Enceladus im Großformat

Beim siebenten und bisher nächsten Vorbeiflug der Saturnsonde Cassini am Eismond Enceladus, bei dem Bilder gewonnen wurden, konnte eine große Menge unterschiedlicher Daten aufgezeichnet werden.

Ein Beitrag von Günther Glatzel und Daniel Schiller. Quelle: NASA/JPL/SSI/CYCLOPS, The Planetary Society.

NASA/JPL/SSI/CYCLOPS
Detailaufnahme der Enceladusoberfläche vom 2. November 2009
(Bild: NASA/JPL/SSI/CYCLOPS)

Am 2. November 2009 flog die NASA-Sonde Cassini in nur 103 Kilometern Entfernung mit “nur” 7,7 km/s (knapp 28.000 km/h) zum siebenten Mal am Saturnmond Enceladus vorbei. Dabei wurden umfangreiche Daten gesammelt.

Diese betreffen unterschiedlichste Forschungsgegenstände. So gelangen Bilder mit einer Auflösung von bis zu 60 Metern pro Pixel, mit dem optischen und Infrarot-Spektrometer (VIMS) wurden Zusammensetzung und Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Mondes und in den ausgestoßenen Gasfontänen gemessen. Aus den Daten lässt sich ebenso auf die Größe und Verteilung darin enthaltener Eispartikel schließen. Auf der Mondoberfläche hingegen erfasst man die Verteilung von gefrorenem Kohlenstoffdioxid und eventuell vorhandenen organischen Verbindungen.

NASA/JPL/SSI
Sonnenfinsternis verursacht durch den kleinen Eismond.
(Bild: NASA/JPL/SSI)

Mit dem Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) werden beim Durchfliegen von Gasfahnen Ionen und neutrale Teilchen erfasst und somit das Wissen über die genaue Zusammensetzung der Gase verbessert. Insbesondere soll es bei diesem Durchflug gelingen, die massenähnlichen Stickstoff- und Kohlenstoffmonoxid-Moleküle auseinanderzuhalten. Größere Partikel erfasst der Cosmic Dust Analyzer.

Der abblidende UV-Spektrograph (Ultraviolet Imaging Spectrograph) gibt Auskunft über die Dichte der Gasfontänen, insbesondere im Gegenlicht des Ringplaneten. Mit Hilfe von Strahlungsmessgeräten wird Streustrahlung erfasst, woraus sich Erkenntnisse über die Energiebilanz des Eismondes ableiten lassen. Messungen am Magnetfeld und dem umgebenden Plasma lassen Rückschlüsse auf die Interaktion des Mondes mit dem Magnetfeld des Saturn zu.

Der nächste Vorbeiflug am Enceladus steht schon am 21. November auf dem Plan, dann aber in mehr als 1.600 Kilometern Entfernung. Beim neunten Enceladus-Flyby geht es dann aber wieder in ähnliche Nähe. Bis dahin will man entscheiden, ob man demnächst auch bei nahen Passagen für die vielfältigen Dreh- und Ausrichtmanöver der Sonde statt der treibstoffverbrauchenden Triebwerke auch die Drehmomenträder (Reaction Wheels) verwenden kann.

NASA
Seitenansicht der Cassini-Raumsonde mit Triebwerksclustern.
(Bild: NASA)

Ein besseres Verständnis der dreidimensionalen Flugsteuerung und Ausrichtung der Sonde kann zur Einsparung von Treibstoff führen. Bis März diesen Jahres wurde der sogenannte A-Zweig der Triebwerke genutzt, welche sich in Y- und Z-Thruster unterteilen. Auf 2 ZA-Thrustern hatte man erhebliche Leistungseinbrüche festgestellt, obwohl die Triebwerke noch deutlich unterhalb der geplanten Funktionsdauer bzw. Betriebszyklen sind. Generell war es so, dass die ZA-Thruster mehr als den doppelten Treibstoffverbrauch hatten als die YA-Triebwerke, da nur sie für RCS-Manöver genutzt wurden, während YA– und ZA-Thruster gemeinsam zum “Entladen” der Reaction Wheel Assemblies (RWA) und für Lagemanöver genutzt werden. Dieser frühe Leistungsabfall ist bisher noch nicht verstanden.
Im B-Zweig soll jetzt die Last besser auf beide Gruppen verteilt werden. Um ZB stärker zu nutzen, muss YB vermehrt zum Entladen der RWA genutzt werden. Dabei handelt es sich um ein weitgehend geometrisches Problem. Die Manöver sind dann allerdings nicht mehr in einer Lage möglich, in der die Hauptantenne (High Gain Antenna) zur Erde zeigt. Außerdem haben die YB-Thruster kürzere Hebelarme, so dass während der Entladevorgänge mehr Treibstoff benötigt werden sollte. Zur Überraschung hat man jetzt aber festgestellt, dass YB weniger Treibstoff verbraucht als ZB, im Mittel 35%. Vor dieser Erkenntnis standen die Chancen schlecht, die Sonde bis 2017 korrekt steuern zu können, was sich nun ändern könnte.
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