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

Nach einer Flugdauer von fast sieben Jahren und einer bis dahin zurückgelegten Distanz von nahezu 3,5 Milliarden Kilometern trat die Raumsonde Cassini am 1. Juli 2004 in eine Umlaufbahn um den Saturn ein. In den folgenden zehn Jahren hat die Raumsonde den Planeten mittlerweile 206 mal umkreist und dabei weitere mehr als drei Milliarden Kilometer zurückgelegt. Am morgigen Tag, dem 2. Juli 2014, wird Cassini um 08:52 MESZ 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 2,92 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und beginnt damit zugleich ihren 207. Umlauf um den Ringplaneten.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während dieses 32 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung „Rev 206“ lautet, insgesamt 54 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 allerdings ein für den 20. Juli vorgesehener Vorbeiflug an dem größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.
Wetterbeobachtungen auf Titan und Saturn
Der Titan wird dann auch lediglich eine Stunde nach dem Beginn des neuen Orbits das erste Ziel für die ISS-Kamera darstellen. Aus einer Distanz von 3,89 Millionen Kilometern soll dabei die Atmosphäre über der nördlichen Titan-Hemisphäre abgebildet werden. Durch die Dokumentation von kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der dichten 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). Mit der gleichen Zielsetzung ist ebenfalls noch für den 2. Juli eine Beobachtung der Saturnatmosphäre angesetzt. Vergleichbare Saturn-Beobachtungen aus größeren Entfernungen sollen dann bis zum 2. August insgesamt 14 mal wiederholt werden.

Diverse Monde…

Am 6. Juli steht ein Teilbereich des G-Ringes des Saturn auf dem Beobachtungsprogramm der ISS-Kamera. Dieser anscheinend hauptsächlich aus feinen Staubpartikeln bestehende Ring wird aus Material gespeist, welches durch die Einschläge von Mikrometeoriten von der Oberfläche des erst im Jahr 2008 auf Cassini-Aufnahmen entdeckten und lediglich rund 600 Meter durchmessenden Mondes Aegaeon stammt.

Anschließend soll der lediglich etwa 1,8 Kilometer durchmessende Mond Anthe und ein in der unmittelbaren Umgebung verlaufender „Ringbogen“ fotografisch dokumentiert werden. Diese ringähnliche Struktur bildet keinen geschlossenen Ring, sondern erstreckt sich über mehrere tausend Kilometer vor und hinter diesem Mond. Sehr wahrscheinlich wird dieser nur sehr lichtschwache Teil-Ring ebenfalls durch Staubpartikel und Eis gebildet, welches durch die kontinuierlich erfolgenden Einschläge von Mikrometeoriten auf die Oberfläche des Mondes Anthe in das umgebende Weltall befördert wird.

Den 7. und 8. Juli wird die ISS-Kamera damit verbringen, um über einen Zeitraum von 24 Stunden den kleinen, äußeren Saturnmond Kiviuq mehrfach aus einer Distanz von rund 14,9 Millionen Kilometern abzubilden. In Kombination mit den bereits zu früheren Zeitpunkten gewonnenen Beobachtungsdaten soll hierdurch die Ausrichtung von dessen Rotationsachse ermittelt werden. Außerdem sollen die neu anzufertigenden Aufnahmen, welche allerdings keine Oberflächendetails enthüllen werden, dazu dienen, die Form und Gestalt dieses lediglich rund 16 Kilometer durchmessenden Mondes zu bestimmen. Des weiteren soll mit den geplanten Aufnahmen auch die Farbe von dessen Oberfläche bestimmt werden, was wiederum Rückschlüsse über deren chemische und mineralogische Zusammensetzung ermöglicht.

Für den 13. Juli sind erneut 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 Daten über deren Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Weitere astrometrische Beobachtungen werden am 25. Juli erfolgen.

Zuvor stehen jedoch am 14. Juli die Monde Tethys und Rhea auf dem Beobachtungsprogramm. Auf den vorgesehenen Aufnahmen wird zu sehen sein, wie verschiedene kleinere Monde vor diesen 1.065 beziehungsweise 1.530 Kilometer durchmessenden Monden vorbeiziehen. Auch aus diesen Aufnahmen lassen sich astrometrische Informationen ableiten.

… und Ringe
Weitere Beobachtungen an diesem Tag werden dagegen das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Aus den gewonnenen Aufnahmen soll unter anderem eine kurze Videosequenz des D-Ringes erstellt werden.

Am 16. Juli wird die ISS-Kamera Teilbereiche des äußeren A-Ringes des Saturn 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. Durch die anzufertigenden Aufnahmen des A-Ringes sollen die bisher bekannten Bahnparameter dieser Moonlets noch weiter verfeinert werden.

Bei weiteren Beobachtungen der Saturnringe wird in den folgenden Stunden neben der ISS-Kamera auch eines der Spektrometer der Raumsonde, das Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), eingesetzt. Das VIMS wird am 16., 17. und 25. Juli zudem auch drei Sternbedeckungen dokumentieren. Hierbei werden die Sterne Wega und R Lyrae – beide im Sternbild Leier (lateinischer Name Lyra) gelegen – sowie L2 Puppis (Achterdeck des Schiffs) von Teilen des Ringsystems bedeckt.

Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in den Lichtkurven der Sterne erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der Ringbereiche, welche die Sterne bei diesen Okkultationen bedecken. Außerdem, so die Wissenschaftler, können hierbei eventuelle Veränderungen in der Ringstruktur registriert werden, welche erst kürzlich durch das Gravitationsfeld des Saturn oder durch ‚Einschläge‘ von Meteoroiden verursacht wurden.

Die am 17. und 18. Juli zu gewinnenden Aufnahmen des B-Ringes und der im äußeren A-Ring gelegenen Encke-Teilung sollen ebenfalls zu kurzen Videosequenzen zusammengefügt werden. Am 18. Juli wird Cassini schließlich um 07:26 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 207, erreichen und den Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 839.900 Kilometern passieren.

Der Titan-Vorbeiflug T-103
Zwei Tage später, am 20. Juli 2014, steht dann der Höhepunkt dieses 207. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 12:41 MESZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines zielgerichteten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 5,6 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 5.103,2 Kilometern passieren. Die mit diesem 104. Vorbeiflug am Titan – das Manöver trägt die Bezeichnung „T-103“ – assoziierten Beobachtungen beginnen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung mit diversen Fotoaufnahmen durch die ISS-Kamera, welche dabei zunächst mit verschiedenen Spektralfiltern die südliche Titanhemisphäre abbilden wird.

Unterstützt wird das Kamerasystem hierbei durch ein weiteres Instrument – das Composite Infrared Spectrometer (CIRS). Das Ziel der im mittleren Infrarotbereich durchzuführenden CIRS-Messungen besteht darin, die zu diesem Zeitpunkt auf der Oberfläche und in der Titanatmosphäre vorherrschenden Temperaturen zu ermitteln und – in Kombination mit den zu früheren Zeitpunkten gewonnenen Daten – zu einem Temperaturprofil zusammenzufügen. Durch dieses Profil sollen letztendlich die Temperaturveränderungen dokumentiert werden, welche sich durch den gegenwärtig erfolgenden Wechsel der Jahreszeiten – auf der nördlichen Titanhemisphäre geht der Frühling gerade in den Sommer über – ergeben.

Mit zunehmender Annäherung an den Mond wird die ISS-Kamera ein globales Mosaik der zu diesem Zeitpunkt sichtbaren Titanoberfläche anfertigen. Die entsprechenden Aufnahmen sollen dabei eine Auflösung von etwa 1,5 Kilometern pro Pixel erreichen. Des weiteren soll erneut das VIMS eingesetzt werden, um ebenfalls die Atmosphäre und die Oberfläche des Titan zu dokumentieren.

Ebenfalls noch während der Annäherungsphase kommt ein weiteres Spektrometer, das Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), zum Einsatz. Dieses Instrument soll dokumentieren, wie der Stern Achernar, der Hauptstern des Sternbildes Eridanus, langsam von der ausgedehnten Atmosphäre des Titan verdeckt wird. Das UVIS wird durch die Beobachtung dieser Okkultation in der Lage sein, ein hochaufgelöstes Profil der Verteilung von Kohlenwasserstoffverbindungen und Staubschichten in der Titanatmosphäre zu erstellen und Informationen über die vorherrschenden Temperaturen und Druckverhältnisse bis hinunter zu einer Höhe von etwa 200 Kilometern über der Oberfläche zu liefern. Die geringe Geschwindigkeit, mit der die Titanatmosphäre von Cassini aus betrachtet vor dem Stern vorbeizieht, wird dabei eine hohe Auflösung und Qualität der zu gewinnenden Daten gewährleisten.

Während der Phase der dichtesten Annäherung sollen diese Messungen wiederholt werden. Allerdings wird es sich bei dem Stern, der dabei von dem Titan bedeckt wird, nicht um einen viele Lichtjahre entfernten ‚Fixstern‘, sondern um das Zentralgestirn unseres Sonnensystems handeln. Noch vor dem Beginn dieser ‚Sonnenbedeckung‘ sollen die Bereiche der Titanatmosphäre, welche dann das Sonnenlicht ‚dimmen‘ werden, zu Vergleichszwecken mit den im fernen und im extremen Ultraviolettbereich arbeitenden Kanälen des UVIS abgetastet werden.

Im Anschluss an diese Messungen werden zwecks des Studiums der Titanatmosphäre weitere Messungen durch das UVIS erfolgen. Außerdem wird die ISS-Kamera bis zum 22. Juli den Titan mehrfach aus unterschiedlichen Entfernungen abbilden und dabei weitere Daten über die Wolkenbewegungen über der nördlichen Hemisphäre sammeln.

Erneut Ringe und Monde
Am 25. Juli wird die ISS-Kamera eine radiale Erfassung der Saturnringe durchführen. Durch die Verwendung verschiedener Filter kann das Ringsystem dabei im Farbe wiedergegeben werden. Im Vergleich zu entsprechenden früheren Aufnahmen werden die Ringe dabei aufgrund der zu diesem Zeitpunkt gegebenen hohen Inklination der Raumsonde von 48 Grad aus einer ‚größeren Höhe‘ erkennbar sein. Trotz der großen Entfernung zu den Ringen werden die Aufnahmen zudem über eine höhere Auflösung verfügen.

Am 26. und 28. Juli steht der kleine, äußere Mond Ijiraq auf dem Beobachtungsprogramm. Außer dessen Durchmesser von etwa 12 Kilometern, den Daten seiner Umlaufbahn und seiner mittleren Dichte von etwa 2,3 Gramm pro Kubikzentimeter ist über diesen erst im Herbst 2000 entdeckten Mond bisher nur sehr wenig bekannt. Durch die Beobachtungskampagne, welche aus einer Entfernung von etwa 11,2 Millionen Kilometern erfolgen wird, sollen anhand der Variationen in der sich aus diesen Beobachtungen ergebenden Lichtkurven Informationen über die Position von dessen Polen, die Ausrichtung der Rotationsachse und die Dauer der Rotationsperiode gewonnen werden. Ebenfalls noch am 28. Juli und dann nochmals am 2. August wird sich die ISS-Kamera erneut auf den Titan richten und dort befindliche Wolkenformationen dokumentieren.

Am 3. August 2014 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 08:57 MESZ in einer Entfernung von rund 2,9 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 207. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 208 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie der Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 21. August 2014 in einer Entfernung von dann lediglich 964 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.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Planet Saturn
• Saturnmond Titan
• Raumsonde CASSINI

Verwandte Internetseiten:

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

Der Beitrag Raumsonde Cassini: Der Saturnumlauf Nummer 207 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 11. Mai 2012 hat die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 11.28 Uhr MESZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum Saturn, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Cassini in einer Entfernung von rund 2,37 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 167. Umlauf um den Ringplaneten.

Wie bereits die vorherigen Umläufe wird auch der jetzt begonnene Orbit, er trägt die Bezeichnung „Rev 166“, von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern in erster Linie dazu genutzt werden, um den Saturn und dessen größere, innere Monde mit verschiedenen Instrumenten zu untersuchen und aus unterschiedlichen Entfernungen mit der ISS-Kamera der Raumsonde abzubilden. Den Höhepunkt des gegenwärtigen Orbits bildet ein gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher am 22. Mai in einer Entfernung von 955 Kilometern passiert werden wird.

Gegenwärtig bewegt sich die Raumsonde immer noch auf einer Umlaufbahn, welche fast genau auf einer Ebene mit der Ringebene des Saturn sowie den Umlaufbahnen mehrerer größerer Saturnmonde verläuft. Diese äquatoriale Flugbahn der Raumsonde ermöglichte es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern seit dem Oktober 2009 unter anderem, die vertikalen Strukturen der Saturnringe zu untersuchen. Zudem konnten speziell die Äquatorregionen des Saturn und dessen größten Mondes, des etwa 5.150 Kilometer durchmessenden Titan, im Detail untersucht werden.

Im Rahmen des am 22. Mai erfolgenden Titan-Vorbeifluges wird die Raumsonde diese Orbitbahn verlassen und aus der äquatorialen Ebene in eine Umlaufbahn wechseln, welche über eine deutlich größere Neigung gegenüber der Äquatorebene des Saturn verfügt. Dieser Flugverlauf ermöglicht eine detaillierte Untersuchung der Polarregionen des Saturn und seiner inneren Monde. Zusätzlich wird auch das Ringsystem des Saturn von den abbildenden wissenschaftlichen Instrumenten der Raumsonde zukünftig in seiner „Gesamtheit“ besser erfasst werden können.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem von insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des 17 Tage dauernden Orbits insgesamt 27 Beobachtungskampagnen vorgesehen.

Die ISS-Kamera nahm ihren wissenschaftlichen Betrieb bereits eine Stunde nach dem Beginn des neuen Saturnumlaufs auf. Das Ziel der Beobachtung war der kleine, äußere Saturnmond Erriapus, welcher aus einer Entfernung von rund 7,3 Millionen Kilometern über einen Zeitraum von acht Stunden mehrfach abgebildet wurde. Außer den Daten von dessen Umlaufbahn um den Saturn, seinem Durchmesser von etwa acht bis zehn Kilometern und seiner im Vergleich zu den anderen Saturnmonden relativ hohen mittleren Dichte von 2,3 Gramm pro Kubikzentimeter, welche auf eine Zusammensetzung aus Wassereis mit einem hohen Anteil an Silikatgestein hindeutet, ist über diesem erst im Jahr 2000 entdeckten Saturnmond bisher nur sehr wenig bekannt.

Anhand der Variationen in der sich bei der Beobachtung ergebenden Lichtkurve und dem Abgleich mit vorherigen Beobachtungen sollen dessen Helligkeitsvariationen und die sich daraus ergebende Rotationsperiode näher bestimmt werden. Diese Beobachtung ist ein Bestandteil einer langfristig angelegten Kampagne, in deren Verlauf mehrere der kleinen, äußeren Saturnmonde unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen aus mehreren Millionen Kilometern Entfernung abgebildet werden. Trotz der großen Distanz zwischen den Monden und der Raumsonde kann Cassini bei derartigen Beobachtungen neben den Rotationsgeschwindigkeiten der Monde wertvolle Daten über deren Ausdehnung, die sich daraus ergebende Gestalt und die Neigung der Rotationsachsen gewinnen.

Zwischen dem 12. und dem 17. Mai wird das Kamerasystem mehrfach auf den Titan ausgerichtet werden. Das Ziel der dabei anzufertigenden Bildaufnahmen besteht in der Dokumentation der oberen Atmosphärenschichten des Titan und der zum Beobachtungszeitpunkt eventuell dort befindlichen Wolkenstrukturen. Zwischen dem 14. und dem 17. Mai stehen außerdem mehrere Beobachtungen des Saturn auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Die NAC-Kamera wird dabei zusammen mit einem weiteren Instrument, dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), auf dessen Südpolregion ausgerichtet werden und nach dort eventuell auftretenden Polarlichtern Ausschau halten. Aus diesen täglich erfolgenden und jeweils drei bis sechs Stunden andauernden Beobachtungen wollen die beteiligten Wissenschaftler zu einem späteren Zeitpunkt verschiedene Videosequenzen erstellen.

Am 20. Mai wird Cassini um 08.26 Uhr MESZ die Periapsis, den Punkt ihrer größten Annäherung an den Saturn während des 167. Orbits, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 134.900 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden. Ungefähr zum gleichen Zeitpunkt erfolgen zwei nicht gesteuerte nahe Vorbeiflüge an den inneren Saturnmonden Tethys und Methone.

Zuerst wird Cassini den 1.062 Kilometer durchmessenden Mond Tethys in einer Entfernung von 53.800 Kilometern passieren. Neben einem aus acht Einzelbildern bestehenden Mosaik der Mondoberfläche sollen dabei verschiedene Krater und das Gebiet Ithaca Chasma im Detail abgebildet werden. Bei dem Ithaca Chasma handelt es sich um ein gewaltiges Grabensystem, welches rund und drei bis fünf Kilometer tief, bis zu 100 Kilometer breit und fast 2.000 Kilometer lang ist. Die Vielzahl der an den Talhängen und auf dem Boden erkennbaren kleineren Krater deutet auf ein sehr hohes Alter diese Canyons hin.

Über seine Entstehungsgeschichte herrscht dagegen bisher noch keine Einigkeit unter den Planetologen. Eine Theorie besagt, dass sich das Ithaca Chasma bildete, als flüssiges Wasser im Innern des Mondes ausfror und die Oberfläche infolge der Ausdehnung aufriss. Einer anderen Theorie zufolge könnte Ithaca Chasma entstanden sein, als bei dem Einschlag eines größeren Asteroiden Schockwellen durch das Innere des Mondes liefen, welche schließlich zu einem Aufbrechen der Oberfläche von Tethys führten. Ein entsprechend großer Impaktkrater wäre der auf der nördlichen Mondhemisphäre gelegene und etwa 450 Kilometer durchmessende Odysseus-Krater.

Um 08.57 Uhr MESZ wird Cassini schließlich den lediglich 3,2 Kilometer durchmessenden Mond Methone in einer Entfernung von 1.861 Kilometern passieren. Die besten Bildaufnahmen erwartet das für den Betrieb der ISS-Kamera zuständige CICLOPS-Team aufgrund der Beleuchtungsverhältnisse etwa 12 Minuten nach der dichtesten Annäherung. Aus einer Entfernung von dann rund 4.500 Kilometern wird die Kamera die Mondoberfläche unter der Verwendung verschiedener Farbfilter mit einer Auflösung von 26 Metern pro Pixel auflösen können. Methone wird auf den Bildern über eine Größe von 120 Pixeln verfügen.

Am 22. Mai 2012 wird die Raumsonde um 03.10 Uhr MESZ den Mond Titan zum 84. Mal im Rahmen eine gesteuerten Vorbeifluges nähern und diesen mit einer Geschwindigkeit von 5,9 Kilometern pro Sekunde passieren. Die dichteste Annäherung an Titan wird bei diesem als „T-83“ bezeichneten Manöver bei 955 Kilometern liegen. Während der Anflugphase werden zwei weitere Instrumente, das Composite Infrared Spectrometer (CIRS) und das Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), dazu eingesetzt, um die Nachtseite des Mondes abzubilden. Zudem wird die ISS-Kamera Aufnahmen von der obersten Atmosphärenschicht des Titan erstellen.

Während der dichtesten Annäherung werden das RADAR-Instrument und das Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) „übernehmen“. Das RADAR wird dabei im SAR-Modus einen Teil der nördlichen Mondhemisphäre abbilden. Der Aufnahmebereich erstreckt sich von einem bei 20 Grad nördlicher Breite und 210 Grad westlicher Länge gelegenen Punkt bis hin zu einem Punkt bei 80 Grad nördlicher Breite und 150 Grad westlicher Länge und dann wieder zurück bis zu dem Endpunkt der Messung, welcher sich bei 40 Grad nördlicher Breite und 20 Grad westlicher Länge befindet.

In diesem schmalen Streifen befinden sich mehrere Seen aus flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen. Die SAR-Aufnahmen sollen mit während der Titan-Vorbeiflüge T-16 und T-19 – diese erfolgten bereits im Juli und Oktober 2006 – angefertigten Radar-Bildern dieser Region verglichen werden. Das Ziel besteht darin, eventuelle Veränderungen der dort befindlichen Seen zu erkunden.

Das INMS soll dagegen die Zusammensetzung der Titanatmosphäre ermitteln. Auch diese Daten sollen mit zuvor in den Jahren 2006 und 2007 gesammelten Messdaten verglichen werden, um eventuelle jahreszeitlich bedingte Veränderungen in der Atmosphäre des Titan zu ermitteln. Nach weiteren Radaraufnahmen wird das CIRS während der Abflugphase dazu eingesetzt, um die Oberflächentemperatur des Mondes zu bestimmen. Zusätzlich soll das VIMS die Atmosphärenschichten des Titan abbilden und nach eventuell dort befindlichen Wolkenstrukturen Ausschau halten. Beide Instrumente werden dabei durch ergänzende ISS-Aufnahmen unterstützt. Des Weiteren wird das Dual Technique Magnetometer (MAG) dazu eingesetzt, um die Stärke des Magnetfeldes in der Umgebung von Titan zu ermitteln.

In den Tagen nach dem Titan-Flyby wird schließlich der Saturn mehrmals in den Fokus der ISS-Kamera rücken. Diese Beobachtungen werden das gewaltige Sturmgebiet zum Ziel haben, welches sich seit dem Dezember 2010 über der nördliche Hemisphäre des Saturn ausdehnte (Raumfahrer.net berichtete), mittlerweile aber immer mehr an Stärke verliert. Aufgrund der während des Titan-Vorbeifluges erreichten größeren Inklination der Raumsonde, diese wird jetzt bei fast 16 Grad liegen, kann jetzt auch das Ringsystem des Saturn wieder besser abgebildet werden. Zwei Beobachtungssequenzen werden am 23. Mai Teile des inneren D-Ringes und des äußeren A-Ringes zum Ziel haben.

Ebenfalls am 23. Mai sollen zudem 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 angefertigten Aufnahmen der Monde Calypso, Pandora, Atlas, Anthe, Pan, Janus und Daphnis besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren jeweilige Umlaufbahnen noch weiter zu verfeinern. Die entsprechenden Fotosequenzen werden allerdings durchweg aus größeren Distanzen angefertigt, so dass im Rahmen dieser Beobachtungen keine Oberflächendetails der jeweiligen Monde aufgelöst werden können. Eine weitere astrometrische Beobachtungskampagne ist für den 27. Mai vorgesehen und wird die Monde Calypso, Epimetheus, Telesto und Prometheus zum Ziel haben.

Am 28. Mai 2012 wird Cassini um 07.16 Uhr MESZ in einer Entfernung von rund 2,3 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und diesen 167. Orbit um den Ringplaneten beenden. Während des damit beginnenden Orbits Nummer 168 wird am 7. Juni ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug am Mond Titan erfolgen. Dieser soll dabei in einer Distanz von rund 959 Kilometern passiert und erneut mit verschiedenen Instrumenten untersucht werden.

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.

Raumcon-Forum:

• Planet Saturn
• Saturnmond Titan
• Raumsonde CASSINI

Verwandte Seiten:

• CICLOPS (engl.)

Der Beitrag Raumsonde Cassini: Der Saturnorbit Nummer 167 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am 5. April 2012 hat die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 21:17 Uhr MESZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum Saturn, erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Cassini in einer Entfernung von rund 2,37 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 165. Umlauf um den Ringplaneten. Die Raumsonde wird sich bis zum 22. Mai 2012 auch weiterhin auf einer Orbitbahn bewegen, welche fast genau auf einer Ebene mit der Ringebene des Saturn sowie den Umlaufbahnen mehrerer größerer Saturnmonde verläuft.

Diese äquatoriale Flugbahn der Raumsonde – auch während des jetzigen Orbits beträgt die Inklination lediglich 0,4 Grad – ermöglicht es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern unter anderem, die Kanten der Saturnringe abzubilden. Durch die Auswertung dieser Bilder ist es zum Beispiel möglich, deren vertikale Ausdehnung zu ermitteln. Außerdem ergibt sich bei diesem Verlauf der Umlaufbahn die Möglichkeit, sich im Rahmen eines einzigen Orbits unter günstigen Umständen gleich mehreren Saturnmonden ohne weitere Kurskorrekturen zu nähern.

Wie bereits die vorherigen Umläufe wird auch der jetzt begonnene Orbit, er trägt die Bezeichnung „Rev 164“, von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern in erster Linie dazu genutzt werden, um den Ringplaneten und dessen größere, innere Monde mit verschiedenen Instrumenten zu untersuchen und aus unterschiedlichen Entfernungen mit der ISS-Kamera der Raumsonde abzubilden. Den Höhepunkt des gegenwärtigen Orbits bildet ein gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Enceladus, welcher am 14. April in einer Entfernung von 74 Kilometern passiert werden wird.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem von insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des 17 Tage dauernden Orbits insgesamt 48 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Ein großer Teil dieser Beobachtungen wird dabei erneut das gewaltige Sturmgebiet zum Ziel haben, welches sich seit dem Dezember 2010 über der nördliche Hemisphäre des Saturn ausdehnte (Raumfahrer.net berichtete). Außerdem sind verschiedene Beobachtungen der Monde Titan, Enceladus und Tethys vorgesehen.

Die ISS-Kamera wird den wissenschaftlichen Betrieb während des jetzigen Orbits am 8. April aufnehmen. Das Ziel der Beobachtungen wird die nördliche Saturnhemisphäre und das immer noch dort befindliche, mittlerweile aber stark abgeschwächte Sturmgebiet sein. Bis zum 23. April sind insgesamt 12 solcher jeweils nur wenige Minuten andauernde Beobachtungssequenzen vorgesehen, mit denen die aktuelle Ausdehnung und Entwicklung des Sturmgebietes dokumentiert werden soll.

Ebenfalls am 8. April wird zudem der größte Begleiter des Saturn, der 5.150 Kilometer durchmessende Mond Titan, im Rahmen der so genannten „Titan Monitoring Campaign“ (kurz „TMC“) in den Fokus der ISS-Kamera rücken. Das Ziel der Beobachtung, welche aus einer Entfernung von etwa 1,81 Millionen Kilometern erfolgen wird, besteht in der Dokumentation der oberen Atmosphärenschichten des Titan und der eventuell dort befindlichen Wolkenstrukturen. Weitere vergleichbare Beobachtungssequenzen sind für den 11. und 13. April geplant.

Im Anschluss an die Titan-Beobachtung sollen zudem 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 angefertigten Aufnahmen der Monde Daphnis, Pallene, Helene, Janus, Methone und Calypso besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren jeweilige Umlaufbahnen noch weiter zu verfeinern. Die entsprechenden Fotosequenzen werden allerdings durchweg aus größeren Distanzen angefertigt, so dass im Rahmen dieser Beobachtungen keine Oberflächendetails der jeweiligen Monde aufgelöst werden können. Weitere astrometrische Beobachtungskampagnen sind für den 11., 16., 19., 20. und 23. April vorgesehen.

Am 13. April wird Cassini die Suche nach weiteren bisher noch nicht entdeckten Saturnmonden fortsetzen. Zu diesem Zweck soll die ISS-Kamera die Region um den Lagrange-Punkte L5 des Mondes Rhea abbilden.

An den fünf Lagrangepunkten heben sich die Gravitationskräfte benachbarter Himmelskörper und die Zentrifugalkraft der Bewegung gegenseitig auf. Dadurch entstehen an diesen Punkten Zonen mit einem niedrigen Gravitationspotenzial. Drei der Lagrange-Punkte, nämlich L1, L2 und L3, sind dabei relativ instabil, so dass bereits geringe gravitative Wechselwirkungen zu einem Entweichen von eventuell dort befindlichen Objekten führen können. Die Punkte L4 und L5, welche sich 60 Grad vor beziehungsweise hinter dem Himmelskörper befinden, sind dagegen stabil, so dass sich dort kleinere Objekte sammeln und anschließend über einen nahezu unbegrenzt langen Zeitraum aufhalten können.

Im Mondsystem des Saturn befindet sich so zum Beispiel der kleine Mond Telesto in der L4-Region des größeren Mondes Tethys, während der Mond Calypso sich in der Region von dessen L5-Punkt befindet. Der L5-Punkt von Dione wird dagegen von dem Mond Polydeuces eingenommen. Die geplante Beobachtung des Lagrange-Punktes L5 von Rhea dient der Suche nach einem oder mehreren eventuell dort befindlichen und bisher noch unentdeckten weiteren Begleitern des Ringplaneten. Am 15. April soll mit der gleichen Zielsetzung auch die Umgebung von Rheas Lagrange-Punkt L4 abgebildet werden.

Am 14. April wird Cassini um 19:03 Uhr MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während ihres 165. Orbits, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 135.940 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden.

Bereits drei Stunden zuvor erfolgt ein dichter Vorbeiflug an dem Saturnmond Enceladus, welcher um 16:02 Uhr MESZ in einer Entfernung von lediglich 74 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 7,5 Kilometern pro Sekunde passiert werden wird. Die im Rahmen dieses als „E-18“ bezeichneten Vorbeifluges – es handelt sich um den 18. gesteuerten Vorbeiflug der Raumsonde an Enceladus – vorgesehenen wissenschaftlichen Beobachtungen sind aufgrund der analogen Flugbahnen fast identisch mit denen während des letzten Enceladus-Vorbeifluges, welcher am 27. März 2012 erfolgte.

Während der Annäherungsphase soll die ISS-Kamera eingesetzt werden, um die südliche Hemisphäre des Mondes aus Entfernungen von 340.500 Kilometern bis hin zu 118.540 Kilometern abzubilden. Die Kamera soll hierbei speziell dazu eingesetzt werden, um die von der Südpolregion ausgehenden Fontänen aus Gas und feinen Wassereiskristallen abzubilden. Neben der Suche nach weiteren Plumes soll dabei eine eventuell veränderte Aktivität der bisher bekannten Auswurfzonen untersucht werden.

Im Anschluss an diese Beobachtungssequenz soll ein weiteres wissenschaftliches Instrument von Cassini, das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), die zu diesem Zeitpunkt nicht von der Sonne beleuchtete Nachtseite des Mondes im mittleren Infrarotbereich abbilden und nach Temperaturvariationen auf der Mondoberfläche suchen. Während der zwei Stunden um die dichteste Annäherung an Enceladus soll schließlich ein weiteres Spektrometer, das Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS), dazu eingesetzt werden, um die Zusammensetzung, die Dichte und die dreidimesionale Struktur der von der Südpolregion ausgehenden Plumes zu analysieren. Die Flugbahn der Raumsonde wird während des Vorbeifluges entlang der Region Baghdad Sulcus, einem der vier Tigerstreifen – den Austrittsregionen der Enceladus-Geysire – erfolgen. Durch den Flugverlauf wird es dem INMS-Spektrometer möglich sein, einzelne im Bereich des Baghdad Sulcus gelegene Auswurfzonen aufzulösen und im Detail zu untersuchen.

Die ISS-Kamera soll diese Untersuchung durch ergänzende Bildaufnahmen unterstützen. Allerdings werden die Bilder aufgrund der geringen Überflughöhe und der hohen Geschwindigkeit lediglich über eine Auflösung von rund 18 Metern pro Pixel verfügen. In Kombination mit den während der früheren Enceladus-Vorbeiflüge „E-14“ und „E-17“ gesammelten Daten, so die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler, sollte auf diese Weise eine gute Abdeckung der Südpolregion dieses faszinierenden Eismondes gelingen.
Während der Abflugphase der Raumsonde soll schließlich erneut das CIRS-Spektrometer auf den Mond ausgerichtet werden und die Temperatur-Kartierung der Mondoberfläche fortsetzen.

Bereits wenige Stunden später wird sich Cassini am 15. April um 0:06 Uhr MESZ dem fünftgrößten Saturnmond, dem 1.062 Kilometer durchmessenden Mond Tethys, im Rahmen eines nicht gesteuerten Vorbeifluges bis auf eine Entfernung von 9.053 Kilometern nähern. Im Anschluss an eine CIRS-Beobachtung der Nachtseite von Tethys wird die ISS-Kamera die durch das vom Saturn reflektierte Licht beleuchtete Oberfläche des Mondes abbilden. Zusammen mit den Daten des Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) soll so die Zusammensetzung und Morphologie der Oberfläche von Tethys studiert werden. Die Kameraaufnahmen dienen zudem der Vervollständigung einer Karte der dort befindlichen Oberflächenstrukturen.

Für die folgenden Tage sind ISS-Beobachtungen verschiedener größerer Saturnmonde geplant, welche allerdings alle aus größeren Entfernungen erfolgen werden. Für den 23. April ist zudem eine erneute Beobachtung des G-Ringes des Saturn vorgesehen, welcher bei dieser Gelegenheit aus einer Entfernung von 1,69 Millionen Kilometern durch die ISS-Kamera und das VIMS-Spektrometer abgebildet werden soll.

Cassini wird nur wenige Stunden später um 16:46 Uhr MESZ in einer Entfernung von rund 2,4 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und diesen 165. Orbit um den Ringplaneten beenden. Während des damit beginnenden Orbits Nummer 166 wird am 2. Mai ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Enceladus erfolgen. Enceladus wird dabei erneut in einer Distanz von rund 74 Kilometern überfolgen werden. Ebenfalls an diesem Tag erfolgt in einer Entfernung von etwas über 8.000 Kilometern ein nicht gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Dione.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der 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.

Raumcon-Forum:

• Planet Saturn
• Saturnmond Titan
• Saturnmond Enceladus
• Raumsonde CASSINI

Verwandte Seiten:

• CICLOPS (engl.)

Der Beitrag Raumsonde Cassini: Der Saturnorbit Nummer 165 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Am heutigen 9. Februar 2012 hat die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 13:16 MEZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum Saturn, erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Cassini in einer Entfernung von rund 2,84 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 162. Umlauf um den Ringplaneten. Die Raumsonde wird sich auch in den kommenden drei Monaten weiterhin auf einer Orbitbahn bewegen, welche fast genau auf einer Ebene mit der Ringebene des Saturn sowie den Umlaufbahnen mehrerer größerer Saturnmonde verläuft.

Diese äquatoriale Flugbahn der Raumsonde – während des jetzigen Orbits beträgt die Inklination lediglich 1,4 Grad – ermöglicht es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern unter anderem, die Kanten der Saturnringe abzubilden. Durch die Auswertung dieser Bilder ist es zum Beispiel möglich, deren vertikale Ausdehnung zu ermitteln. Zudem ist aus dieser Perspektive ein Blick auf die Wolkenschichten in der Saturnatmosphäre gegeben, welcher nur minimal durch das Ringsystem des Planeten oder einen von den Ringen auf den Saturn geworfenen Schatten beeinträchtigt ist. Außerdem ergibt sich bei diesem Verlauf der Umlaufbahn die Möglichkeit, sich im Rahmen eines einzigen Orbits unter günstigen Umständen gleich mehreren Saturnmonden zu nähern, deren Bahnen ebenfalls in der Äquatorebene des Saturn verlaufen.

Wie bereits die vorherigen Umläufe wird auch der jetzt begonnene Orbit, er trägt die Bezeichnung „Rev 161“, von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern in erster Linie dazu genutzt werden, um den Ringplaneten und den größten seiner 62 bisher bekannten Monde, den etwa 5.150 Kilometer durchmessenden Titan, mit verschiedenen Instrumenten zu untersuchen und aus unterschiedlichen Entfernungen mit der ISS-Kamera der Raumsonde abzubilden.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem von insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des 24 Tage dauernden Orbits insgesamt 42 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Ein großer Teil dieser Beobachtungen wird dabei erneut das gewaltige Sturmgebiet zum Ziel haben, welches sich seit dem Dezember 2010 über der nördliche Hemisphäre des Saturn ausdehnt (Raumfahrer.net berichtete). Den Höhepunkt des gegenwärtigen Orbits bildet ein am 19. Februar 2012 erfolgender gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan.

Die ISS-Kamera wird ihre Arbeit am 11. Februar aufnehmen und dabei zuerst die nördliche Saturnhemisphäre und das dortige Sturmgebiet abbilden. Im Rahmen dieser Beobachtungssequenz soll die Kamera weitere Daten über die gegenwärtige Ausdehnung des während der letzten Monate immer mehr an Stärke verlierenden Sturmgebietes sowie über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windgeschwindigkeiten und -richtungen sammeln. Bis zum 25. Februar sind insgesamt 16 dieser Sturmbeobachtungssequenzen geplant.

Ebenfalls am 11. Februar sollen zudem mehrere der kleineren inneren Monde 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 Epimetheus, Prometheus, Methone und Polydeuces besteht darin, die bisher verfügbaren Daten über deren jeweilige Umlaufbahnen noch weiter zu verfeinern. Die entsprechenden Fotosequenzen werden allerdings durchweg aus größeren Distanzen angefertigt, so dass im Rahmen dieser Beobachtungen keine Oberflächendetails der jeweiligen Monde aufgelöst werden können. Eine zweite astrometrische Beobachtungskampagne wird sich am 14. Februar auf die Monde Janus, Anthe, Telesto, Polydeuces und Prometheus konzentrieren.

Am 14. Februar steht außerdem der Saturnmond Titan auf dem Beobachtungsprogramm der ISS-Kamera. Aus einer Entfernung von etwa 2,89 Millionen Kilometern sollen die Bereiche „Fenzal-Aztlan“ und „Xanadu“ – hierbei handelt es sich um ausgedehnte Dünenfelder auf der Oberfläche des Mondes – abgebildet werden. Allerdings steht bei dieser „Titan Monitoring Campaign“ nicht die Beobachtung der Titan-Oberfläche, sondern vielmehr dessen dichte Atmosphäre im Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Die für diesen Tag vorgesehenen Beobachtungen dienen vielmehr der Abbildung von Wolkenstrukturen und der daraus abzuleitenden Erforschung der meteorologischen Bedingungen in der Atmosphäre.

Am 15. Februar soll schließlich der E-Ring des Saturn näher untersucht werden. Anhand der vorgesehenen Aufnahmen soll dessen exakte Ausrichtung im Bezug auf die Äquatorebene des Saturn ermittelt werden. Außerdem erhoffen sich die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse darüber, inwieweit die feinen Staubpartikel, aus denen sich der E-Rings zusammensetzt, durch den von der Sonne ausgehenden Strahlungsdruck oder durch das Magnetfeld des Saturn beeinflusst werden.
Am 19. Februar erfolgt schließlich der dritte von insgesamt neun für das Jahr 2012 vorgesehenen gesteuerten, dichten Vorbeiflügen an dem größten Saturnmond, dem Titan. Bei diesem als „T-82“ bezeichneten Manöver handelt es sich um den mittlerweile 83. Vorbeiflug der Raumsonde am Titan. Zum Zeitpunkt der dichtesten Annäherung wird sich Cassini um 09:43 MEZ in einer Entfernung von 3.803 Kilometern zur Mondoberfläche befinden. Die Überfluggeschwindigkeit wird 5,8 Kilometer pro Sekunde betragen.

Bereits während der Anflugphase wird eines der an Bord von Cassini befindlichen Spektrometer, das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), auf den Titan ausgerichtet werden und den Mond anschließend während des gesamten Flybys im Blickfeld behalten. In Zusammenarbeit mit der ISS-Kamera sollen dabei verschiedene Regionen des Mondes abgebildet und spektrografisch untersucht werden. Neben der Bestimmung der aktuellen Temperaturen dienen diese Beobachtungen auch der Untersuchung der Titanatmosphäre. So soll unter anderem die Konzentration von Aerosolen in den verschiedenen Atmosphärenschichten ermittelt werden.

Am 21. Februar wird Cassini um 06:23 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn, während ihres 162. Orbits erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich Cassini 134.680 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden. Bereits einen Tag zuvor soll die ISS-Kamera dazu eingesetzt werden, um im Zusammenarbeit mit dem UVIS-Spektrometer nach Polarlichtern zu suchen, welche sich zum Beobachtungszeitpunkt eventuell über der Südpolregion des Saturn befinden.

Weitere Beobachtungssequenzen der ISS-Kamera dienen hauptsächlich der erneuten Beobachtung des Titan und eines weiteren Saturn-Mondes. Bei der für den 24. Februar vorgesehenen Abbildungssequenz soll die Südpolregion von Enceladus in den Fokus der Kamera rücken. Die Aufnahmen sollen genutzt werden, um die von der Südpolregion ausgehenden Fontänen aus Gas und feinen Wassereiskristallen abzubilden. Neben der Suche nach weiteren Plumes soll dabei eine eventuell veränderte Aktivität der bisher bekannten Auswurfzonen untersucht werden.

Cassini wird schließlich am 1.März 2012 um 13:16 MEZ in einer Entfernung von rund 2,4 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und diesen 162. Orbit um den Ringplaneten beenden. Während des damit beginnenden Orbits Nummer 163 wird am 9. März ein nicht gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Enceladus erfolgen. Enceladus wird dabei in einer Distanz von lediglich 9.176 Kilometern überfolgen werden. Außerdem wird sich das Augenmerk von Cassini auch während des Orbits Nummer 163 erneut auf den Saturn richten, welcher dabei aus unterschiedlichen Entfernungen mit den verschiedenen Instrumenten untersucht werden soll.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der 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.

Verwandte Meldungen:

• Cassinis Saturnorbit Nummer 161 (15. Januar 2012)
• Der Saturnorbit Nummer 160 von Cassini (23. Dezember 2011)
• Cassinis Saturnorbit Nummer 159 (4. Dezember 2011)
• Cassini beginnt den Saturnorbit Nummer 158 (15. November 2011)
• Cassinis Saturnorbit Nummer 157 (27. Oktober 2011)
• Cassini: Sonnenkonjunktion und Enceladus-Vorbeiflug (13. Oktober 2011)
• Schneefall auf dem Saturnmond Enceladus (9. Oktober 2011)

Raumcon-Forum:

• Planet Saturn
• Saturnmond Titan
• Raumsonde CASSINI

Verwandte Seiten:

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

Der Beitrag Cassinis Saturnorbit Nummer 162 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Roman Polak. Quelle: NASA.

Cassini untersuchte gerade den Krater Odysseus (Durchmesser: 400 Kilometer) auf Tethys und fotografierte nicht nur den Krater, sondern auch den Saturnmond Titan. Das Bild, das daraus enstand, zeigt die Unterschiede in den Atmosphären der beiden Saturnmonde.

Titan (Durchmesser: 5150 Kilometer) versteckt sich hinter einer dicken Smogschicht, die ihn vor den meisten kleinen Himmelskörpern, die ihn treffen, beschützt, da kleinere Himmelskörper einfach in der Atmosphäre verbrennen.
Tethys (Durchmesser: 1071 Kilometer) hat dagegen keine Atmosphäre die ihn schützt. Gegen den Himmelskörper, der den Odysseus-Krater geschaffen hat, hätte Tethys aber wohl auch eine Atmosphäre nicht viel geholfen.
Das Bild wurde am 6. Januar 2006 aus einer Entfernung von zirka 2,7 Millionen Kilometer von Tethys aus gemacht.

Der Beitrag Cassini: Zwei auf einen Streich erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA/JPL.

Cassini nahm die neun Einzelbilder für diese Vollansicht des geheimnisvollen Titan während des ersten nahen Vorbeiflugs („Titan-A“) am 26. Oktober auf. Die Aufnahmen wurden aus Entfernungen von 650.000 bis 300.000 Kilometern gemacht:

Um die verwischenden Effekte von Titans Atmosphäre zu reduzieren und die Einzelheiten der Oberfläche zu schärfen, wurden die Bilder „prozessiert“, das heißt einem softwaregestützten Verbesserungsprozess unterzogen. Im unteren Teil des Bildes sieht man die Wolken des Südpols, die schon beim Vorbeiflug am 2. Juli auffielen. Oberflächendetails sind am besten in der Mitte des Mondes zu erkennen, vor allem deshalb, weil die Lichtstrahlen nicht so viel Dunst durchdringen mussten wie von den weiter außen liegenden Teilen des Mondes.

Die auffallend helle Region rechts, neben dem Äquator wird „Xanadu“ genannt. Wissenschaftler diskutieren, was für Prozesse es gewesen sein mögen, die diese bizarren Muster geschaffen haben. Es ist schon lange klar, dass Titan eine junge, sich ständig verändernde Oberfläche hat; aber welcher Natur genau diese Veränderungen sind, ob es sich um tektonische, atmosphärische, Gletscher-, Fluss-, Meeres- oder vulkanische Prozesse handelt, beziehungsweise um welche Kombination davon, ist noch unbekannt. Derartige Strukturen hat man bisher im ganzen Sonnensystem noch nicht gesehen.

Aber ist dies verwunderlich? Titan ist schließlich der einzige Mond im Sonnensystem, der über eine Atmosphäre verfügt. Eine erstaunlich dichte Atmosphäre sogar, dichter als die unserer Erde, und das bei einem wesentlich kleineren Himmelskörper! Und so lange nicht entschieden ist, ob es außer diesen gasförmigen Elementen nicht auch flüssige Elemente (Methan?) oder zumindest zäh fließende Elemente (Eis? Gletscher?) auf Titan gibt, kann man auch diese Möglichkeiten und damit deren Oberflächen formendes Potenzial nicht ausschließen.

Eines ist jedenfalls sicher: Titan zeigt unter den Himmelskörpern des Sonnensystems eine Einzigartigkeit und eine Komplexität, die eines Planeten würdig wäre, und wir dürfen gespannt sein auf die Enthüllungen, die noch kommen, insbesondere auf die Ergebnisse der Landung von Huygens im Januar. Drücken wir der ESA und der NASA (und uns selbst) die Daumen, dass die Sonde die Landung übersteht, mit ihrem Landeplatz Glück hat und vor ihrem Ende noch einige Bilder und Daten von der Oberfläche zur Erde funken kann, die das Geheimnis von Titan zumindest zum Teil lüften.

Zwei Tage nach der Begegnung mit Titan nahm Cassini die Bilder auf, die zu dem hier gezeigten Echtfarben-Mosaik des zerschundenen und verkraterten Mondes Tethys zusammengefügt wurden:

Die Entfernung betrug 256.000 Kilometer, näher als Voyager 2 vor 23 Jahren, und somit ist dies das beste Bild, das von Tethys bisher überhaupt gemacht wurde. Es enthüllt eine Welt, die nahezu gesättigt ist mit Kratern: Viele kleine Krater überlagern ältere, größere Krater, was auf eine uralte, erstarrte Oberfläche hin deutet, die schon vor Milliarden von Jahren geformt wurde und sich seitdem nicht verändert hat. Gräben und Falten sind am oberen Rand und entlang der Tag-Nacht-Grenze sichtbar.

Man weiß von Tethys, dass er nahezu die Dichte von Wasser hat, was bedeutet, dass er wahrscheinlich vollständig aus Wassereis besteht. Mehr dazu, und noch bessere Bilder werden im September 2005 erwartet, wenn Cassini Tethys mit einem nahen Vorbeiflug einen Besuch abstatten wird.

Der Beitrag Rätselhafter Titan, uralter Tethys erschien zuerst auf Raumfahrer.net.