am Titan – das Manöver trägt die Bezeichnung „T-112“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung.

Hierbei soll zunächst ein weiteres Spektrometer – das Composite Infrared Spectrometer (kurz „CIRS“) – genutzt werden, um ein grobes Temperaturprofil der Atmosphäre zu erstellen und deren Zusammensetzung zu untersuchen. Zugleich wird die ISS-Kamera Teilbereiche der Titanoberfläche abbilden. Die anzufertigenden Aufnahmen werden verschiedene markante Regionen wie zum Beispiel die Dünenlandschaften von Xanadu sowie die Gebiete Fensal, Aztlan und Quivira und den etwa 80 Kilometer durchmessenden Sinlap-Impaktkrater in der östlichen Fensal-Region zeigen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung von Cassini an den Titan wird erneut das CIRS-Spektrometer die wissenschaftlichen Aktivitäten dominieren. Aufgrund der diesmal gegebenen relativ großen Entfernung zum Titan – frühere Vorbeiflüge verliefen mehrfach in Entfernungen von weniger als 1.000 Kilometern – wird es dem Instrument am 7. Juli möglich sein, sowohl die Nordpolregion als auch den Südpol des Titan eingehender zu untersuchen. Auch hierbei konzentriert sich das Interesse der beteiligten Wissenschaftler auf die Erstellung von aktuellen Temperaturkarten und die Untersuchung der Atmosphärenzusammensetzung. Durch diese Daten erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über eventuelle Unterschiede in der Titanatmosphäre, welche durch die unterschiedlichen Jahreszeiten auf den beiden Hemisphären bedingt sind.

Auch nach der Phase der dichtesten Annäherung wird das CIRS weitere Temperaturdaten, diesmal aber von der ‚Nachtseite‘ des Mondes, sammeln. Unterstützt wird das Instrument dabei von einem weiteren Spektrometer, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (kurz „VIMS“).

Der Abschluss des Orbits Nummer 218
Nach dem Abschluss des Titan-Vorbeifluges wird die ISS-Kamera in den folgenden Tagen zunächst mehrfach einzelne Ringe des Saturn abbilden. Weitere Beobachtungen haben den Saturn zum Ziel und dienen – wie bereits zuvor beim Titan – auch dort der Dokumentation der aktuellen Wetterlage. Eine weitere Beobachtungskampagne hat den Mond Enceladus zum Ziel, wo die von der Südpolregion dieses Mondes ausgehenden feinen Jets aus Wasserdampf und Eispartikeln dokumentiert werden sollen.

Am 11. und am 16. Juli stehen zudem zwei weitere der kleineren, äußeren Saturnmonde – die nur wenige Kilometer großen Monde Ymir und Bestla – auf dem Beobachtungsprogramm. Auch bei diesen beiden Monden wollen die beteiligten Wissenschaftler durch die zu erstellenden Aufnahmen die Rotationsperioden sowie die Ausrichtung der jeweiligen Rotationsachsen bestimmen.

Ebenfalls am 16. Juli 2015 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 10:20 MESZ in einer Entfernung von rund 2,7 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 219. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 220 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet ein nicht gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Dione, welcher dabei am 27. Juli in einer Entfernung von etwa 60.500 Kilometern passiert werden soll.

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 (Raumfahrer.net berichtete).

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• Raumsonde CASSINI
• Planet Saturn
• Saturnmond Titan
• Saturnmond Enceladus
• Saturnmonde (allgemein)

Verwandte Internetseiten:

• CICLOPS (engl.)

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

Am 7. Juni 2015 wird die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 03:49 MESZ erneut die Apoapsis – den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 2,43 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden und damit zugleich ihren bereits 218. Umlauf um den Ringplaneten beginnen.

Aktuell weist die Flugbahn von Cassini eine Inklination von lediglich 0,3 Grad auf. Aufgrund dieser geringen Neigung der Flugbahn der Raumsonde gegenüber der Ringebene kann gegenwärtig unter anderem das vertikale Strukturprofil der verschiedenen Ringe des Saturn eingehender untersucht werden. Außerdem passiert die Raumsonde auf dieser in der Äquatorebene des Saturn verlaufenden Flugbahn regelmäßig mehrere der inneren Saturnmonde in verhältnismäßig geringen Entfernungen.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses 18,9 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 217“ lautet, insgesamt 24 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Teil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Zusätzlich stehen zudem auch mehrere Saturnmonde auf dem Beobachtungsprogramm der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler. Den Höhepunkt des in Kürze beginnenden Saturnumlaufs stellt dabei ein für den 16. Juni 2015 vorgesehener dichter Vorbeiflug an dem Mond Dione dar.
Die ersten Beobachtungsziele: Titan und Saturn
Nur wenige Stunden nach dem Beginn dieses neuen Umlaufs um den Ringplaneten wird die ISS-Kamera auf den größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, den 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, gerichtet sein und diesen aus einer Entfernung von etwa 1,88 Millionen Kilometern abbilden. Unmittelbar darauf wird die Kamera direkt auf den Saturn ausgerichtet, um dort nach markanten Wolkenformationen Ausschau zu halten. Durch die regelmäßig erfolgende Dokumentation von Wolkenstrukturen und kleineren Sturmgebieten und deren Positionsveränderungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der Saturnatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ‚Sturmbeobachtungskampagne‘ lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ‚Großwetterlage‘ auf dem Saturn dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Planeten um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete). Bis zum 14. Juni sind noch fünf weitere derartige ‚Wetter‘-Beobachtungen vorgesehen.

Der Mond Hyrrokkin
Am 10. Juni wird sich die ISS-Kamera schließlich auf einen der kleineren, äußeren Saturnmonde – den Mond Hyrrokkin – richten. Mit einer scheinbaren Helligkeit von lediglich 23,5 mag handelt es sich bei diesem nur etwa acht Kilometer durchmessenden und erst im Jahr 2006 entdeckten Mond um ein äußerst lichtschwaches Objekt, welches von der Erde aus nur extrem schwierig zu beobachten ist.

Im Rahmen dieser mehrere Stunden andauernden Kampagne soll Hyrrokkin aus einer Entfernung von etwa 14,7 Millionen Kilometern mehrfach mit der ISS-Kamera abgebildet werden. Anhand der Variationen in der sich bei dieser Beobachtungssequenz ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen wollen die beteiligten Wissenschaftler die Helligkeitsvariationen auf dessen Oberfläche und die daraus abzuleitende Rotationsperiode dieses Mondes sowie die Ausrichtung von dessen Rotationsachse noch besser als bisher bekannt ermitteln.

Astrometrische Beobachtungen
Für den 12. Juni sind diverse sogenannte ‚astrometrische Beobachtungen‘ von mehreren der kleineren, inneren Saturnmonde vorgesehen. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Parameter von deren gegenwärtigen Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Derartige Messungen sind außerdem dazu dienlich, um den exakten Masseschwerpunkt innerhalb des komplexen Saturnsystems zu ermitteln und fortlaufend zu präzisieren. Eine weitere astrometrische Beobachtungskampagne soll am 14. Juni durchgeführt werden.

Weitere Monde
Ebenfalls noch am 14. Juni wird die ISS-Kamera dokumentieren, wie der Mond Enceladus vor der nördlichen Hemisphäre des Mondes Mimas vorbeizieht und diese dabei verdeckt. Die beiden Monde werden dabei 1,19 Millionen Kilometer beziehungsweise 1,46 Millionen Kilometer von der Raumsonde Cassini entfernt sein.

Für den folgenden Tag ist die Beobachtung eines weiteren äußeren Mondes – diesmal handelt es sich um den etwa 13 Kilometer durchmessenden Mond Tarvos – vorgesehen. Wie bereits einige Tage zuvor bei Hyrrokkin sollen auch hier Daten über die Rotationsperiode dieses Mondes sowie die Ausrichtung von dessen Rotationsachse gesammelt werden. Zum Zeitpunkt der mehrstündigen Beobachtungskampagne wird sich Tarvos in einer Entfernung von etwa 21,5 Millionen Kilometern zu Cassini befinden. Eine zweite Tarvos-Kampagne ist für die frühen Morgenstunden des 16. Juni eingeplant.

Zwischen diesen beiden Beobachtungssequenzen wird die ISS-Kamera jedoch zunächst auf den zweitgrößten Saturnmond – den 1.528 Kilometer durchmessenden Mond Rhea – gerichtet sein und zusammen mit einem weiteren Instrument der Raumsonde, dem Composite Infrared Spectrometer (kurz „CIRS“) aus einer Entfernung von 220.000 Kilometern diverse Aufnahmen von dessen Oberfläche anfertigen.

Periapsis
Am 16. Juni 2015 wird Cassini schließlich um 14:44 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 218, erreichen und die obersten Wolkenschichten des Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 188.520 Kilometern nahe der Umlaufbahn des Mondes Mimas passieren. Bereits wenige Stunden zuvor – um 07:25 MESZ – wird die Raumsonde zudem den kleinen, inneren Mond Polydeuces mit einer Geschwindigkeit von 6,6 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von lediglich 34.744 Kilometern ‚überfliegen‘. Diese Gelegenheit soll genutzt werden, um die Oberfläche von Polydeuces mit dem ISS-Kamerasystem abzubilden. Aufgrund seines geringen Durchmessers von lediglich vier Kilometern wird Polydeuces auf diesen Fotos jedoch trotzt der dabei gegebenen relativ geringen Entfernung lediglich eine Fläche mit einen Durchmesser von etwa 14 Pixeln einnehmen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an den Saturn soll das CIRS-Spektrometer zum Einsatz kommen. Mit den dabei zu gewinnenden Beobachtungsdaten soll erneut der Einfluss untersucht werden, welche die in den oberen Schichten der Saturnatmosphäre auftretenden Dunstschleier auf die in den tiefer gelegenen Schichten befindlichen Wolkenformationen ausüben. Diese CIRS-Messungen werden durch zusätzliche Aufnahmen der ISS-Kamera unterstützt.

Der Dione-Vorbeiflug D-4
Ebenfalls am 16. Juni steht zudem der Höhepunkt dieses 218. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 22:12 MESZ wird die Raumsonde den viertgrößten Saturnmond – den Mond Dione – im Rahmen eines zielgerichteten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 7,3 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 515,9 Kilometern passieren. Der am 21. März 1684 von dem italienischen Astronomen Giovanni Cassini entdeckte Mond Dione verfügt über einen mittleren Durchmesser von rund 1.123 Kilometern. Im Durchschnitt verläuft die Bahn von Dione in einer Entfernung von 377.420 Kilometern zum Saturn. Für einen Umlauf um den Ringplaneten benötigt der Mond etwa 2,7 Tage.

Die mit diesem mittlerweile vierten Vorbeiflug an Dione – das Manöver trägt deshalb die offizielle Bezeichnung „D-4“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung mit dem Einsatz des ISS-Kamerasystems. Die Kameras sollen dabei verschiedene Bereiche der Oberfläche in einer hohen Auflösung abbilden. Diese Aufnahmen sollen den Planetologen dabei behilflich sein, die Entwicklungsgeschichte von Dione noch besser als bisher möglich zu beschreiben und Erkenntnisse über die Prozesse zu gewinnen, welche zu der Bildung der vielfältig gestalteten Oberfläche geführt haben.

Auf Diones Oberfläche sind sowohl Gebirgsketten als auch stark verkraterte Regionen und ausgedehnte, flache Ebenen mit nur wenigen Kratern vertreten. Die verkraterten Regionen weisen zahlreiche Impaktkrater mit Durchmessern von teilweise mehr als 100 Kilometern auf. In den Ebenen erreichen die Krater dagegen nur selten Durchmesser von mehr als 30 Kilometern. Diese unterschiedliche Kraterverteilung weist auf ein unterschiedliches Alter der Oberfläche von Dione hin. Bei einem der am 16. Juni abzubildenden Oberflächenbereiche handelt es sich um eine Region namens „Eurotas Chasmata“ – einem offenbar tektonisch deformierten Gebiet, welches über eine Ausdehnung von fast 1.000 Kilometern verfügt und das erstmals in den Jahren 1980 und 1981 durch die NASA-Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 dokumentiert wurde.

Der wissenschaftliche Schwerpunkt dieses Vorbeifluges wird allerdings durch den Einsatz des Radio Science Subsystems (kurz „RSS“) der Raumsonde Cassini dominiert. Mit einem Wert von 1,47 Gramm pro Kubikzentimeter weist Dione nach Enceladus und Titan die drittgrößte mittlere Dichte aller Saturnmonde auf. Dione besteht zwar größtenteils aus Eis, dürfte allerdings auch über einen signifikanten Anteil an Silikatgesteinen verfügen, welches etwa ein Drittel der Gesamtmasse des Mondes ausmacht.

Durch die RSS-Messungen soll entschlüsselt werden, ob diese Gesteine undifferenziert verteilt sind, oder ob sie sich – wie bei einem terrestrischen Planeten – in einem Gesteinskern konzentrieren. Entsprechende Informationen lassen sich aus der hochgenauen und durch das RSS-Experiment durchzuführenden Vermessung des Schwerkraftfeldes von Dione ableiten.

Während des Vorbeifluges an dem Mond wird die Raumsonde durch die von Dione ausgehenden gravitativen Einflüsse zwar minimal, aber doch deutlich registrierbar von der vorgesehenen Flugbahn abgelenkt werden. Diese Abweichung macht sich durch eine geringfügig veränderte Laufzeit der Radiosignale, welche Cassini während des Vorbeifluges konstant zur Erde aussenden wird, bemerkbar. Hierzu sendet Cassini im Bereich des S-Bandes eine hochstabile Trägerwelle in Richtung Erde aus, ohne selbst Signale zu empfangen. Hierfür wird der Sender der Kommunikationsanlage der Raumsonde verwendet, welcher die Trägerwelle mit einer Sendeleistung von zehn Watt abstrahlt.

Durch die Auswertung dieser auf dem Doppler-Effekt basierenden Daten lässt sich nicht nur die Masse von Dione und die sich daraus ergebende mittlere Dichte näher bestimmen. Vielmehr können hierdurch auch Aussagen über den inneren Aufbau dieses Mondes getätigt werden. Neben der Beantwortung der Frage, ob Dione über einen regelrechten Kern verfügt, erhoffen sich die beteiligten Wissenschaftler durch das RSS-Experiment weitere Erkenntnisse über einen eventuell existierenden unterirdischen Ozean (Raumfahrer.net berichtete) sowie über Heterogenitäten und Massekonzentrationen in dessen Inneren.

Die über einen Zeitraum von fünf Stunden durchzuführende RSS-Kampagne wird etwa 2,5 Stunden vor der dichtesten Annäherung an Dione beginnen. Während der erfolgenden RSS-Messungen muss die vier Meter durchmessende Hauptantenne der Raumsonde allerdings exakt auf die Erde ausgerichtet sein. Nur so können die von Cassini abgesetzten Radiosignale von den Empfangsstationen des Deep Space Network (DSN) der NASA mit einer ausreichenden Präzision empfangen werden. Da die wissenschaftlichen Instrumente starr auf einer Instrumentenplattform montiert sind, ist es somit während der Hauptphase dieses Vorbeifluges nicht möglich, Fotoaufnahmen von der Dione-Oberfläche durch die ISS-Kamera zu gewinnen.

Erst nach dem Abschluss der RSS-Messungen können somit neben der ISS-Kamera auch verschiedene Spektrometer ihre Beobachtungen von Dione fortsetzen. So soll dann zum Beispiel das CIRS-Instrument die ‚Nachtseite‘ von Dione abtasten und Temperaturmessungen durchführen. Hierdurch erhoffen sich die beteiligten Wissenschaftler Informationen über die Mechanismen des Wärmetransports und der Wärmeabgabe auf der Oberfläche von Dione, woraus sich auch Rückschlüsse über deren mineralogische Zusammensetzung ableiten lassen.

Nicht von den RSS-Messungen betroffen ist dagegen ein weiteres Instrument der Raumsonde – das Ion and Neutral Mass Spectrometer (kurz „INMS“). Dieses Spektrometer wird auch während der Phase der dichtesten Annäherung versuchen, Gasmoleküle zu detektieren, welche von Dione entweichen und die eine äußerst dünne und laut dem bisherigen Erkenntnisstand hauptsächlich aus Sauerstoff bestehenden Atmosphäre um diesen Mond bilden (Raumfahrer.net berichtete).

Der Abschluss des Orbits Nummer 218
Nach dem Abschluss des Dione-Vorbeifluges wird sich ISS-Kamera am 17. Juni erneut auf einen der kleineren, äußeren Saturnmonde – diesmal handelt es sich um den rund 32 Kilometer durchmessenden Mond Albiorix – richten und über mehrere Stunden hinweg zwecks der Bestimmung der Rotationsdauer aus einer Entfernung von etwa 20,5 Millionen Kilometern abbilden. Für den 18. und 19. Juni sind mehrere Beobachtungen des Mondes Titan vorgesehen, welcher sich dabei 1,3 Millionen Kilometer von Cassini entfernt befinden wird.

Ebenfalls am 19. Juni wird die ISS-Kamera zudem wieder auf den Saturn gerichtet sein und in Zusammenarbeit mit einem weiteren Instrument, dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (kurz „UVIS“), im Bereich des dortigen Südpols nach dort eventuell gerade auftretenden Polarlichtern Ausschau halten.

Die Untersuchung solcher durch die Aktivität der Sonne verursachten Leuchterscheinungen innerhalb der Atmosphäre eines von einem Magnetfeld umgebenen Planeten im äußeren Sonnensystem erlaubt Rückschlüsse auf die dort auftretenden Auswirkungen der Sonnenaktivität und ist zugleich von Bedeutung für die zukünftig zu erstellenden Vorhersagen des in der Umgebung unseres Heimatplaneten zu erwartenden Weltraumwetters.

Am 26. Juni 2015 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 01:56 MESZ in einer Entfernung von rund 2,4 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 218. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 219 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 7. Juli 2015 in einer Entfernung von diesmal rund 11.000 Kilometern passiert werden soll.

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 (Raumfahrer.net berichtete).

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Der Beitrag Raumsonde Cassini – Der Saturnumlauf Nummer 218 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 19. Mai 2015 erreicht die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 06:31 MESZ erneut die Apoapsis – den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystem. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 2,43 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden und damit zugleich ihren mittlerweile 217. Umlauf um den Ringplaneten beginnen.

Aktuell weist die Flugbahn von Cassini dabei eine Inklination von lediglich 0,3 Grad auf. Aufgrund dieser geringen Neigung der Flugbahn der Raumsonde gegenüber der Ringebene kann gegenwärtig unter anderem das vertikale Strukturprofil der verschiedenen Ringe des Saturn eingehender untersucht werden.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses 19 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 216“ lautet, insgesamt 21 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Großteil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Zusätzlich stehen auch mehrere Saturnmonde auf dem Beobachtungsprogramm der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler.
Das erste Beobachtungsziel: Der Saturn
Nur wenige Stunden nach dem Beginn dieses neuen Umlaufs um den Ringplaneten wird die ISS-Kamera auf den Saturn gerichtet sein und in Zusammenarbeit mit einem weiteren Instrument, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), im Bereich des dortigen Südpols nach dort eventuell gerade auftretenden Polarlichtern Ausschau halten. Ähnliche Beobachtungen sind für den 23. und den 30. Mai vorgesehen.

Der Mond Titan aus der Ferne

Für den 20. Mai ist eine Beobachtungskampagne des größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, vorgesehen. Aus einer Entfernung von etwa 1,66 Millionen Kilometern soll dabei speziell der östliche Bereich der Region Xanadu abgebildet werden. Bei der Xanadu-Region handelt es sich um ein Gebiet, welches sich über eine Länge von rund 3.400 Kilometern entlang des Äquators erstreckt und das in etwa über die Fläche Australiens verfügt. Diese Region ist von mehreren bis zu 2.000 Meter hohen Bergrücken durchzogen.

Der Titan ist von einer dichten Atmosphäre umgeben, welche im Bereich des sichtbaren Lichts keinen direkten Blick auf dessen Oberfläche zulässt. Die ISS-Kamera wird bei diesen Beobachtungen jedoch mehrere Spezialfilter einsetzen, so dass die an der Mission beteiligten Wissenschaftler mit diesen Aufnahmen trotzdem verschiedene Oberflächenstrukturen wie den vermutlichen Eisvulkan Hotei Arcus oder das 392 Kilometer durchmessende Impaktbassin Menrva abbilden können.

Erneut der Saturn
Ebenfalls noch am 20. Mai wird erneut der Saturn in den Mittelpunkt der Beobachtungen rücken. Neben dem ISS-Kameraexperiment wird dabei auch ein weiteres Instrument, das Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), zum Einsatz kommen und die Atmosphäre des Planeten im Wellenlängenbereich der fernen und der extremen ultravioletten Strahlung abbilden. Eine zweite derartige Beobachtungskampagne wird am 24. Mai erfolgen.

Zuvor wird jedoch am 22. und 23. Mai neben der ISS-Kamera ein drittes Spektrometer, diesmal handelt es sich um das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), eingesetzt und ebenfalls Daten über die Saturnatmosphäre sammeln. Dabei wird am 22. Mai auch zu beobachten sein, wie der Mond Titan vor der Saturnscheibe vorbei zieht. Am 23. Mai sollen zudem ähnliche Transits der inneren Monde Mimas, Enceladus und Epimetheus beobachtet werden.

Für den 25. Mai ist eine weitere, diesmal 16 Stunden andauernde Saturnbeobachtung durch das ISS-Kameraexperiment angesetzt. Diese Aufnahmen dienen zum einen der Dokumentation des aktuellen Wettergeschehens. Durch die regelmäßig erfolgende Abbildung von markanten Wolkenstrukturen und kleineren Sturmgebieten und deren Positionsveränderungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der Saturnatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ‚Sturmbeobachtungskampagne‘ lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ‚Großwetterlage‘ auf dem Saturn dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Planeten um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete).

Außerdem soll mit diesen Beobachtungsdaten der Einfluss untersucht werden, welche die in den oberen Schichten der Saturnatmosphäre auftretenden Dunstschleier auf die in den tiefer gelegenen Schichten befindlichen Wolkenformationen ausüben. Hierzu wird auch eine für den darauffolgenden Tag vorgesehene Kampagne beitragen, in deren Verlauf die ISS-Kamera zusammen mit dem Spektrometer VIMS den Saturn über einen Zeitraum von diesmal 19 Stunden beobachten soll.

Periapsis
Am 28. Mai 2015 wird Cassini schließlich um 16:54 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 217, erreichen und die obersten Wolkenschichten des Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 188.590 Kilometern nahe der Umlaufbahn des Mondes Mimas passieren. Diese Gelegenheit soll genutzt werden, um die turbulenten, tiefer gelegenen Schichten der Saturnatmosphäre mit einem weiteren Instrument der Raumsonde, dem Cassini-RADAR im Mikrowellenbereich zu analysieren. Mit den dabei zu gewinnenden Daten sollen ähnliche Messungen ergänzt werden, welche bereits in den Jahren 2005, 2009, 2010 und 2011 erfolgten. Des weiteren wird unmittelbar vor und nach den RADAR-Messungen erneut das VIMS eingesetzt, um ebenfalls die Saturnatmosphäre im Wellenlängenbereich der nahinfraroten Strahlung zu untersuchen.

Nur wenige Minuten vor dem Erreichen der Periapsis wird Cassini zudem um 16:09 MESZ den kleinen, lediglich etwa 32,6 × 23,6 × 20,0 Kilometer abmessenden Mond Telesto in einer Entfernung von 44.722,4 Kilometern passieren und mit der ISS-Kamera verschiedene Aufnahmen anfertigen. Dieser Mond weist eine ausgesprochen helle Oberfläche auf, welche über eine Albedo von 0,994 verfügt.

Auf früheren Aufnahmen der Raumsonde Cassini von diesem Mond sind mehrere Impaktkrater erkennbar. Allgemein ist die Oberfläche jedoch sehr eben und weist nur wenige Spuren älterer Krater auf. Dies deutet auf eine dicke Schicht aus Staub und feinkörnigen Eispartikeln hin, welche möglicherweise von einem andauernden Bombardement durch die Partikel des benachbarten E-Ringes des Saturn herrühren. Zudem weist die Oberfläche keine einheitliche Färbung auf. Der Ursprung der Farbunterschiede ist noch nicht verstanden. Möglicherweise stammen sie jedoch von feinen Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche oder von einer unterschiedlichen Größe der Partikel der Regolithschicht.

Zwei der inneren Monde des Saturn
Am 31. Mai stehen dann zwei weitere der inneren Saturnmonde auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Zunächst wird die ISS-Kamera dabei auf den 504 Kilometer durchmessenden Mond Enceladus gerichtet sein und aus einer Entfernung von 1,35 Millionen Kilometern die von der Südpolregion dieses Mondes ausgehenden feinen Jets aus Wasserdampf und Eispartikeln dokumentieren.

Nur wenige Stunden später, um 15:36 MESZ, wird die Raumsonde Cassini die Oberfläche des 360,2 x 266 x 205,4 Kilometer abmessenden Mondes Hyperion mit einer Geschwindigkeit von 4,3 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 34.286,9 Kilometern passieren. Dies ist die dichteste Annäherung der Raumsonde an diesen Mond seit dem 16. September 2011 (Raumfahrer.net berichtete) und zugleich der letzte dichtere Vorbeiflug an Hyperion bis zum Ende der Cassini-Mission im Jahr 2017. Dieser ‚Flyby‘ soll genutzt werden, um mit der ISS-Kamera diverse Aufnahmen von der Oberfläche des Mondes anzufertigen. Die besten Aufnahmen werden dabei eine Auflösung von etwa 205 Metern pro Pixel erreichen. Zudem soll das CIRS die Mondoberfläche abtasten und so Informationen über deren chemische Zusammensetzung und Temperatur liefern.

Hyperion erinnert auf den ersten Blick eher an einen ‚gigantischen Schwamm‘ denn an einen Mond. Der Grund hierfür konnte bisher noch nicht entschlüsselt werden. Sehr wahrscheinlich steht dieses ungewöhnliche Aussehen aber mit der geringen Dichte dieses Mondes in Zusammenhang, welche lediglich 0,544 Gramm pro Kubikzentimeter beträgt. Dieser Wert wurden von der Raumsonde Cassini während eines am 26. September 2005 in einer Entfernung von nur 514 Kilometern erfolgten Vorbeifluges an diesem Mond ermittelt.

Da Hyperion anscheinend hauptsächlich aus Wassereis besteht, bedeutet dieser Wert somit, dass der Mond extrem porös ist und sein Inneres zu 42 Prozent aus Hohlräumen bestehen muss. Hyperion ist also eher ein so genannter Rubble Pile und kein ‚kompakter Körper‘. Beimischungen von Komponenten mit einer höheren Dichte – zum Beispiel signifikante Anteile an Gesteinen – würden den Wert dieser Porosität noch weiter erhöhen.

Trotzdem ist die Oberfläche von Hyperion mit einer Vierzahl an eng beieinander liegenden relativ kleinen, dafür aber offenbar gut erhaltenen Kratern überzogen, welche über Durchmesser von lediglich etwa zwei bis zehn Kilometern verfügen. Derartig kleine Krater sollten eigentlich im Verlauf der Zeit – gemeint sind hierbei Zeiträume von Jahrmillionen und Jahrmilliarden – erodieren und letztendlich ‚verschwinden‘.

Eine wichtige Rolle bei einer solchen ‚atmosphärenfreien‘ Erosion spielt die ‚Verschüttung‘ dieser Impaktstrukturen unter dem im Rahmen von zu späteren Zeitpunkten erfolgenden Impakten ausgeworfenen Material. Bei dem Einschlag eines kleinen, aber trotzdem ausreichend massereichen Himmelskörpers auf die Oberfläche eines größeren Objektes wird Material in die Höhe geschleudert, welches kurz darauf wieder in der Umgebung des Einschlagsortes niedergeht. Im Rahmen eines solchen Ereignisses werden in der Umgebung gelegene und bereits zuvor vorhandene Impaktkrater mit diesem Ejekta-Material überdeckt.

Erfolgen diese Einschläge jedoch in ‚Ziel‘-Objekte mit einer geringen Dichte – das getroffene Objekt verfügt zum Beispiel über eine relativ hohe Porosität – so wird bei einem solchen Ereignis deutlich weniger Material in die Umgebung befördert als üblich. Porositätswerte von über 40 Prozent reduzieren dabei die Menge des Auswurfmaterials unter Umständen auf einen Wert von weniger als 25 Prozent.

Im Verlauf der Zeit sind also eine Vielzahl an kleineren Himmelskörpern auf der Oberfläche von Hyperion eingeschlagen und dabei auch relativ weit in diese eingedrungen, ohne dass dabei jedoch die umliegenden Krater durch ausgeworfenes Material ‚ausgewischt‘ wurden. Daraus könnte das in der Gegenwart erkennbare, durch anscheinend ‚gestochen scharfe‘ Kraterränder verursachte schwammartige Aussehen der Oberfläche von Hyperion verursacht werden, welches noch zusätzlich dadurch verstärkt wird, dass die Böden der erkennbaren Krater über eine im Allgemeinen eher dunkle Farbe verfügen.

Weitere Beobachtungen des Saturn und des E-Rings
Am 2. und am 4. Juni soll im Rahmen von insgesamt drei weiteren ‚Sturmbeobachtungskampagnen‘ erneut das Wettergeschehen auf dem Saturn dokumentiert werden. Ebenfalls an diesen beiden Tagen wird die ISS-Kamera zudem Teilbereiche des diffusen E-Rings des Saturn abbilden, welcher sich aus Staubpartikeln und Eis zusammensetzt. Gespeist wird dieser Ring in erster Linie durch das Material, welches durch die kryovulkanische Aktivität des Saturnmondes Enceladus in das Weltall befördert wird (Raumfahrer.net berichtete). Durch die bei diesen Beobachtungen gegebenen Beleuchtungsverhältnisse lassen sich speziell die in dem Ring enthaltenen Staubteilchen besonders gut untersuchen.

Am 7. Juni 2015 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 03:49 MESZ in einer Entfernung von rund 2,5 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 217. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 218 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Des weiteren werden am 16. Juni die Monde Polydeuces und Dione von der Raumsonde passiert. Der Vorbeiflug an Dione wird dabei in einer Entfernung von lediglich 515,9 Kilometern erfolgen.

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 (Raumfahrer.net berichtete).

Verwandte Meldungen bei Raumfahrer.net:

• Raumsonde Cassini: Der Saturnumlauf 216 beginnt (25. April 2015)
• Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 215 (28. März 2015)
• Hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus? (12. März 2015)

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• Cassini-Huygens Newsarchiv
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Der Beitrag Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 217 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 25. April 2015 erreicht die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 19:46 MESZ erneut die Apoapsis – den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystem. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 3,16 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden und damit zugleich ihren mittlerweile 216. Umlauf um den Ringplaneten beginnen. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini dabei eine Inklination von lediglich 0,3 Grad auf. Aufgrund dieser geringen Neigung der Flugbahn der Raumsonde gegenüber der Ringebene kann gegenwärtig unter anderem das vertikale Strukturprofil der verschiedenen Ringe des Saturn eingehender untersucht werden.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses 21 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 215“ lautet, insgesamt 37 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Großteil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Zusätzlich stehen auch mehrere Saturnmonde auf dem Beobachtungsprogramm der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler. Den Höhepunkt des jetzt beginnenden Saturnumlaufs stellt ein für den 8. Mai 2015 vorgesehener naher Vorbeiflug an dem größten dieser derzeit 62 bekannten Monde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.
Das erste Beobachtungsziel: Der E-Ring
Etwa zwei Stunden nach dem Beginn des neuen Umlaufs wird die ISS-Kamera zunächst Teilbereiche des diffusen E-Rings des Saturn abbilden, welcher sich aus Staubpartikeln und Eis zusammensetzt. Gespeist wird dieser Ring in erster Linie durch Material, welches durch die kryovulkanische Aktivität des Saturnmondes Enceladus in das Weltall befördert wird (Raumfahrer.net berichtete). Durch die bei diesen Beobachtungen gegebenen Beleuchtungsverhältnisse lassen sich speziell die in dem Ring enthaltenen Staubteilchen besonders gut untersuchen.

Wetterbeobachtung auf dem Saturn
Die darauf folgende Beobachtungskampagne hat die Atmosphäre des Saturn zum Ziel. Hierbei soll die Weitwinkelkamera des ISS-Instruments den Ringplaneten abbilden und dabei nach markanten Wolkenformationen in dessen Atmosphäre Ausschau halten. Durch die regelmäßig erfolgende Dokumentation von Wolkenstrukturen und kleineren Sturmgebieten und deren Positionsveränderungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der Saturnatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ‚Sturmbeobachtungskampagne‘ lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ‚Großwetterlage‘ auf dem Saturn dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Planeten um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete). Bis zum Ende des jetzt beginnenden Saturnumlaufs sind sieben weitere derartige Beobachtungen vorgesehen.

Der Mond Titan und astrometrische Beobachtungen
Ab dem 2. Mai wird die ISS-Kamera dann vermehrt auf den Titan ausgerichtet sein und diesen aus unterschiedlichen Entfernungen abbilden. Auch hierbei gilt das Interesse der an diesen Beobachtungen beteiligten Wissenschaftler zunächst in erster Linie der Dokumentation des dortigen aktuellen Wettergeschehens.

Zwischenzeitlich sind für den 3., den 4. und den 6. Mai zudem diverse sogenannte ‚astrometrische Beobachtungen‘ von mehreren der kleineren, inneren Saturnmonde geplant. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Parameter von deren gegenwärtigen Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Derartige Messungen sind unter anderem dazu dienlich, um den Masseschwerpunkt innerhalb des komplexen Saturnsystems zu ermitteln und fortlaufend zu präzisieren.

Der Titan-Vorbeiflug T-111
Am 8. Mai steht dann der Höhepunkt dieses 216. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 00:50 MESZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines zielgerichteten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 5,7 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 2.721,5 Kilometern passieren. Die mit diesem mittlerweile 112. Vorbeiflug am Titan – das Manöver trägt die Bezeichnung „T-111“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung. Neben dem ISS-Kamerasystem sollen dabei in erster Linie zwei weitere Instrumente von Cassini – das Composite Infrared Spectrometer (CIRS) und das Visual and Infrared Spectrometer (VIMS) – genutzt werden, um die Oberfläche und die Atmosphäre des Titan zu untersuchen sowie um ein Temperaturprofil der abgebildeten Regionen zu erstellen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an den Titan wird dann auch das VIMS die wissenschaftlichen Beobachtungen dominieren. Das Instrument soll dabei unter anderem verschiedene Oberflächenstrukturen wie die Umgebung der Bereiche Hotei Regio und Xanadu abbilden. In der Region Xanadu konnten während der letzten Jahre diverse ausgedehnte Dünengebiete, Berge, Täler und Flussbetten beobachtet werden, welche wohl zeitweise mit flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen gefüllt sind.

Nach dem Passieren des Titan wird das CIRS-Instrument speziell die südliche Hemisphäre dieses Mondes untersuchen und dabei unter anderem die Verteilung der dort befindlichen Dunstschleier und Aerosole ermitteln. Diese Daten sollen dabei helfen, ein besseres Verständnis für die Mechanismen zu erhalten, welche zur Bildung eines gegenwärtig über dem Titan-Südpol gelegenen Sturmgebietes geführt haben. Des weiteren soll ein Temperaturprofil von der Nachtseite des Titan erstellt werden.

Periapsis
Ebenfalls noch am 9. Mai 2015 wird Cassini schließlich um 20:03 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 216, erreichen und die obersten Wolkenschichten des Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 187.910 Kilometern nahe der Umlaufbahn des Mondes Mimas passieren.

Die hierbei geplanten Beobachtungen, bei denen auch erneut das CIRS-Instrument zum Einsatz kommen soll, werden sich auf verschiedene der größeren, inneren Monde des Saturn konzentrieren. Die Monde Dione, Tethys und Enceladus werden sich dabei in größeren Entfernungen von 525.000 Kilometern, 325.000 Kilometern und 360.000 Kilometern zu der Raumsonde befinden. Der deutlich kleinere Mond Polydeuces wird dagegen am 10. Mai um 03:12 MESZ in einer Entfernung von lediglich rund 34.000 Kilometern passiert. Trotzdem wird dieser lediglich etwa drei bis vier Kilometer durchmessende Mond auch auf den am höchsten aufgelösten Aufnahmen der ISS-Kamera, welche aus einer Distanz von 45.000 Kilometern angefertigt werden sollen, lediglich einen Durchmesser von etwa elf Pixeln einnehmen.

Die Monde Kiviuq und Paaliaq
Am 10. Mai wird sich die ISS-Kamera zudem auf einen der kleineren, äußeren Saturnmonde – den Mond Kiviuq – richten. Mit einer scheinbaren Helligkeit von lediglich 22,0 mag handelt es sich bei diesem rund 16 Kilometer durchmessenden und erst im Jahr 2000 entdeckten Mond um ein äußerst lichtschwaches Objekt, welches von der Erde aus nur extrem schwierig zu beobachten ist.

Im Rahmen dieser rund zehn Stunden andauernden Kampagne soll Kiviuq aus einer Entfernung von etwa 9,85 Millionen Kilometern mehrfach mit der ISS-Kamera abgebildet werden. Anhand der Variationen in der sich bei dieser Beobachtungssequenz ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen wollen die beteiligten Wissenschaftler die Helligkeitsvariationen auf dessen Oberfläche und die daraus abzuleitende Rotationsperiode dieses Mondes sowie die Ausrichtung von dessen Rotationsachse noch besser als bisher bestimmen.

Eine vergleichbare Beobachtungskampagne wird am 18. Mai den ebenfalls im Jahr 2000 entdeckten und etwa 22 Kilometer durchmessenden Mond Paaliaq zum Ziel haben. Die bisherige Messungen von Cassini führten zu dem Resultat, dass Paaliaq für eine vollständige Drehung um seine Rotationsachse einen Zeitraum von etwa 18 Stunden und 49 Minuten benötigt.

Weitere Beobachtungen des Saturn
Zwischen diesen beiden Beobachtungskampagnen werden die ISS-Kamera, das CIRS, das VIMS und ein weiteres Instrument – das Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS) – mehrfach auf den Saturn gerichtet sein. Neben allgemeinen Atmosphärenuntersuchungen soll hierbei versucht werden, dort eventuell zu diesem Zeitpunkt in der Südpolregion auftretende Polarlichter abzubilden.

Am 19. Mai 2015 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 06:31 MESZ in einer Entfernung von rund 2,5 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 216. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 217 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Des weiteren werden in Entfernungen von mehreren 10.000 Kilometern verlaufende Vorbeiflüge an den inneren Monden Telesto und Hyperion erfolgen.

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 (Raumfahrer.net berichtete).

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• Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 215 (28. März 2015)
• Hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus? (12. März 2015)
• Raumsonde Cassini: Der Saturnumlauf Nummer 214 (26. Februar 2015)

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Der Beitrag Raumsonde Cassini: Der Saturnumlauf 216 beginnt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 28. März 2015 erreicht die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 17:41 MEZ erneut die Apoapsis – den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystem. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 3,16 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden und damit zugleich ihren mittlerweile 215. Umlauf um den Ringplaneten beginnen. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini dabei eine Inklination von lediglich 0,3 Grad auf. Aufgrund dieser geringen Neigung der Flugbahn der Raumsonde gegenüber der Ringebene kann gegenwärtig speziell das vertikale Strukturprofil der verschiedenen Ringe des Saturn näher untersucht werden.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses 28 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 214“ lautet, insgesamt 53 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Großteil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Zusätzlich stehen auch mehrere der insgesamt 62 bisher bekannten Saturnmonde auf dem Beobachtungsprogramm der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler.
Das erste Beobachtungsziel: Der Mond Iapetus
Das erste Beobachtungsziel der ISS-Kamera wird dann auch gleich der Saturnmond Iapetus sein. Zwischen dem 29. März und dem 1. April soll dabei speziell die nördliche Hemisphäre dieses im Mittel 1.436 Kilometer durchmessenden Saturnmondes aus einer Entfernung von rund 980.000 Kilometern abgebildet werden. Die dabei anzufertigenden Aufnahmen sollen dazu dienen, die Charakterisierung von dessen zweigeteilter Oberfläche und einem der markantesten Merkmale von Iapetus – einem rund 1.300 Kilometer langen, etwa 20 Kilometer breiten und bis zu 13 Kilometer hohen Bergrücken – zu vervollständigen.

Der Mond Paaliaq
Ab dem 2. April wird sich die ISS-Kamera schließlich auf einen der kleineren, äußeren Saturnmonde – den Mond Paaliaq – richten. Mit einer scheinbaren Helligkeit von lediglich 21,3 mag handelt es sich bei diesem rund 22 Kilometer durchmessenden und erst im Jahr 2000 entdeckten Mond um ein äußerst lichtschwaches Objekt, welches von der Erde aus nur extrem schwierig zu beobachten ist.

Im Rahmen dieser knapp 40 Stunden andauernden Kampagne soll Paaliaq aus einer Entfernung von etwa 9,63 Millionen Kilometern mehrfach mit der ISS-Kamera abgebildet werden. Anhand der Variationen in der sich bei dieser Beobachtungssequenz ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen wollen die beteiligten Wissenschaftler die Helligkeitsvariationen auf dessen Oberfläche und die daraus abzuleitende Rotationsperiode dieses Mondes sowie die Ausrichtung von dessen Rotationsachse noch besser als bisher bestimmen. Die bisherige Messungen von Cassini führten zu dem Resultat, dass Paaliaq für eine vollständige Drehung um seine Rotationsachse einen Zeitraum von etwa 18 Stunden und 49 Minuten benötigt. Weitere Paaliaq-Beobachtungskampagnen sollen am 10., am 12. und am 23. April erfolgen und die zuvor gewonnenen Daten ergänzen. Die aussagekräftigsten Resultate werden dabei für den 12. April erwartet, wenn sich Cassini in einer Entfernung von lediglich etwa 6,78 Millionen Kiometern zu diesem Mond befinden wird.

Der Mond Titan
Die ISS-Beobachtungen des 4. April werden zuerst den Mond Titan zum Ziel haben. Mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometern handelt es sich bei diesem bereits im Jahr 1655 durch den niederländischen Astronomen Christiaan Huygens entdeckten Mond um den größten und mit Abstand massereichsten der 62 bisher bekannten Monde des Planeten Saturn und – nach dem Jupitermond Ganymed – zugleich um den zweitgrößten Mond innerhalb unseres Sonnensystems. Der Titan ist zudem als einziger Mond in unserem Sonnensystem von einer dichten Atmosphäre umgeben. Diese Gashülle besteht hauptsächlich aus Stickstoff, welcher dort mit einem Anteil von rund 98,4 Prozent vertreten ist. Neben dem Edelgas Argon und der Kohlenwasserstoffverbindung Methan konnten dort in der Vergangenheit zudem mehr als ein Dutzend weitere organischer Verbindungen wie zum Beispiel Ethan, Propan und Cyanwasserstoff nachgewiesen werden.

Diese den Titan umgebende Lufthülle, deren gesamte Masse etwa 1,19 mal größer ausfällt als die Gesamtmasse der Erdatmosphäre, erreicht eine Höhe von mehreren hundert Kilometern und ist mit Wolken, Dunstschleiern und Aerosolen durchsetzt. Nahe der Oberfläche fällt die Atmosphäre des Titan etwa fünfmal dichter aus als auf unserem Heimatplaneten und erreicht dort einen Atmosphärendruck von 1,5 bar, was einen etwa 50 Prozent höheren Wert als auf der Erde darstellt. Die am 4. April aus einer Entfernung von etwa 1,52 Millionen Kilometern anzufertigenden Aufnahmen dienen dabei in erster Linie der Beobachtung der in der Titanatmosphäre vorhandenen Dunstschichten und Aerosole. Zwischen dem 5. und dem 19. April sind acht weitere Titan-Beobachtungskampagnen vorgesehen.

Allgemeine astrometrische Beobachtungen

Ebenfalls noch für den 4. April sind zudem diverse sogenannte ‚astrometrische Beobachtungen‘ von mehreren der kleineren, inneren Saturnmonde geplant. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Parameter von deren gegenwärtigen Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Derartige Messungen sind unter anderem dazu dienlich, um den Masseschwerpunkt innerhalb des komplexen Saturnsystems zu ermitteln und fortlaufend zu präzisieren. Zwischen dem 5. und dem 19. April sollen drei weitere astrometrische Beobachtungskampagnen durchgeführt werden.

Wetterbeobachtung auf dem Saturn
Eine weitere für den 4. April vorgesehene Beobachtungskampagne hat schließlich direkt den ‚Ringplaneten‘ Saturn zum Ziel. Hierbei soll die Weitwinkelkamera des ISS-Instruments den Saturn abbilden und dabei nach markanten Wolkenformationen in dessen Atmosphäre Ausschau halten. Durch die regelmäßig erfolgende Dokumentation von Wolkenstrukturen und kleineren Sturmgebieten und deren Positionsveränderungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der Saturnatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ‚Sturmbeobachtungskampagne‘ lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ‚Großwetterlage‘ auf dem Saturn dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Planeten um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete). Bis zum Ende des jetzt beginnenden Saturnumlaufs sind 18 weitere derartige Beobachtungen vorgesehen.

Der E-Ring des Saturn und Polarlichter
Am 5. April wird die Raumsonde Cassini nach einer zwischenzeitlichen kurzen Beobachtung einer engen Begegnung der Saturnmonde Tethys und Dione im Rahmen einer 24 Stunden andauernden Beobachtung Teilbereiche des diffusen E-Rings des Saturn abbilden, welcher sich in erster Linie aus Staubpartikeln und Eis zusammensetzt. Gespeist wird dieser Ring in erster Linie durch Material, welches durch die kryovulkanische Aktivität des Saturnmondes Enceladus in das Weltall befördert wird (Raumfahrer.net berichtete). Durch die bei diesen Beobachtungen gegebenen Beleuchtungsverhältnisse lassen sich speziell die in dem Ring enthaltenen Staubteilchen besonders gut untersuchen.

Am 9. April wird sich die ISS-Kamera auf die südliche Hemisphäre des Saturn richten und in Zusammenarbeit mit einem weiteren Instrument, dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), dort eventuell zu diesem Zeitpunkt auftretende Polarlichter abbilden.

Periapsis
Am 11. April 2015 wird Cassini schließlich um 19:09 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 215, erreichen und die obersten Wolkenschichten des Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 276.500 Kilometern zwischen den Umlaufbahnen der beiden Monde Tethys und Dione passieren, welche sich zu diesem Zeitpunkt auch zufällig in der ‚Reichweite‘ der Raumsonde befinden werden.

Lediglich 49 Minuten nach dem Passieren der Periapsis wird die Raumsonde den 1.062 Kilometer durchmessenden Mond Tethys im Rahmen eines nicht zielgerichteten Vorbeifluges in einer Entfernung von 52.866 Kilometern passieren und dabei dessen von dem Saturn abgewandte Hemisphäre intensiv mit der ISS-Kamera abbilden. Die am höchsten aufgelösten Aufnahmen werden dabei die Umgebung des etwa 208 Kilometer durchmessenden Penelope-Kraters wiedergeben. Im Anschluss an die Tethys-Kampagne soll auch der 1.123 Kilometer durchmessende Mond Dione aus einer Entfernung von rund 110.000 Kilometern fotografisch dokumentiert werden.

Der Abschluss des Orbits Nummer 215
Während der letzten Tage des heute beginnenden Saturnumlaufs Nummer 215 wird sich das Interesse der an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler wieder vermehrt auf den E-Ring richten. Zunächst sollen am 13. und 14. April mehrere Aufnahmen der Südpolregion des Mondes Enceladus erfolgen, welcher – wie bereits weiter oben in diesem Bericht erwähnt – als Hauptmateriallieferant für die dort befindlichen Partikel gilt. Auch dieser Ring soll schließlich am 16. April erneut intensiv fotografisch dokumentiert werden. Aufgrund der aktuell gegebenen geringen Inklination der Flugbahn der Raumsonde von lediglich 0,3 Grad gegenüber der Ringebene kann dabei speziell das vertikale Strukturprofil des E-Ringes näher untersucht werden.
Am 24. April steht ein weiterer der kleineren, äußeren Saturnmonde – der rund sechs Kilometer durchmessende, lediglich 24,1 mag helle und erst im Jahr 2005 entdeckte Mond Bebhionn – auf dem Beobachtungsprogramm der ISS-Kamera. Im Rahmen dieser 24 Stunden andauernden Kampagne soll Bebhionn aus einer Entfernung von etwa 10 Millionen Kilometern mehrfach abgebildet werden, um auch hier anhand der Helligkeitsveränderungen in der sich dabei ergebenden Lichtkurve die Dauer von dessen Rotationsperiode sowie die Ausrichtung der Rotationsachse zu ermitteln. Bisherige Cassini-Beobachtungen deuten bei diesem Mond auf eine Rotationsperiode von etwa 15,8 Stunden hin.

Am 25. April 2015 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 19:46 MESZ in einer Entfernung von rund 3,2 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 215. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 216 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 8. Mai 2015 in einer Entfernung von rund 2.700 Kilometern passiert werden soll.

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 (Raumfahrer.net berichtete).

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• Cassini-Huygens Sonderseite
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• CICLOPS (engl.)

Der Beitrag Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 215 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Universität Heidelberg, JPL, University of Colorado at Boulder, Nature.

Bereits seit dem Sommer 2004 befindet sich die Raumsonde Cassini in einer Umlaufbahn um den Saturn und untersucht die Atmosphäre, das Ringsystem und die 62 bisher bekannten Monde dieses zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems mit 12 wissenschaftlichen Instrumenten. Dabei konnte während eines nahen Vorbeifluges an dem Mond Enceladus am 14. Juli 2005 zur Verwunderung der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler die Existenz einer extrem dünnen Atmosphäre um diesen Himmelskörper nachgewiesen werden. Mit einem mittleren Durchmesser von lediglich 504 Kilometern verfügt der sechstgrößte Mond des Saturn immerhin über eine viel zu geringe Masse, um die detektierten Gaspartikel über einen längeren Zeitraum in seinem Gravitationsfeld zu binden

Die Tatsache, dass die Dichte der beobachteten Atmosphäre mit zunehmender Höhe stark abnimmt, wurde als ein Indiz dafür interpretiert, dass eine Quelle direkt auf der Oberfläche des Eismondes für deren Existenz verantwortlich sein muss. Hierfür, so die Wissenschaftler im Jahr 2005, käme unter anderem ein geothermaler Hotspot in Frage, welcher durch vulkanische Aktivität gespeist wird. Aufgrund von Messdaten, welche mit verschiedenen Magnetometern, Spektrometern und einem Gerät zur Staubanalyse gewonnen werden konnten, wurde dieser Hotspot im Bereich der Südpolregion von Enceladus vermutet.

Am 27. November 2005 gelang den Wissenschaftlern der Cassini-Mission dann schließlich auch tatsächlich dessen direkter Nachweis. Auf den an diesem Tag im Gegenlicht angefertigten Enceladus-Aufnahmen der ISS-Kamera waren eine Vielzahl von feinen Jets erkennbar, welche von der Südpolregion ausgingen und die sich bis zu etwa 490 Kilometern über dessen Oberfläche erstreckten. Als Ausgangspunkt für diese feinen Strahlen aus Staubpartikeln, Wasserdampf und Eis konnten bei späteren dichten Vorbeiflügen an Enceladus vier nahezu parallel verlaufende Einschnitte in der Mondoberfläche ausgemacht werden, welche sich direkt über dem dortigen Südpol befinden (Raumfahrer.net berichtete). Die „Tigerstreifen“, so die Bezeichnung dieser Formationen, erstrecken sich über eine Länge von jeweils 130 Kilometern und erreichen eine Breite von bis zu zwei Kilometern. Diese von der Mondoberfläche ausgehenden Jets gelten als die hauptsächlichen Materiallieferanten für den E-Ring des Saturn.

Ungewissheit bestand jedoch zunächst darüber, woher das in diesen Jets enthaltene Wasser stammt. Manche Wissenschaftler favorisierten hierfür einen Zersetzungsprozess von gefrorenem Eis. Andere Forscher gingen dagegen davon aus, dass sich unter der Oberfläche des Mondes ein Ozean oder zumindestens ein ausgedehnter See aus flüssigem Wasser befinden muss. So zeigte eine im Jahr 2009 publizierte Studie der chemischen Zusammensetzung von Eispartikeln im E-Ring des Saturn, dass sich dort drei verschiedene Sorten von Eispartikeln befinden. Eine dieser Eissorten, vertreten mit einem Masseanteil von rund sechs Prozent, enthält verschiedene Salze, deren Menge und Zusammensetzung auf das Vorhandensein von einem Ozean zwischen der Eiskruste auf der Oberfläche von Enceladus und dessen felsigem Kern hindeutete. Mittlerweile gilt es als gesichert, dass sich unter der Oberfläche des Mondes Enceladus tatsächlich ein ausgedehnter Ozean erstreckt (Raumfahrer.net berichtete).

Ein Ozean unter der Oberfläche von Enceladus
Bei jedem dichten Vorbeiflug an einem der Monde des Saturn wird die Flugbahn der Raumsonde Cassini zwar minimal, aber doch deutlich messbar von der vorgesehenen Flugbahn abgelenkt. Diese Abweichung macht sich durch eine geringfügig veränderte Laufzeit der Radiosignale bemerkbar, welche Cassini während eines solchen Vorbeifluges konstant zur Erde aussendet. Durch die Auswertung dieser auf dem Doppler-Effekt basierenden Daten lässt sich nicht nur die Masse eines Mondes und die sich daraus ergebende mittlere Dichte näher bestimmen. Vielmehr können hierdurch auch Aussagen über den genauen inneren Aufbau des betreffenden Körpers getätigt werden.

Die Auswertung der Daten, welche bei drei dichten Enceladus-Vorbeiflügen bei Überflughöhen von weniger als 100 Kilometern in den Jahren 2010 und 2012 gewonnen wurden, haben erst kürzlich die bereits zuvor vermutete Existenz eines Ozeans unter der Oberfläche von Enceladus bestätigt. Dieser bis zu zehn Kilometer tiefe Ozean ist demzufolge unter einem 30 bis 40 Kilometer dicken Eispanzer verborgen und erstreckt sich vermutlich bis zum 50. Breitengrad unter der südlichen Hemisphäre von Enceladus – so die beteiligten Wissenschaftler in einer entsprechenden Publikation, welche am 4. April 2014 in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht wurde.

Nach den Ergebnissen der Wissenschaftler müssen in der Eiskruste von Enceladus ‚Bruchlinien‘ existieren, in denen flüssiges Wasser aus diesem Ozean bis an die Oberfläche aufsteigen kann. Dieser Ozean ist demzufolge von einer Schicht aus ‚weichem‘ Wassereis überdeckt, welches sich – bedingt durch Konvektionsprozesse – bewegt. Diese Bewegungen haben auch Einflüsse über die darüber liegende Schicht aus tiefgefrorenem Eis, in der sich im Rahmen dieses Prozesses tiefe Risse und Spalten bilden.

Diese Spalten werden von dem Wasser aufgefüllt, welches auf diese Weise bis zur Oberfläche des Mondes vordringen kann. Aufgrund des Vakuums und der niedrigen Temperaturen, welche auf der Oberfläche von Enceladus herrschen, verwandelt sich das Wasser dort in eine Mischung aus Wasserdampf und feinsten Tröpfchen aus Salzwasser, welche letztendlich zu Eiskristallen erstarren und in Form von Jets in das Weltall entweichen. Die Partikel, die es schaffen, das Gravitationsfeld des Enceladus zu verlassen, bilden anschließend mit den beigemengten Staubpartikeln die primäre Quelle für den E-Ring des Saturn.

Hinweise auf eine hydrothermale Aktivität
Speziell diese Staubpartikel waren das Untersuchungsobjekt einer weiteren Studie, welche auf den Messergebnissen des Cosmic Dust Analyzer (kurz „CDA“) – einem der Instrumente von Cassini – basieren. Mit diesem Instrument gelang in der Vergangenheit mehrfach der Nachweis von extrem kleinen Gesteinspartikeln, welche im Bereich des E-Rings in derselben Entfernung wie der Mond Enceladus um den Saturn kreisen und deren Ursprungsregion sich somit auf diesem Mond befinden dürfte. In einem Ausschlussverfahren ermittelten die beteiligten Wissenschaftler, dass es sich bei diesen Partikeln um Siliziumdioxid-Körner handeln muss, welche auf der Erde in Sand und in dem Mineral Quarz vorkommen.

Zugleich lieferte die immer gleiche Größe dieser Staubkörner – der Durchmesser der von dem CDA detektierten Partikel reicht von lediglich vier bis hin zu 16 Nanometern – auch Hinweise auf den Prozess, welcher der Bildung dieser Körner zugrunde liegen könnte. Auf unserem Heimatplaneten bilden sich Siliziumdioxid-Körner dieser Größenordnung in der Regel im Rahmen einer hydrothermale Aktivität unter einer Reihe von bestimmten Bedingungen. Dabei muss leicht alkalisches Wasser mit einem nur mäßigem Salzgehalt, welches zugleich mit Siliziumdioxid übersättigt ist, einem großen Temperaturgefälle ausgesetzt sein.

„Wir haben methodisch nach anderen Erklärungen für die winzigen Siliziumdioxid-Körnchen gesucht, aber jedes neue Ergebnis war ein Hinweis auf einen einzigen, sehr wahrscheinlichen Ursprung“, erklärt Dr. Frank Postberg, einer der an den Untersuchungen beteiligten Wissenschaftler und Zweitautor der damit verbundenen und kürzlich veröffentlichten Publikation.

Die Wissenschaftler kamen zu dem Ergebnis, dass sich die besagten Siliziumdioxid-Partikel sehr wahrscheinlich dann formen, wenn das ‚Meerwasser‘ von Enceladus in den Gesteinskern eindringt und anschließend mit gelösten Mineralen angereichertes heißes Wasser wieder aus dem felsigen Inneren des Mondes nach oben wandert und dort in Kontakt mit kälteren Wasserschichten gelangt. Für diese Wechselwirkungen, in deren Rahmen dann die winzigen Gesteinskörnchen entstehen, werden Temperaturen von mindestens 90 Grad Celsius benötigt. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Bedingungen, welche auf unserem Heimatplaneten auch im Bereich der „Weißen“ beziehungsweise „Schwarzen Raucher“ auftreten und wo heißes Wasser aus dem Inneren auf das relativ kalte Wasser des Ozeanbodens trifft, auch auf dem Meeresboden von Enceladus vorherrschen.

„Es ist sehr aufregend, dass diese winzigen Gesteinskörner, die von Geysiren ins All gespuckt wurden, uns etwas über die Bedingungen auf und unter dem Meeresboden eines eisbedeckten Mondes erzählen können“, so Dr. Hsiang-Wen Hsu, der Erstautor der Studie von der University of Colorado in Boulder/Colorado. Die extrem geringe Größe der Siliziumdioxid-Partikel legt zudem nahe, dass diese relativ schnell von ihrem hydrothermalen Ursprung in Richtung Oberfläche und dort zu den Quellen der Geysire des Mondes ‚wandern‘. Die dabei zu überbrückende Distanz von etwa 50 Kilometern muss innerhalb von einigen Monaten bis einigen Jahren zurückgelegt werden. Andernfalls würden die Partikel deutlich größer werden.

Eine ‚habitable Zone‘ im Untergrund von Enceladus?
Spätestens seit dem erstmaligen Nachweis eines dort stattfindenden Kryovulkanismus hat der Saturnmond Enceladus auch das Interesse der Exobiologen erweckt.

Bisher ist immer noch unklar, wann genau und unter welchen dabei vorherrschenden Umweltbedingungen sich einstmals das Leben auf unserem Heimatplaneten entwickelt hat. Nicht wenige Wissenschaftler halten es jedoch für wahrscheinlich, dass das Leben auf der Erde vor Milliarden von Jahren im Bereich der hier in der Tiefsee befindlichen hydrothermalen Quellen ‚entstand‘ und von dort ausgehend in der Folgezeit den gesamten Planeten ‚eroberte‘. Das mögliche Auftreten einer hydrothermalen Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus erhöht somit möglicherweise auch die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Mond an manchen Stellen geeignete Umweltbedingungen für die Entstehung und Weiterentwicklung von dort lebenden Organismen bieten könnte.

„Diese Erkenntnisse erweitern die Möglichkeit, dass Enceladus, der einen unterirdischen Ozean beherbergt und zudem eine bemerkenswerte geologische Aktivität aufweist, über Umweltbedingungen verfügt, die für die Existenz von lebenden Organismen geeignet sind“, so John Grumsfield von der NASA. „Die Identifizierung von Orten, wo in unserem Sonnensystem Leben existieren könnte, bringt uns näher an die Beantwortung der Frage: Sind wir alleine im Universum.“

Die hier kurz angerissenen Forschungsergebnisse sind das Resultat einer umfangreichen vierjährigen Analyse von Daten der Raumsonde Cassini sowie von Computersimulationen und Laborexperimenten. Die aus diesen Arbeiten resultierende Studie wurde am 11. März 2015 von Dr. Hsiang-Wen Hsu et al. unter dem Titel „Ongoing hydrothermal activities within Enceladus“ in der Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.

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 (Raumfahrer.net berichtete).

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Fachartikel von Hsiang-Wen Hsu et al.:

• Ongoing hydrothermal activities within Enceladus (Abstract, engl.)

Fachartikel von Alexis Bouquet et al.:

• Possible evidence for a methane source in Enceladus‘ ocean (Abstract, engl.)

Der Beitrag Hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 26. Februar 2015 erreicht die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 18:15 MEZ erneut die Apoapsis – den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystem. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 3,44 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden und damit zugleich ihren mittlerweile 214. Umlauf um den Ringplaneten beginnen. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini dabei eine Inklination von 8,5 Grad auf.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses 30 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 213“ lautet, insgesamt 31 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Großteil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Den Höhepunkt des jetzt beginnenden Saturnumlaufs stellt allerdings ein für den 16. März 2015 vorgesehener naher Vorbeiflug an dem größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.
Das erste Beobachtungsziel: Der Saturn
Unmittelbar nach den Beginn des neuen Umlaufs wird die Telekamera des ISS-Kameraexperiments zusammen mit einem der Fernerkundungsinstrumente der Raumsonde, dem Composite Infrared Spectrometer (kurz „CIRS“), den Saturn abbilden. Die im Rahmen dieser Kampagne gewonnenen Beobachtungsdaten dienen – wie bereits bei einer vergleichbaren Beobachtungskampagne im vorherigen Saturnumlauf – in erste Linie der Kalibrierung des CIRS-Spektrometers.

Direkt im Anschluss an diese Aufnahmen wird auch die Weitwinkelkamera des Kameraexperiments den Saturn abbilden und dabei nach markanten Wolkenformationen Ausschau halten. Durch die regelmäßig erfolgende Dokumentation von Wolkenstrukturen und kleineren Sturmgebieten und deren Positionsveränderungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der Saturnatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ‚Sturmbeobachtungskampagne‘ lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ‚Großwetterlage‘ auf dem Saturn dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Planeten um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete). Bis zum Ende des jetzt beginnenden Saturnumlaufs sind insgesamt noch sechs weitere derartige Beobachtungen vorgesehen.

Das Ringsystem des Saturn
Am 9. und 10. März steht dann erneut der F-Ring des Saturn auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Hierbei sollen unter anderem zum wiederholten Mal die dort erkennbaren diversen Verästelungen der gewundenen Einzelringe abgebildet werden. Frühere Aufnahmen des ISS-Kamerasystems von Cassini führten zu dem Schluss, dass in erster Linie gravitative Wechselwirkungen mit dem weiter innen liegenden A-Ring und den beiden den F-Ring begrenzenden Saturnmonden Prometheus und Pandora die Form des F-Ringes gestalten.

Speziell die gravitativen Einflüsse dieser beiden als „Schäfermonde“ fungierenden Monde sind für die Ausbildung der beobachteten Wellenstrukturen des F-Ringes verantwortlich (Raumfahrer.net berichtete). Aus den jetzt geplanten Aufnahmen sollen nach einer entsprechenden Bildbearbeitung zwei kurze Videosequenzen erstellt werden.

Am 13. März wird sich die ISS-Kamera in Zusammenarbeit mit einem weiteren Instrument, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (kurz „VIMS“), auf die Hauptringe des Saturn richten und diese abbilden. Dabei steht speziell der äußere Bereich des B-Ringes auf dem Beobachtungsprogramm, welcher dabei über einen Zeitraum von rund sechs Stunden mit der Telekamera abgebildet werden soll. Aus diesen Aufnahmen wollen die beteiligten Wissenschaftler eine kurze Videosequenz erstellen, auf der die im B-Ring angeordneten Speichenformationen erkennbar sein sollen. Diese Strukturen wurden erstmals auf den Aufnahmen der Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 ausgemacht, welche den Saturn bereits Anfang der 1980er Jahre passierten. Diese auf Fotoaufnahme in hellen Farben erkennbaren Speichen sind im Durchschnitt lediglich etwa 100 Kilometer breit und erstrecken sich radial über eine Strecke von bis zu 20.000 Kilometer in das Ringsystem hinein.

Bei diesen ‚Speichen‘ handelt es sich um lediglich vorübergehend auftretende Erscheinungen, welche sich üblicherweise innerhalb von wenigen Stunden ausbilden und dann wieder auflösen. Die Planetenforscher gehen davon aus, dass diese Speichenstrukturen durch elektrisch aufgeladene Staubpartikel verursacht werden, welcher durch elektrischen Abstoßungskräfte vorübergehend aus dem B-Ring herausgedrückt werden. Es wird vermutet, dass die Speichen ein saisonales Phänome darstellen, welche sich nur zu bestimmten Zeiten während eines knapp 30 Jahre andauernden Saturnjahres bilden. Mit dem weiteren Fortschreiten der Jahreszeiten auf dem Saturn und dem Einsetzen des Sommers auf der nördlichen Planetenhemisphäre, so die Prognose der Wissenschaftler, sollten sie dann nicht mehr auftreten.

Periapsis
Am 14. März 2015 wird Cassini schließlich um 16:49 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 214, erreichen und die obersten Wolkenschichten des Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 313.780 Kilometern passieren.

Am darauffolgenden Tag soll die ISS-Kamera zusammen mit dem VIMS-Spektrometer eine Sternbedeckungen dokumentieren. Hierbei wird der im Sternbild Schlangenträger gelegene Stern X Ophiuchi von Teilen des Ringsystems des Saturn bedeckt. Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in der Lichtkurve des Sterns erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der Ringbereiche, welche X Ophiuchi bei dieser Okkultation bedecken. Außerdem, so die Wissenschaftler, können hierbei eventuelle minimale Veränderungen in der Ringstruktur registriert werden, welche erst kürzlich durch das Gravitationsfeld des Saturn oder durch ‚Einschläge‘ von Meteoroiden verursacht wurden.

Anschließend stehen erneut der F-Ring und danach der D-Ring – der innerste der Hauptringe des Saturn-Ringsystems – auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Cassini wird während der letzten Monate der Mission im Jahr 2017 die Gelegenheit erhalten, speziell den D-Ring ausführlich und aus kürzester Distanz zu studieren (Raumfahrer.net berichtete). Durch diese für den 15. März vorgesehenen Untersuchungen soll unter anderem die Partikeldichte im Bereich des inneren D-Rings ermittelt werden – eine Information, welche für den sicheren Betrieb der Raumsonde im Jahr 2017 von essentieller Bedeutung sein wird.

Der Titan-Vorbeiflug T-110

Am 16. März steht dann der Höhepunkt dieses 214. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 15:30 MEZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines zielgerichteten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 5,7 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 2.274,5 Kilometern passieren. Die mit diesem mittlerweile 111. Vorbeiflug am Titan – das Manöver trägt die Bezeichnung „T-110“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung. Neben dem ISS-Kamerasystem sollen dabei in erster Linie die Instrumente CIRS und VIMS genutzt werden, um die Oberfläche und die Atmosphäre des Titan zu untersuchen sowie um ein Temperaturprofil zu erstellen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an den Titan wird dann auch das VIMS die wissenschaftlichen Beobachtungen dominieren. Das Instrument soll dabei unter anderem verschiedene Oberflächenstrukturen wie die Umgebung des Sinlap-Impaktkraters in der östlichen Fensal-Region und die im Bereich des Titan-Nordpols gelegenen, mit flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen gefüllten SeenKraken Mare, Punga Mare und Ligeia Mare abbilden.

Das VIMS wird auch in den Stunden nach dem Flyby aktiv sein. Zusammen mit dem CIRS-Spektrometer sollen hierbei speziell Temperaturdaten von der Nachtseite des größten Saturnmondes gesammelt werden. Weitere Datensätze sollen Informationen über die chemische Zusammensetzung der Titanatmosphäre liefern und Reflektionen des Sonnenlichts zeigen, welches sich an den Oberflächen der bisher rund 400 auf dem Titan entdeckten Seen spiegelt.

Neben den wissenschaftlichen Untersuchungen ist dieser Titan-Vorbeiflug auch deshalb von Bedeutung, weil dabei die Flugbahn der Raumsonde dahingehend geändert werden soll, dass die Inklination der Flugbahn innerhalb des Saturnsystems auf einem Wert von nur noch 0,3 Grad verringert wird. Durch diese ’neue‘ Flugbahn wird sich den Wissenschaftlern in den kommenden Monaten die Gelegenheit bieten, speziell die Ringe des Saturn wieder in ihrer Kantenstellung zu beobachten.

Der Abschluss des Orbits Nummer 214
Nach dem Abschluss der Titan-Kampagne wird die Raumsonde Cassini am 20. und am 22. März zunächst Teilbereiche des diffusen E-Rings des Saturn abbilden, welcher sich in erster Linie aus Staubpartikeln zusammensetzt. Durch die bei diesen Beobachtungen gegebenen Beleuchtungsverhältnisse lassen sich speziell diese Staubteilchen besonders gut untersuchen.

Am 25. März wird die ISS-Kamera zudem die Monde Titan, Rhea und Mimas abbilden, welche sich dabei zusammen im Aufnahmebereich der Telekamera befinden werden.

Am 26. März beginnt schließlich eine über zwei Tage andauernde Beobachtungskampagne des im Mittel 1.436 Kilometer durchmessenden Saturnmondes Iapetus, welcher sich dabei etwa etwas mehr als eine Million Kilometer von der Raumsonde entfernt befinden wird. Die Aufnahmen werden speziell die nördliche Hemisphäre des mit einer zweigeteilten Oberfläche versehenen Mondes Iapetus wiedergeben, wo sich zwei größere Impaktbecken – Tungis und Roland – befinden. Auch eines der markantesten Merkmale von Iapetus – ein rund 1.300 Kilometer langer, etwa 20 Kilometer breiter und bis zu 13 Kilometer hoher Bergrücken – sollte auf den Aufnahmen erkennbar sein.

Am 28. März 2015 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 17:41 MEZ in einer Entfernung von rund 3,2 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 214. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 215 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde 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 (Raumfahrer.net berichtete).

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• Raumsonde Cassini: Der Orbit Nummer 211 hat begonnen (15. November 2014)
• Ein verborgener Ozean auf dem Saturnmond Mimas? (19. Oktober 2014)
• Saturnmond Hyperion ist elektrostatisch aufgeladen (18. Oktober 2014)
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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: CICLOPS, JPL, The Planetary Society.

Am 25 Januar 2015 erreicht die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 19:42 MEZ erneut die Apoapsis – den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystem. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 3,4 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden und damit zugleich ihren mittlerweile 213. Umlauf um den Ringplaneten beginnen. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini dabei eine Inklination von 19,1 Grad auf.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses erneut 32 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 212“ lautet, insgesamt 44 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Großteil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Den Höhepunkt des jetzt beginnenden Saturnumlaufs stellt allerdings ein für den 12. Februar 2015 vorgesehener naher Vorbeiflug an dem größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.
Das erste Beobachtungsziel: Der Saturn
Unmittelbar nach den Beginn des neuen Umlaufs wird die Telekamera des ISS-Experiments zusammen mit einem weiteren der Fernerkundungsinstrumente der Raumsonde, dem Composite Infrared Spectrometer (CIRS), den Saturn abbilden. Die im Rahmen dieser Kampagne gewonnenen Beobachtungsdaten dienen in erste Linie der Kalibrierung des CIRS-Instruments.

Von wissenschaftlicher Relevanz sind dagegen die für den 26. Januar vorgesehenen Fotoaufnahmen des Ringplaneten. Hierbei soll die Weitwinkelkamera den Saturn abbilden und dabei nach markanten Wolkenformationen Ausschau halten. Durch die regelmäßig erfolgende Dokumentation von Wolkenstrukturen und kleineren Sturmgebieten und deren Positionsveränderungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der Saturnatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ‚Sturmbeobachtungskampagne‘ lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ‚Großwetterlage‘ auf dem Saturn dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Planeten um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete). Bis zum Ende des jetzt beginnenden Saturnumlaufs sind 14 weitere derartige Beobachtungen vorgesehen.

Kleinere Monde
Ebenfalls noch am 26. Januar sind zudem diverse sogenannte ‚astrometrische Beobachtungen‘ von mehreren der kleineren, inneren Saturnmonde geplant. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Parameter von deren gegenwärtigen Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Weitere astrometrische Beobachtungskampagnen sollen am 4. Februar durchgeführt werden.

In der Nacht zum 27. Januar beginnt dann eine mehrstündige Beobachtungskampagne, welche einen der kleinen, äußeren Saturnmonde – den Mond Siarnaq – zum Ziel hat. Mit einer scheinbaren Helligkeit von 20,1 mag handelt es sich bei diesem rund 40 Kilometer durchmessenden Mond um ein sehr lichtschwaches Objekt, welches von der Erde aus nur extrem schwierig zu beobachten ist.

Im Rahmen dieser knapp 13 Stunden andauernden Kampagne soll Siarnaq aus einer Entfernung von etwa 23,1 Millionen Kilometern mehrfach mit der ISS-Kamera abgebildet werden. Anhand der Variationen in der sich bei dieser Beobachtungssequenz ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen wollen die beteiligten Wissenschaftler die Helligkeitsvariationen auf dessen Oberfläche und die sich daraus abzuleitende Rotationsperiode dieses Mondes sowie die Ausrichtung von dessen Rotationsachse noch besser als bisher bestimmen. Die bisherige Messungen von Cassini führten zu dem Resultat, dass Siarnaq für eine vollständige Drehung um seine Rotationsachse einen Zeitraum von etwa zehn Stunden und 12 Minuten benötigt. Eine weitere Siarnaq-Beobachtungskampagne soll bereits am 3. Februar erfolgen.

Das Ringsystem des Saturn, Minimonde und der Titan
Am 7. Februar steht der F-Ring des Saturn auf dem Beobachtungsprogramm. Hierbei sollen unter anderem zum wiederholten Mal die dort erkennbaren diversen Verästelungen der gewundenen Einzelringe abgebildet werden. Frühere Aufnahmen des ISS-Kamerasystems von Cassini führten zu dem Schluss, dass in erster Linie gravitative Wechselwirkungen mit dem weiter innen liegenden A-Ring und den beiden den F-Ring begrenzenden Saturnmonden Prometheus und Pandora die Form des F-Ringes gestalten.

Speziell die gravitativen Einflüsse dieser beiden als „Schäfermonde“ fungierenden Monde sind für die Ausbildung der beobachteten Wellenstrukturen des F-Ringes verantwortlich (Raumfahrer.net berichtete). Aus diesen Aufnahmen soll nach einer entsprechenden Bildbearbeitung eine kurze Videosequenz erstellt werden.

Am darauffolgenden Tag soll die ISS-Kamera dagegen zunächst auf den äußeren A-Ring des Saturn gerichtet werden. Im Rahmen dieser Beobachtungskampagne sollen erneut die hier befindlichen ‚Propellerstrukturen‘ dokumentiert werden. Bei diesen lediglich etwa 15 bis 25 Kilometer großen Strukturen handelt es sich um kleine ‚Hohlräume‘ innerhalb des A-Rings, welche durch die gravitativen Einflüsse von vermutlich lediglich wenige hundert Meter bis wenige Kilometer durchmessenden Mini-Monden – so genannten Moonlets – verursacht werden. Durch die anzufertigenden Aufnahmen des A-Ringes sollen die bisher bekannten Bahnparameter dieser Moonlets noch weiter verfeinert werden.

Ebenfalls für den 8. Februar ist zudem eine Beobachtung des Saturnmondes Titan vorgesehen. Aus einer Entfernung von etwa 2,46 Millionen Kilometern soll die Telekamera des ISS-Kameraexperiments hierbei die nördliche Heimsphäre dieses Mondes abbilden. Wie bereits zuvor bei den am 26. Januar erfolgten Saturn-Beobachtungen sollen auch im Rahmen dieser Kampagne diesmal in der Titanatmosphäre befindliche markanten Wolkenformationen dokumentiert werden, aus deren Beobachtung sich Rückschlüsse über die dort gegebenen Windverhältnisse ziehen lassen. Eine vergleichbare Beobachtungssequenz soll am 10. Februar aus einer Distanz von dann 1,77 Millionen Kilometern durchgeführt werden.

Einen Tag später kommt dann ein weiteres Spektrometer der Raumsonde, das Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), zum Einsatz. Das VIMS wird dabei die nördliche Hemisphäre des Saturn abbilden, welche derzeit in einem zunehmenden Maß von dem Schatten ‚abgedunkelt‘ wird, den das Ringsystem des Saturn auf den Planeten ‚wirft‘. Diese Messungen sollen dazu dienen, die dort aktuell gegebenen Temperaturen zu ermitteln.

Zwischenzeitlich wird Cassini zudem am 31. Januar und am 9. Februar zwei Kurskorrekturmanöver durchführen. Diese jeweils nur kurzzeitig erfolgenden Aktivierungen der Triebwerke sind notwendig, damit die Raumsonde auch in den kommenden Wochen den für die erfolgreiche Absolvierung des vorgesehenen wissenschaftlichen Programms notwendigen Kurs innerhalb des Saturnsystems einnimmt.

Periapsis
Am 10. Februar 2015 wird Cassini schließlich um 18:17 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 213, erreichen und die obersten Wolkenschichten des Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 355.200 Kilometern passieren.

Nur wenige Stunden zuvor – um 07:46 MEZ des gleichen Tages – wird die Raumsonde den mit einem Durchmesser von 1.528 Kilometern zweitgrößten Mond des Saturn – den Mond Rhea – im Rahmen eines nicht zielgerichteten Vorbeifluges in einer Entfernung von 46.943 Kilometern passieren. Während der Phase der Annäherung an Rhea soll die ISS-Kamera bei zwei Beobachtungssequenzen aus Entfernungen von 78.400 beziehungsweise 53.700 Kilometern diverse Aufnahmen der Rhea-Oberfläche anfertigen. Die am höchsten aufgelösten Bilder werden dabei über eine Auflösung von 305 Metern pro Pixel verfügen.

Am 11. Februar steht der D-Ring – der innerste der Hauptringe des Saturn-Ringsystems – auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Cassini wird während der letzten Monate der Mission im Jahr 2017 die Gelegenheit erhalten, speziell diesen Ring ausführlich und aus kürzester Distanz zu studieren (Raumfahrer.net berichtete). Durch die für den 11. Februar vorgesehenen Untersuchungen soll unter anderem die Partikeldichte im Bereich des inneren D-Rings ermittelt werden – eine Information, welche für den sicheren Betrieb der Raumsonde im Jahr 2017 von essentieller Bedeutung sein wird.

Der Titan-Vorbeiflug T-109
Am 12. Februar steht dann der Höhepunkt dieses 213. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 18:08 MEZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines zielgerichteten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 5,8 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 1.200 Kilometern passieren. Die mit diesem mittlerweile 110. Vorbeiflug am Titan – das Manöver trägt die Bezeichnung „T-109“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung. Neben dem ISS-Kamerasystem sollen dabei in erster Linie das VIMS-Instrument und ein weiteres Spektrometer, das Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), genutzt werden, um die Oberfläche und die Atmosphäre des Titan zu untersuchen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an den Titan wird dann auch das VIMS die wissenschaftlichen Beobachtungen dominieren. Das Instrument soll dabei unter anderem verschiedene Oberflächenstrukturen wie die Umgebung des Sinlap-Impaktkraters in der östlichen Fensal-Region und die im Bereich des Titan-Nordpols gelegenen, mit flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen gefüllten SeenBolsena Lacus und Punga Mare abbilden.

Das VIMS wird auch in den Stunden nach dem Flyby aktiv sein. Zusammen mit den Instrumenten UVIS und CIRS sollen hierbei speziell Temperaturdaten von der Nachtseite des größten Saturnmondes gesammelt werden. Weitere Datensätze sollen Informationen über die chemische Zusammensetzung der Titanatmosphäre liefern und Reflektionen des Sonnenlichts zeigen, welches sich an den Oberflächen der bisher rund 400 auf dem Titan entdeckten Seen spiegelt.

Der Abschluss des Orbits 213
Nach dem Abschluss der Titan-Kampagne wird Cassini am 15. Februar ein weiteres Kurskorrekturmanöver durchführen. Außerdem wird sich die ISS-Kamera an diesem Tag auf die Cassini-Teilung richten und einen Teilbereich dieser etwa 4.800 Kilometer durchmessenden ‚Lücke‘ zwischen den Hauptringen „A“ und „B“ abbilden.

Am 18. Februar soll die ISS-Kamera dann zusammen mit dem UVIS-Spektrometer eine Sternbedeckungen dokumentieren. Hierbei wird der im Sternbild Orion gelegene Stern Kappa Orionis von Teilen des Ringsystems des Saturn bedeckt. Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in der Lichtkurve des Sterns erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der Ringbereiche, welche Kappa Orionis bei dieser Okkultation bedecken. Außerdem, so die Wissenschaftler, können hierbei eventuelle minimale Veränderungen in der Ringstruktur registriert werden, welche erst kürzlich durch das Gravitationsfeld des Saturn oder durch ‚Einschläge‘ von Meteoroiden verursacht wurden.

Am 22. und 23. Februar steht dann schließlich mit dem Mond Loge ein weiterer der kleinen, äußeren Saturnmonde auf dem Beobachtungsprogramm. Aus einer Entfernung von etwa 18,6 Millionen Kilometern soll auch bei diesem lediglich sechs Kilometer durchmessenden Mond im Rahmen einer 36 Stunden andauernden Beobachtungskampagne in Verbindung mit früheren Beobachtungsdaten dessen Rotationsdauer ermittelt werden.

Am 26. Februar 2015 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 18:15 MEZ in einer Entfernung von rund 3,5 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 213. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 214 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 16. März 2015 in einer Entfernung von dann rund 2.300 Kilometern erneut passiert werden soll.

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 (Raumfahrer.net berichtete).

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• Cassini-Huygens Sonderseite
• Cassini-Huygens Newsarchiv
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Der Beitrag Raumsonde Cassini startet den Saturnumlauf Nummer 213 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2014, FU Berlin, JPL.

Seit dem Beginn des Raumfahrtzeitalters hat sich das Wissen der Menschheit über den Saturn, dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems, ungemein erweitert. Erste durch Raumsonden direkt gewonnene Erkenntnisse stammten dabei von den US-amerikanischen Raummissionen Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2, welche den Saturn in den Jahren 1979 bis 1981 jeweils im Rahmen von dichten Vorbeiflügen passierten. Die dabei gewonnenen Daten besaßen jedoch den Nachteil, dass diese Raumsonden den Saturn jeweils nur für relativ kurze Zeiträume untersuchen konnten. Viele der gewonnenen Erkenntnisse warfen dabei neue Fragen auf, deren Beantwortung laut der beteiligten Planetologen erst durch eine Raummission möglich sein würde, die den Saturn über einen längeren Zeitraum hinweg aus unmittelbarer Nähe untersuchen kann. Bereits im Jahr 1982 begann dann auch die Planung einer entsprechenden Mission.
Die Saturnmission Cassini-Huygens
Nach einem fast sieben Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem, bei dem eine Distanz von über drei Milliarden Kilometern zurückgelegt wurde, trat die am 15. Oktober 1997 gestartete Raumsonde Cassini am 1. Juli 2004 im Rahmen eines komplexen, 96 Minuten andauernden Bremsmanöver in eine Umlaufbahn um den Saturn ein. In den folgenden zehn Jahren hat die Raumsonde den Ringplaneten bis zum heutigen Tag 208 mal umkreist und dabei weitere mehr als 3,5 Milliarden Kilometer im Saturnorbit zurückgelegt.

Die Ziele dieser Mission sind vielschichtig und oftmals eng miteinander verknüpft. Neben der langfristigen Erforschung der atmosphärischen Bedingungen auf dem Saturn und dessen größten Mond, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Titan, stehen auch das Ringsystem des Planeten, dessen Magnetosphäre und die weiteren Monde des Saturn im Fokus des Interesses der beteiligten Wissenschaftler. Während der einzelnen Orbits wurden der Saturn, dessen 62 bisher bekannten Monde und das faszinierende Ringsystem mit den von Cassini mitgeführten 12 wissenschaftlichen Instrumenten ausführlich untersucht. Unter anderem absolvierte der Saturnorbiter hierzu bisher 134 dichte Vorbeiflüge an den größeren, inneren Saturnmonden.

Dabei umkreist Cassini den Saturn auf einer elliptischen Umlaufbahn. Durch gezielt herbeigeführte Veränderungen der Neigung der Cassini-Flugbahn gegen die Äquatorebene des Saturn ergeben sich dabei für die Instrumente der Raumsonde bei der Abbildung des Saturn und von dessen Monden und Ringen immer wieder unterschiedliche Perspektiven. Orbits mit niedrigen Inklinationen sind zum Beispiel besonders gut geeignet, um die Ringe des Saturn aus einer horizontalen Blickrichtung heraus zu untersuchen.

Die Saturnringe präsentierten sich unter diesen Beobachtungsbedingungen in der Vergangenheit als äußerst komplexe Gebilde. Normalerweise verfügen die Ringe über eine Dicke von lediglich etwa zehn Metern. Am Innenrand der „Cassini-Teilung“, welche den A-Ring des Saturn von dem B-Ring trennt, türmen sich diese Partikel jedoch bis zu einer ‚Höhe‘ von mehreren Kilometern auf. Im Jahr 2009, als die Sonne genau auf die Kante der Ringe schien, zeigten sich auf den in diesem Zeitraum angefertigten Aufnahmen lange Schatten, was eine Bestimmung der vertikalen Ausdehnung dieser Strukturen ermöglichte.

Ähnliche ‚Massekonzentrationen‘ wurden an den Rändern der „Keeler-Lücke“ im Bereich des äußeren A-Ringes beobachtet. Hierfür verantwortlich, so die Ergebnisse der Planetologen, ist der lediglich etwa acht Kilometer durchmessende Mond Daphnis, der als Schäfermond für die Keeler-Lücke fungiert. Durch leichte Taumelbewegungen auf seiner Umlaufbahn um den Saturn nähert er sich den an den beiden Rändern der Keeler-Lücke gelegenen Ringen zeitweise an. Die dabei auftretenden gravitativen Kräfte führen zu den beobachteten lokalen Verdichtungen in den Ringen.

Aus einer hohen Inklination heraus ergibt sich dagegen die Möglichkeit, speziell die Polarregionen des Saturn und des Titan im Detail abzubilden und zu untersuchen. Zusätzlich wird bei solchen Bedingungen auch das Ringsystem des Saturn von den abbildenden wissenschaftlichen Instrumenten der Raumsonde in seiner ‚Gesamtheit‘ erfasst. Derartige Aufnahmen ermöglichten zum Beispiel die Entdeckung von zuvor unbekannten Einzelringen und Ringstrukturen. Derzeit umkreist Cassini den Saturn noch auf einer Bahn, welche eine Inklination von 44,6 Grad aufweist. Erst im Frühjahr 2015 wird die Raumsonde wieder auf eine deutlich geringer geneigte Flugbahn wechseln.

Wissenschaftlicher Output
Durch die Auswertung der in den letzten Jahren gewonnenen Daten konnten die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler, welche an Instituten und Forschungseinrichtungen in 26 Ländern arbeiten, eine Vielzahl an neuen, für die Planetenforschung teilweise sogar ‚revolutionären‘ Erkenntnissen ableiten und bisher mehr als 3.000 wissenschaftliche Publikationen veröffentlichen.
Das zehnjährige ‚Jubiläum‘ dieser überaus erfolgreichen und produktiven Mission ist der Anlass dafür, dass die Cassini-Mission auf dem diesjährigen European Planetary Science Congress, einer gegenwärtig in der Nähe von Lissabon stattfindenden Fachtagung der Planetenforscher, eine Sonderstellung einnimmt. Im Rahmen von diversen Vorträgen und Posterpräsentationen werden am heutigen sowie am morgigen Tag neben den bisherigen Höhepunkten der Mission auch neue Forschungsresultate vorgestellt. Außerdem geben die an der Mission beteiligten Wissenschaftler einen Ausblick auf die Aktivitäten, welche bis zum Ende der Mission im September 2017 geplant sind.

Drei weitere Jahre
Trotz ihres hohen Alters befindet sich die Raumsonde Cassini immer noch in einem sehr guten technischen Zustand. In Kombination mit dem hohen wissenschaftlichen Nutzen, welcher als „exzellent“ eingestuft wurde, hat dies zur Folge, dass die Mission laut eines kürzlich gefassten NASA-Beschlusses noch für weitere drei Jahre fortgesetzt werden soll. Für den weiteren Betrieb wird der Cassini-Mission hierfür von der NASA pro Missionsjahr eine Summe von rund 60 Millionen US-Dollar zur Verfügung gestellt.
Dabei werden zunächst – neben dem Saturn – die größeren, inneren Mondes des Ringplaneten im Fokus der Forschung stehen. Neben dem Titan sind dabei weitere dichte Vorbeiflüge an den Monden Dione (zwei geplante Flybys), Tethys (ein Flyby) und Enceladus (drei Flybys) geplant. Und auch der unregelmäßig geformte, mit einem mittleren Durchmesser von etwa 113 Kilometern eher kleine Mond Epimetheus soll am 6. Dezember 2015 noch einmal von Cassini ‚besucht‘ und dabei in einer Entfernung von lediglich 2.616 Kilometern passiert werden.

Während der kommenden Jahr soll zudem überprüft werden, ob ein periodisches Auftreten von bestimmten Effekten in den Atmosphären, den Exosphären oder den Magnetfeldern des Saturn oder dessen größeren Monden erfolgt oder ob Veränderungen in den über 175.000 einzelnen Ringen, von denen der Saturn umgeben ist, zu beobachten sind.

Ein weiterer Aspekt bei den zukünftig geplanten Untersuchen in der Umgebung des Saturn ist die Tatsache, dass am 4. Juli 2016 die Raumsonde Juno in eine Umlaufbahn um den Planeten Jupiter eintreten und dessen Atmosphäre anschließend über einen Zeitraum von etwa einem Jahr untersuchen wird. Zusammen mit den Cassini-Daten der Saturnatmosphäre stehen den Wissenschaftlern somit Daten zur Verfügung, welche zeitgleich von zwei verschiedenen Gasplaneten unseres Sonnensystems gesammelt werden. Hierbei lassen sich Effekte in den Gashüllen dieser beiden Planeten untersuchen und vergleichen, welche durch eine Interaktion mit der Sonnenstrahlung hervorgerufen werden.
Weitere Vorbeiflüge an diversen inneren Saturnmonden werden in Entfernungen von bis zu 50.000 Kilometern erfolgen. Die beiden letzten dichten Vorbeiflüge an den Monden des Saturn werden schließlich den Titan zum Ziel haben und am 29. November 2016 beziehungsweise am 22. April 2017 erfolgen.

Spätestens zu diesem Zeitpunkt zeichnet sich dann allerdings bereits auch das definitive Ende der Cassini-Mission ab. Aufgrund des zu diesem Zeitpunkt nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates soll die Raumsonde am 15. September 2017 kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden. Cassini wäre allerdings irgendwie nicht ‚wirklich‘ Cassini, wenn dieses Finale ‚einfach so‘ erfolgen würde…
Das ‚Große Finale‘ – Weitere Untersuchungen…
Durch den Titan-Vorbeiflug am 29. November 2016 wird sich die Flugbahn der Raumsonde so verändern, dass sich Cassini dem F-Ring des Saturn in Zukunft zunächst bis auf eine Entfernung von stellenweise nur noch 10.000 Kilometern nähert. Die folgenden 20 Orbits sollen genutzt werden, um speziell diesen Ring noch eingehender zu untersuchen.

Im Rahmen des letzten Titan-Vorbeifluges am 22. April 2017 soll die Flugbahn von Cassini dann so verändert werden, dass sich die Raumsonde dem Planeten noch weiter annähert, so dass sich deren saturnnächster Punkt ab jetzt zwischen dem D-Ring, dem innersten Saturn-Ring, und der Atmosphäre des Saturn befindet. Cassini wird sich dabei in einer Entfernung von weniger als 4.000 Kilometern über der äußersten Schicht der Saturnatmosphäre bewegen. Diesen nur wenige Tausend Kilometer breiten ‚Flugkorridor‘ wird die Raumsonde in den folgenden Monaten noch 22 mal durchlaufen, wobei jeder Saturnumlauf dann nur noch knappe sieben Tage dauern wird.

Durch die Daten, welche in dieser finalen Missionsphase gesammelt werden sollen, erhoffen sich die beteiligten Wissenschaftler weitere fundamentale Erkenntnisse zur Beantwortung von bisher immer noch offenen Fragen:

• Wie hoch fällt zum Beispiel die Gesamtmasse der Hauptringe und speziell des B-Ringes aus?
• Wie setzt sich die Saturnatmosphäre im Detail zusammen?
• Welche Art von Gasen und Staubpartikeln befinden sich in welcher Konzentration in dem Raum zwischen der äußeren Atmosphärenschicht des Saturn und dem innersten Ring?
• Welche ‚Feinstrukturen‘ sind auf den aus geringer Entfernung angefertigten Bildaufnahmen in den Wolken der Saturnatmosphäre erkennbar?
• Wie ist der Saturn in seinem Inneren aufgebaut?
• Ergeben sich eventuell neue Erkenntnisse über die Dauer der Rotation des Planeten? Diese Rotationsperiode wird gegenwärtig mit einer Dauer von 10 Stunden, 45 Minuten und 45 Sekunden angegeben, wobei der Unsicherheitsfaktor bei 36 Sekunden liegt.
• Wie groß ist die Abweichung der Orientierung des Magnetfeldes des Saturn in Bezug zu dessen Rotationsachse?
• Wie präsentieren sich die Ringe und dabei speziell der F-Ring in den – dann erstmals in diesem Zusammenhang erfolgenden – Messungen des RADAR-Instrumentes?

…und gezielter ‚Absturz‘

Aber auch diese Phase der Mission findet schließlich ein Ende. Nach letztendlich 294 Saturnumkreisungen wird Cassini am 15. September 2017 um 12:57 Uhr MESZ endgültig in die oberste Schicht der Saturnatmosphäre eintreten und dort verglühen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Signallaufzeit zwischen dem Saturn und der Erde 83,5 Minuten betragen, so dass das letzte Radiosignal von Cassini die Erde am selben Tag aller Voraussicht nach gegen 14:20 Uhr MESZ erreichen wird. Das entsprechende Signal wird dabei von der 70-Meter-Antenne – der Antenne DSS-43 – des Deep Space Network (DSN) der NASA bei Canberra/Australien empfangen. Allerdings gehen die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler davon aus, dass während dieses ‚finalen Eintritts‘ nur eine sehr limitierte Anzahl an Daten gesammelt und dann noch vor der ‚Zerstörung‘ der Raumsonde zur Erde übertragen werden können.
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.

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Verwandte Internetseiten:

• Cassini-Huygens Sonderseite
• Cassini-Huygens Newsarchiv
• CICLOPS (engl.)

EPSC 2014:

• 10 Years at Saturn, and More Excitement to Come! (engl.)
• Celebrating 10 years of exploration with Cassini-Huygens (Oral Program) (engl.)
• Celebrating 10 years of exploration with Cassini-Huygens (Poster Program) (engl.)

Der Beitrag Raumsonde Cassini: Noch weitere 3 Jahre beim Saturn erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 19. Januar 2014 wird die Raumsonde Cassini um 11:10 MEZ auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreichen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 2,72 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und beginnt damit zugleich ihren mittlerweile 202. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini eine Inklination von 50,1 Grad auf.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des diesmal 32 Tage andauernden Umlaufs – dieser trägt die Bezeichnung „Rev 201“ – insgesamt 51 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Großteil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Den Höhepunkt der Beobachtungen stellt jedoch ein für den 2. Februar 2014 vorgesehener gesteuerter Vorbeiflug am größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.
Die ersten Beobachtungen der ISS-Kamera werden bereits am 20. Januar erfolgen und den Saturn zum Ziel haben. Mittels der dabei 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 kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen in den Atmosphären des Saturn lassen sich zum Beispiel Aussagen über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen. Bis zum 19. Februar sind insgesamt 19 weitere vergleichbare Beobachtungen vorgesehen.

Der B-Ring des Saturn
Unmittelbar nach der Beendigung der ersten Sturmbeobachtungskampagne ist Cassini so im Raum positioniert, dass die ISS-Kamera direkt auf den B-Ring des Saturn zeigt. Aus den Aufnahmen der Kamera wollen die beteiligten Wissenschaftler kurze Videosequenzen erstellen, auf denen die im B-Ring angeordneten Speichenformationen erkennbar sind. Diese Strukturen wurden erstmals auf den Aufnahmen der Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 ausgemacht, welche den Saturn bereits Anfang der 1980er Jahre passierten. Diese auf Fotoaufnahme in hellen Farben erkennbaren Speichen sind im Durchschnitt lediglich etwa 100 Kilometer breit und erstrecken sich radial über eine Strecke von bis zu 20.000 Kilometer in das Ringsystem hinein.

Bei diesen „Speichen“ handelt es sich um vorübergehend auftretende Erscheinungen, welche sich üblicherweise innerhalb von wenigen Stunden ausbilden und dann wieder auflösen. Die Planetenforscher sind sich mittlerweile nahezu sicher, dass diese Speichenstrukturen durch elektrisch aufgeladene Staubpartikel verursacht werden, welcher durch elektrischen Abstoßungskräfte vorübergehend aus dem B-Ring herausgedrückt werden. Es wird vermutet, dass die Speichen ein saisonales Phänome darstellen, welche sich nur zu bestimmten Zeiten während eines knapp 30 Jahre andauernden Saturnjahres bilden. Mit dem weiteren Fortschreiten der Jahreszeiten auf dem Saturn und dem Einsetzen des Sommers auf der nördlichen Planetenhemisphäre, so die Prognose der Wissenschaftler, sollten sie dann nicht mehr auftreten. Bis zur Vollendung des jetzt beginnenden Saturnumlaufs sind vier weitere solcher Beobachtungssequenzen vorgesehen.

Mondbeobachtungen und eine Sternbedeckung
Am 22. Januar steht eine Sternbedeckung auf dem Beobachtungsprogramm von Cassini, wobei neben der ISS-Kamera auch eines der Spektrometer der Raumsonde, das Visual and Infrared Spectrometer (VIMS), zum Einsatz kommen wird. Bei dieser Okkultation wird der halbregelmäßig veränderliche Riesenstern L2 Puppis von Teilen des Ringsystems des Saturn bedeckt. Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in der Lichtkurve von L2 Puppis erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der Ringbereiche, welche den Stern bei dieser Okkultation bedecken. Außerdem, so die Wissenschaftler, können hierbei eventuelle Veränderungen in der Ringstruktur registriert werden, welche durch das Gravitationsfeld des Saturn oder durch erst kürzlich erfolgte „Einschläge“ von Meteoroiden verursacht wurden.

Am darauffolgenden Tag sollen erneut mehrere der kleineren, inneren Saturnmonde im Rahmen sogenannter astrometrischer Beobachtungen abgebildet werden. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Vier weitere Astrometrie-Kampagnen sollen zwischen dem 26. Januar und dem 18. Februar durchgeführt werden.

Am 26. und 27. Januar wird die ISS-Kamera mehrfach die Saturnmonde Titan und Aegaeon – letzterer wird als eine der Materialquellen für den G-Ring des Saturn angesehen (Raumfahrer.net berichtete) – abbilden. Für den 29. Januar vorgesehene Kameraaufnahmen werden Teilbereiche des F-Ringes des Saturn zum Ziel haben. Bei dieser Beobachtungssequenz gilt das wissenschaftliche Interesse speziell den diversen Verästelungen der gewundenen Einzelringe sowie deren Interaktion mit den in der Nähe befindlichen Monden. Vorherige Beobachtungen führten zu dem Schluss, dass in erster Linie gravitative Wechselwirkungen mit dem weiter innen liegenden A-Ring und den beiden den F-Ring begrenzenden Saturnmonden Prometheus und Pandora die Struktur und Form des F-Ringes gestalten. Speziell die gravitativen Einflüsse dieser beiden als Schäfermonde fungierenden Monde sind für die Ausbildung der beobachteten Wellenstrukturen des F-Ringes verantwortlich.

Der Titan-Vorbeiflug T-98
Am 2. Februar steht schließlich der Höhepunkt dieses 202. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 20:13 MEZ wird die Raumsonde den Saturnmond Titan im Rahmen eines gerichteten Vorbeifluges in einer Entfernung von 1.235 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 5,9 Kilometern pro Sekunde passieren. Die mit diesem 99. Vorbeiflug am Titan – das Manöver trägt die Bezeichnung „T-98“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits rund 36 Stunden früher. Hierbei wird die ISS-Kamera vier Wolkenbeobachtungskampagnen durchführen, mit denen – vergleichbar mit den „Sturmbeobachtungskampagnen“ beim Saturn – aktuelle Daten über das gegenwärtige Wettergeschehen in der Titanatmosphäre gesammelt werden sollen.

Ab den Morgenstunden des 2. Februar soll neben der ISS-Kamera zunächst ein weiteres Instrument des Saturnorbiters, das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), dazu genutzt werden, um diverse Scans von der Nachtseite des Titan durchzuführen. Das Ziel dieser Messungen besteht darin, die zu diesem Zeitpunkt in der Stratosphäre der Titanatmosphäre vorherrschenden Temperaturen zu ermitteln. Mit fortschreitender Annäherung an den Saturnmond soll das CIRS durch Abtastungen, welche im mittleren Infrarotbereich erfolgen, zudem die Verteilung von Aerosolen und verschiedener chemischer Verbindungen in den oberen Schichten der Titanatmosphäre bestimmen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an des Titan wird schließlich das RADAR-Instrument von Cassini über einen Zeitraum von 12 Stunden die Beobachtungsabläufe dominieren. Durch Scatterometrie- und Radiometriemessungen soll das RADAR weite Bereiche der in diesem Zeitraum zugänglichen Titanoberfläche abtasten und dadurch weitere Daten über die Gestalt und die Zusammensetzung der Oberfläche sammeln. Durch Beobachtungen im Synthetic Aperture Radar-Modus sollen zudem gezielt verschiedene Oberflächenformationen wie das Dünenfeld Shangri La, die Dilmun-Region oder der Selk-Krater in hoher Auflösung abgebildet werden.

Einige der so gewonnenen Daten, welche die Region um den mit Kohlenwasserstoffverbindungen gefüllten See Ontario Lacus wiedergeben, sollen mit zukünftigen RADAR-Bildern kombiniert werden und die dortige Landschaft in Stereobildern wiedergeben. Das hierfür benötigte Daten-Set soll während des nächsten Vorbeifluges am Titan – das entsprechende Manöver „T-99“ erfolgt am 6. März 2014 – angefertigt werden. Etwa sechs Stunden nach der dichtesten Annäherung wird wieder das CIRS-Spektrometer aktiviert, um weitere Daten über die Temperatur und Zusammensetzung der Titanatmosphäre zu sammeln. Im Gegensatz zu den Scans während der Annäherungsphase wird hierbei allerdings die Südpolregion des Titan das Zielgebiet der Messungen sein.

Periapsis

Am 4. Februar wird Cassini um 19:12 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 202 erreichen und den Planeten in einer Entfernung von etwa 920.000 Kilometern passieren. Etwa vier Stunden später wird die ISS-Kamera Teile des A-Ringes abbilden. Hierbei sollen unter anderem zum wiederholten Mal sogenannte „Propellerstrukturen“ dokumentiert werden. Bei diesen lediglich etwa 15 bis 25 Kilometer großen Strukturen handelt es sich um kleine „Hohlräume“ innerhalb des Ringsystems, welche durch die gravitativen Einflüsse von vermutlich lediglich wenige Dutzend Kilometer durchmessenden Mini-Monden – so genannten Moonlets – verursacht werden (Raumfahrer.net berichtete). Durch die anzufertigenden Aufnahmen des A-Ringes sollen die bisher bekannten Bahnparameter dieser Moonlets noch weiter verfeinert werden.

Auch in den darauf folgenden Tagen wird sich die Raumsonde in erster Linie auf die Ringe des Saturn konzentrieren. In Zusammenarbeit mit dem VIMS-Spektrometer wird die ISS-Kamera dabei unter anderem den Schattenwurf des Saturn auf dessen Hauptringe dokumentieren sowie Teilbereiche der Ringe „A“, „D“ und „F“ unter unterschiedlichen Beleuchtungsverhältnissen abbilden. Weitere Beobachtungen werden die Roche-Teilung zum Ziel haben, welche den A-Ring von dem F-Ring trennt. Zudem soll ebenfalls am 4. Februar eine weitere Sternbedeckung beobachtet werden. Hierbei wird der Stern Gamma Eridani von den Ringen bedeckt.

Am 20. Februar 2014 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 17:45 MEZ in einer Entfernung von rund 2,9 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 202. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 203 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 6. März 2014 in einer Entfernung von rund 1.500 Kilometern passiert werden wird.

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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Der Beitrag Raumsonde Cassini: Der Saturnumlauf 202 beginnt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 17. Dezember 2013 wird die Raumsonde Cassini um 22:24 MEZ auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreichen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 2,64 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und beginnt damit zugleich ihren mittlerweile 201. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini eine Inklination von 51,3 Grad auf.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des diesmal 33 Tage andauernden Umlaufs – dieser trägt die Bezeichnung „Rev 200“ – insgesamt 43 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Ein Großteil dieser Kampagnen wird erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Den Höhepunkt der Beobachtungen stellt jedoch ein am 1. Januar 2014 erfolgender gesteuerter Vorbeiflug am größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.
Der B-Ring des Saturn
Die erste Beobachtungskampagne der ISS-Kamera wird am 18. Dezember den B-Ring des Saturn zum Ziel haben. Aus den Aufnahmen der Kamera sollen anschließend kurze Videosequenzen erstellt werden, auf denen die im B-Ring angeordneten Speichenformationen erkennbar sind. Diese Strukturen wurden erstmals auf den Aufnahmen der Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 ausgemacht, welche den Saturn bereits Anfang der 1980er Jahre passierten. Diese auf Fotoaufnahme in hellen Farben erkennbaren Speichen sind im Durchschnitt lediglich etwa 100 Kilometer breit und erstrecken sich radial über eine Strecke von bis zu 20.000 Kilometer in das Ringsystem hinein.

Es handelt sich hierbei um lediglich vorübergehend auftretende Erscheinungen, welche sich innerhalb von wenigen Stunden ausbilden und dann wieder verschwinden. Die Planetenforscher sind sich mittlerweile weitgehend sicher, dass diese Speichenstrukturen durch elektrisch aufgeladenen Staub verursacht werden, welcher durch elektrischen Abstoßungskräfte vorübergehend aus dem B-Ring herausgedrückt wird. Es wird vermutet, dass die Speichen ein saisonales Phänome darstellen und sich nur zu bestimmten Zeiten während eines knapp 30 Jahre andauernden Saturnjahres bilden. Mit dem Fortschreiten der Jahreszeiten und dem Einsetzen des Sommers auf der nördlichen Planetenhemisphäre sollten sie dann nicht mehr auftreten. Bis zum 14. Januar 2014 sind vier weitere solcher Beobachtungssequenzen vorgesehen.

Mondbeobachtungen
Eine für den 19. Dezember eingeplante Beobachtung wird den Saturnmond Titan zum Ziel haben. Aus einer Entfernung von etwa 3,75 Millionen Kilometern soll dabei dessen ausgedehnte Atmosphäre studiert werden. Das Interesse der beteiligten Wissenschaftler wird sich bei dieser Gelegenheit auf die in den obersten Atmosphärenschichten enthaltenen Aerosole und Dunstschichten konzentrieren.

Am 20. und 21. Dezember erfolgen diverse Abbildungen der beiden kleineren, äußeren Saturnmonde Tarvos und Skathi. Außer den Daten von deren Umlaufbahnen um den Saturn und ihren Durchmessern von lediglich rund 15 beziehungsweise acht Kilometern ist über diese erst im Jahr 2000 entdeckten Monde bisher nur sehr wenig bekannt. Anhand der Variationen in den sich bei diesen aus Entfernungen von 21,2 beziehungsweise 17,1 Millionen Kilometern erfolgenden Beobachtungssequenzen ergebenden Lichtkurven und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen sollen die Helligkeitsvariationen auf deren Oberfläche und die sich daraus ergebenden Rotationsperioden und die Ausrichtung der Rotationsachsen dieser beiden Monde bestimmt werden.

Am 22. Dezember steht erneut der Titan auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Die aus einer Entfernung von diesmal 2,82 Millionen Kilometern anzufertigenden Aufnahmen sollen erneut dessen Atmosphäre wiedergeben. Das Interesse wird sich dabei auf die Verteilung von Wolkenstrukturen und die verschiedenen in der Titanatmosphäre befindlichen Dunstschichten richten. Durch die Beobachtung von markanten Wolkenformationen in den Titan-Atmosphäre lassen sich zum Beispiel Aussagen über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

Am darauffolgenden Tag sollen schließlich mehrere der kleineren, inneren Saturnmonde im Rahmen sogenannter astrometrischer Beobachtungen abgebildet werden. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Vergleichbare Kampagnen sollen zusätzlich am 27. Dezember und am 3. Januar durchgeführt werden.

Ebenfalls am 23. Dezember wird die WAC-Kamera den Saturn abbilden. Im Rahmen dieser Beobachtung, welche Bestandteil einer langfristig ausgelegten „Sturmbeobachtungskampagne“ ist, sollen erneut aktuelle Daten über das dortige Wettergeschehen gesammelt werden, welche sich durch die Dokumentation von kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen ergeben. Bis zum 14. Januar sind zehn weitere solcher Beobachtungen vorgesehen.

Am 29. Dezember erfolgen – verteilt über einen Zeitraum von rund 15 Stunden – mehrere Abbildungen des Saturnmondes Aegaeon, der als eine der Materialquellen für den G-Ring des Saturn angesehen wird (Raumfahrer.net berichtete). Am nächsten Tag soll ein weiterer äußerer Mond, diesmal handelt es sich um Siarnaq, abgebildet werden, um dessen Rotationsperiode zu bestimmen.

Der Titan-Vorbeiflug T-97

Am 1. Januar 2014 steht dann der Höhepunkt des 201. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 23:00 MEZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines gerichteten Vorbeifluges in einer Entfernung von 1.400 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 5,8 Kilometern pro Sekunde passieren. Aufgrund eines vergleichbaren Flugverlaufes der Raumsonde während dieses Vorbeifluges weist das zu absolvierende wissenschaftliche Programm sehr große Ähnlichkeiten mit dem vorherigen Titan-Flyby, dem erst am 1. Dezember 2013 erfolgten Vorbeiflug „T-96“, auf. Die mit diesem 98. Vorbeiflug am Titan – das Manöver trägt die Bezeichnung „T-97“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits am 31. Dezember. Hierbei wird die ISS-Kamera vier Wolkenbeobachtungskampagnen durchführen.

Ab den Morgenstunden des 1. Januar und somit ebenfalls noch während der Annäherungsphase an den Titan soll neben der ISS-Kamera ein weiteres Instrument, das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), dazu genutzt werden, um diverse Scans auf der Nachtseite des Titan durchzuführen. Das Ziel dieser Messungen, welche sich auf die Nordhemisphäre konzentrieren werden, besteht darin, die zu diesem Zeitpunkt in der Stratosphäre der Titanatmosphäre vorherrschenden Temperaturen zu ermitteln. Zusätzlich sollen hierbei durch Abtastungen, welche im mittleren und fernen Infrarotbereich erfolgen, die Verteilung von Aerosolen und verschiedener chemischer Verbindungen in den oberen Schichten der Titanatmosphäre bestimmt werden.

Im Anschluss an diese Messungen soll die ISS-Kamera diverse Aufnahmen der zu diesem Zeitpunkt sichtbaren Titanhemisphäre anfertigen und diese mit einer Auflösung von 1,5 Kilometern pro Pixel abbilden. Während das CIRS-Instrument zu diesem Zeitpunkt weitere Daten über die Atmosphäre sammelt, wird zudem ein weiteres Instrument, das Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), eingesetzt. Auch das UVIS wird diverse Scans durchführen, welche der Analyse der Titanatmosphäre dienen sollen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an den Titan wird das VIMS-Spektrometer die wissenschaftlichen Arbeiten dominieren. Dieses Instrument wird dabei diverse Aufnahmen der Seen in der Nordpolregion anfertigen und bei dieser Gelegenheit auch speziell jene Bereiche der Titanoberfläche abbilden, welche derzeit nicht mit zu früheren Zeitpunkten dort befindlichen Kohlenwasserstoffverbindungen gefüllt sind. Ein besonderes Interesse gilt dabei der Verteilung von Evaporit-Gesteinen, welche von der „Verdunstung“ der flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen zeugen.

Des weiteren wird das Instrument diverse in der Äquatorregion des Titan befindliche ausgedehnte Dünenfelder abbilden. Die unterschiedliche Helligkeit, in der sich die Regionen Shangri-La und Mindanao Facula auf den bisherigen Aufnahmen präsentierten, deuten auf eine unterschiedliche chemische und mineralogische Zusammensetzung dieser Oberflächenbereiche hin.

Nach dem Passieren des Titan wird das CIRS-Spektrometer erneut diverse Scans durchführen, welche sich diesmal allerdings auf die südliche Titan-Hemisphäre konzentrieren werden. Auch hierbei sollen die Struktur, die Temperatur und die chemische Zusammensetzung der obersten Schichten der Atmosphäre analysiert werden. Zur gleichen Zeit wird das VIMS-Spektrometer einen umfassende Abtastung der Südhemisphäre durchführen.

Bei diesem Titan-Vorbeiflug handelt es sich um den ersten von insgesamt 11 im Jahr 2014 erfolgenden gesteuerten Vorbeiflügen der Raumsonde Cassini an dem Titan.

Periapsis
Am 3. Januar wird die Raumsonde um 12:34 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 201 erreichen und den Planeten in einer Entfernung von 1,04 Millionen Kilometern passieren. Nur wenige Stunden später wird die ISS-Kamera zusammen mit dem VIMS-Spektrometer eine Sternbedeckung beobachten. Bei dieser Okkultation wird der rote Riesenstern R Lyrae von Teilen des Ringsystems des Saturn bedeckt. Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in der Lichtkurve von R Lyrae erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der Ringbereiche, welche den Stern bei dieser Okkultation bedecken. Außerdem, so die Wissenschaftler, können so eventuelle Veränderungen in der Ringstruktur registriert werden, welche durch das Gravitationsfeld des Saturn oder durch erst kürzlich erfolgte „Einschläge“ von Meteoroiden verursacht wurden.

Am 5. Januar wird das ISS-Kamerateam schließlich versuchen, den am weitesten vom Saturn entfernt gelegenen, extrem lichtschwachen und erst im Jahr 2009 auf Aufnahmen des Weltraumteleskops Spitzer entdeckten Phoebe-Ring abzubilden. Speziell wollen die Wissenschaftler hierbei versuchen, den Schatten zu fotografieren, welchen der Saturn an diesem Tag auf den 12 Millionen Kilometer entfernt gelegen Ring werfen wird. Weitere Beobachtungen in den folgenden Tagen werden erneut das Ringsystem des Saturn und einen weiteren äußeren Mond, den etwa sieben Kilometer durchmessenden Tarqeq, zum Ziel haben.

Am 19. Januar 2014 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 11:10 MEZ in einer Entfernung von rund 2,8 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 201. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 202 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 2. Februar 2014 in einer Entfernung von rund 1.235 Kilometern passiert werden wird.

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

Bereits seit dem Sommer 2004 befindet sich die Raumsonde Cassini in einer elliptischen Umlaufbahn um den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems. Während der bisher absolvierten 183 Umläufe um den Saturn hat Cassini dabei mit dem aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehenden ISS-Kameraexperiment, einem der insgesamt 12 an Bord der Raumsonde befindlichen wissenschaftlichen Instrumente, eine Vielzahl von Bildern von der Saturnatmosphäre sowie von den 62 bisher bekannten Monden und den diversen Ringen dieses faszinierenden Planeten angefertigt, welche von der interessierten Öffentlichkeit auch auf einer speziellen Internetseite betrachtet werden können.

Zwecks einer eingehenden wissenschaftlichen Untersuchung des Aufbaus des Ringsystems bildete die ISS-Kamera in der Vergangenheit auch immer wieder vom Standort der Raumsonde aus sichtbare Sternokkultationen ab, in deren Verlauf verschiedene relativ helle Hintergrundsterne durch Teile des Ringsystems bedeckt wurden. Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in den Lichtkurven der bedeckten Sterne erhalten die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler nähere Aufschlüsse über den Aufbau und die Struktur der einzelnen Ringe. Durch die zeitliche Abfolge der auftretenden Helligkeitsschwankungen der Hintergrundsterne und deren Intensität können so zum Beispiel Rückschlüsse über die Lichtdurchlässigkeit und somit auch über die Materialdichte und Partikelgröße der einzelnen Ringstrukturen gewonnen werden.
Am 10. November 2012 konnte dabei ein ganz besonderer „Stern“ beobachtet werden, welcher dabei von Teilen des C-Ringes des Saturn-Ringsystems bedeckt wurde. Bei dem hellen Punkt, welcher in der nebenstehenden Abbildung zu sehen ist, handelt es sich um die Venus – den zweitinnersten Planeten unseres Sonnensystems. Aufgrund der großen Entfernung zwischen den beiden Planeten – die Distanz zwischen Venus und Saturn betrug zum Aufnahmezeitpunkt rund 1,423 Milliarden Kilometer – ist die Venus in dieser Aufnahme nur als heller Lichtpunkt erkennbar.

Zum Zeitpunkt der Aufnahme dieses Bildes befand sich die Sonne von Cassini aus gesehen direkt hinter der Planetenscheibe des Saturn, so dass in dieser Aufnahme in ihrem rechten Bereich die nicht von der Sonne beleuchtete Saturnhemisphäre und weiter links davon die zu diesem Zeitpunkt im Blickfeld der Kamera befindlichen Ringe im Gegenlicht gezeigt werden. Die einzelnen Ringstrukturen offenbaren sich bei diesen Beleuchtungsverhältnissen in einer Perspektive, in der auch Details ihrer Strukturen sichtbar werden, welche unter den normalerweise genutzten Beleuchtungsverhältnissen nicht erkennbar sind. Entsprechende Aufnahmen werden über längere Zeiträume hinweg belichtet, so dass bei der anschließenden Bildauswertung auch lichtschwächere Ringe oder feine Ringstrukturen erkennbar sind.

In einer zweiten Aufnahme vom 4. Januar 2013 – auch diese wurde im Gegenlicht erstellt – ist ebenfalls die Venus zu sehen. Neben der dunklen Planetenscheibe des Saturn in der linken Bildhälfte sind in dieser Falschfarbenaufnahme der breite, bläulich erscheinende E-Ring und darüber der dünne G-Ring erkennbar. Direkt zwischen dem G-Ring und der Planetenscheibe ist die Venus zu sehen. Die unförmige Struktur des E-Ringes wird durch die Vielzahl der Staubpartikel erzeugt, aus denen sich dieser Ring zusammenfügt. Bei dem hellen Punkt im Bereich des E-Ringes handelt es sich dagegen um einen viele Lichtjahre entfernt liegenden Hintergrundstern.

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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