Autor: Star-Light.

Von der Sonne aus betrachtet ist der der fünfte Planet im Sonnensystem. Jupiter ist ein Gasriese und der größte und massenreichste Planet in unserem System. Seine Masse beträgt das 317-Fache der Erdmasse und sein Radius ca. das 11.000-Fache des Erdradius. Mit ihm beginnt das sogenannte äußere Sonnensystem, das durch den Asteroidengürtel von den inneren Planeten getrennt ist.

Aufgrund seiner Größe ist er nach der Sonne, dem Mond und der Venus das hellste Objekt am Himmel. Bereits 1610 entdeckte Galilei 4 Monde, heute wissen wir von 67 Objekten die Jupiter umkreisen. Die nach ihrem Entdecker auch galileischen Monde genannten Objekte sind Io, Europa, Ganymed und Callisto. Im Vergleich zu Jupiter sind sie klein, aber teilweise größer als der Planet Merkur.
Jupiter ist nicht nur der größte Planet im Sonnensystem sondern er dreht sich auch am schnellsten um sich selbst. Nur knapp 10 Stunden benötigt er für eine Rotation. Diese Geschwindigkeit hat zu einer deutlichen Abplattung des Planeten geführt und erklärt wohl auch die Wolkenbänder, die man auf seiner Oberfläche sehen kann.
Für eine Umkreisung der Sonne benötigt der Planet 11,86 Erdjahre.
Daneben hat Jupiter ein starkes Magnetfeld und muß im Inneren über eine Wärmequelle verfügen, da er etwas mehr Wärme abgibt, als er von der Sonne erhält.
Als Gasriese hat er keine feste Oberfläche und überhaupt nur eine sehr geringe Dichte. In seinem Inneren vermutet man aber einen Gesteinskern.
Ein sehr auffallendes Merkmal auf Jupiters Oberfläche ist der „Rote Fleck“. Es handelt sich dabei um ein riesiges Sturmsystem in dem die Erde zweimal hineinpasst. Bereits seit 300 Jahren ist es bekannt, was es so lange stabil hält ist bis jetzt ein Rätsel.

Zahlen, Daten und Fakten über den Planeten hat die NASA im Jupiter Fact Sheet in englischer Sprache zusammengestellt.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ISRO, Raumcon.

Der Start des 1.850 kg schweren Satelliten auf einer PSLV-XL-Rakete erfolgte gegen 2.17 Uhr MESZ vom Satish Dhawan Raumfahrtzentrum auf der Insel Sriharikota. Die vierstufige Rakete setzte RISat 1 bereits nach 18 Minuten auf dem geplanten Orbit in etwa 600 Kilometern Höhe bei einer Bahnneigung von 97,6 Grad aus.

Die indische Raumfahrtorganisation ISRO entwickelte den Satelliten, um bei Naturkatastrophen wie Überflutungen oder Wirbelstürmen Daten zu liefern. Weitere Anwendungsgebiete finden sich in der Landwirtschaft aber wohl auch in der militärischen Aufklärung.

Dies war der 20. erfolgreiche Start einer indischen Trägerrakete vom Typ PSLV (Polar Space Launch Vehicle) seit 1993 bei nur einem Fehlschlag. Außerdem verfügt Indien mit RISat 1 über 11 Satelliten zur Erdfernerkundung, die in allen Wellenlängenbereichen arbeiten. RISat 2 startete übrigens bereits 2009, war allerdings noch mit einem aus Israel stammenden Radarsystem ausgestattet. Mittlerweile wurden in Indien Technologien entwickelt, die eine eigene Herstellung ermöglichen.

Erste Radarbilder vom neuen Satelliten werden in 5 Tagen erwartet, wenn alle Bordsysteme aktiviert und getestet worden sind.

Raumcon:

• RISAT 1 auf PSLV-C19

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Nature.

Bei genaueren Untersuchungen mit Hilfe des Weltraumteleskops Spitzer fanden Wissenschaftler vom Lick-Observatorium der Universität Kalifornien (USA) eine Helligkeitszunahme im Infrarotbereich, die sie mit einer Temperaturzunahme in der Atmosphäre des Planeten von 550 auf etwa 1250 °C erklärten. Die größte Hitze trat an einem Punkt der Bahn von HD 80606b auf, an dem er seinem Stern mit nur 5 Millionen Kilometern am nächsten ist. Der fernste Punkt der Bahn liegt dagegen bei etwa 130 Millionen Kilometern und damit in einem Bereich, in dem sich die Erde um die Sonne bewegt (150 Millionen Kilometer).

“Somit haben wir zum ersten Mal Wettervorgänge auf einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems nachgewiesen”, erklärt Gregory Laughlin, Mitglied des Astronomenteams. Der Beobachtungszeitraum war mit 30 Stunden am Stück so geplant, dass der Punkt der größten Annäherung mit erfasst wurde. Die Erwärmung ging dabei in der Endphase so schnell, dass sich die atmosphärischen Gase beinahe explosionsartig ausdehnten und Winde mit Geschwindigkeiten von bis zu 18.000 Stundenkilometern hervorriefen. Durch die Planetenrotation bildeten sich daher Wirbelstürme von ungeahntem Ausmaß und Stärke.

HD 80606 ist ein gelber G5-Stern mit einer Masse, die 90% der unserer Sonne entspricht. Er ist etwa 190 Lichtjahre von uns entfernt und besitzt eine Oberflächentemperatur von 5370 K. Laut Eggenberger ist er Teil eines weiten Doppelsternsystems. Der Zwillingsstern ist etwa 180 Milliarden Kilometer entfernt. Der Exoplanet HD 80606b selbst besitzt etwa 3,4 Jupitermassen und umläuft seinen Stern auf einer stark elliptischen Bahn in etwa 112 Tagen einmal.

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Ein Beitrag von Raumfahrer.net Gastautor. Quelle: NASA/JPL, UnmannedSpaceflight.com.

Von RN-Gastautor Ralph-Mirko Richter
Sollte sich dies bestätigen, so wäre es das erste Mal, dass eine solche geologische Formation auf dem Mars direkt untersucht werden könnte. Des Weiteren erhofft man sich am JPL bei einer Untersuchung der unmittelbaren Umgebung dieses Kraters weitere Erkenntnisse über die Zusammensetzung des Marsbodens, der an einigen Stellen einen Gehalt von bis zu 90 Prozent Siliziumdioxid aufweist. Entsprechende Ergebnisse lieferte Spirit bereits im Mai 2007 mit seinen Untersuchungen durch das Röntgen-Spektrometer APXS. Die Entstehung solch hoher Konzentrationen von Siliziumdioxid lassen sich am ehesten durch das frühere Vorhandensein von Wasser in Form von heißen Quellen und Dampfschloten erklären, was dann auch auf Goddard zutreffen sollte.

Bevor der Rover seine Reise quer über das Home Plate aufnehmen kann, muss er jedoch erst einmal sehr vorsichtig wieder auf dieses heraufmanövriert werden. Zwecks Gewinnung von genügend Sonnenenergie zur Stromversorgung während des Marswinters wurde Spirit im Dezember 2007 auf eine der Sonne zugewandten Hanglage mit einem Gefälle von 15 Grad gefahren. Bis zum Februar wurde diese Position zu einem Gefälle von nahezu 30 Grad verlagert. Nur so konnte gewährleistet werden, dass die unbeweglichen Sonnenkollektoren des Rovers genug Sonnenlicht empfangen und zur Aufrechterhaltung der überlebenswichtigen Funktionen in Energie umwandeln konnten. Jedoch hat man jetzt das Problem, den Rover mit nur noch 5 funktionsfähigen Rädern wieder unbeschadet aus dieser Schräglage herauszubringen.

Die Probleme bei der Energieerzeugung entstehen durch die vermehrte Verschmutzung der Solarpaneele durch Marsstaub, welcher sich auf den Kollektoren ablagert. Zwar kommt es durch gelegentliche Stürme und Windhosen zu sogenannten „Cleaning Events“, bei denen die Paneele zumindestens teilweise von diesen störenden Staubschichten befreit werden, aber das letzte Ereignis dieser Art liegt für Spirit bereits über 18 Monate zurück. So ist es nicht weiter verwunderlich, dass die Menge der pro Sol, dies ist ein Marstag, generierten Energie von ca. 900 Wattstunden zu Beginn der Mission auf nur noch knapp 200 Wattstunden im Dezember 2008 abgefallen ist. Als Basisverbrauch werden 141 Wattstunden pro Sol benötigt.

Desto erfreulicher ist, dass auf den letzten zur Erde übertragenen Bildern der Navigationskamera Spirits vom Sol 1772, das entspricht dem 27. Dezember, eine Veränderung auf den Solarpaneelen zu erkennen ist. Waren diese Paneele auf früheren Bildern noch mit einer gleichmäßig verteilten Staubschicht bedeckt, so erscheint diese jetzt zumindestens in einigen Bereichen dünner oder sogar nahezu ganz verschwunden zu sein.

Ob es sich hierbei wirklich um einen der lange ersehnten Cleaning Events gehandelt hat, wird sich erweisen, sobald weitere Bilder der Kameras sowie aktuelle Daten bezüglich der Energiegewinnungsrate zur Erde übertragen worden sind.

Raumcon:

• Marsrover-Thread ab erneuter Bewegung

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

Jason 2 wurde am 20. Juni mit einer Delta-2-Trägerrakete von Vandenberg (USA) aus gestartet und gelangte in einen Orbit mit einer Bahnhöhe zwischen 1.332 und 1.344 Kilometern sowie einer Bahnneigung von 66 Grad. Hier erfasst er 95% der eisfreien Wasseroberfläche innerhalb von 10 Tagen.

Wie seine Vorgänger Topex/Poseidon und Jason 1 erweitert Jason 2 den Datenumfang der Menschheit über das Langzeitverhalten der Weltmeere. Er erfasst Meeresströmungen und deren Veränderungen, Windgeschwindigkeiten, Wellenhöhen sowie die Meerespiegelhöhe und deren Anstieg. Dies sind wichtige Indikatoren zur Beschreibung von Klimaveränderungen. Zusätzlich soll der Satellit bei der Beobachtung von extremen Wettersituationen wie tropischen Stürmen und Hurrikanen helfen, um genauere Vorhersagen über deren Entwicklung und Verlauf zu ermöglichen.

Die Jason-Mission ist ein gemeinsames Unternehmen der US-amerikanischen Weltraumorgansisation NASA, der ebenfalls US-amerikanischen Behörde zur Erforschung von Ozean und Atmosphäre NOAA, der französischen Raumfahrtagentur CNES und der europäischen Organisation zur Nutzung meteorologischer Satelliten EUMETSAT. Mehr als 200 Forscher werden weltweit an der Auswertung der anfallenden Daten beteiligt sein.

Bereits Anfang November war die Kontrolle über den Satelliten von der französischen CNES an die NOAA übergegangen. Daten werden aber von verschiedenen Empfangsstationen weltweit empfangen.

Raumcon:

• Delta-II mit Jason 2

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

Mit dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) an Bord der Saturnsonde Cassini wurden mehrere Bilder von den Polarregionen gemacht und teilweise zu einem Film kombiniert. Die Bilder zeigen mehr Details als bisherige Aufnahmen.

Am zur Zeit im polaren Winter befindlichen Nordpol sieht man ein äußeres und ein inneres Wolkengebiet um das Auge eines gigantischen Dauerzyklons. Diese Wolken reichen von tieferen durch eine dichte Dunstschicht verborgenen Regionen bis 125 Kilometer darüber hinaus. Sie haben die Form länglicher Rechtecke und umlaufen das Auge des Sturms in zwei konzentrischen Kreisen. Die Wolken zeigen an, dass hier Luftmassen aufsteigen, wobei die darin enthaltenen Flüssigkeiten, vor allem Ammoniumhydrosulfid, kondensieren. Die gemessenen Windgeschwindigkeiten erreichen Maximalwerte von 530 Kilometer pro Stunde.

Der Film von der Wolkenbildung und -bewegung in der Nordpolregion wurde aus einer Entfernung von 240.000 bis etwa 420.000 Kilometern gemacht und umfasst einen Zeitraum von etwa 6 Stunden. Teilweise konnten die Instrumente der Sonde senkrecht auf den Vortex blicken.

In der Südpolregion dagegen ist es derzeit immer Tag. Mit höherer Auflösung konnten auch hier Bilder des Wettergeschehens gemacht werden.

„Da sind wirklich massive Zyklone, hundertfach stärker als die größten Hurrikans auf der Erde“, sagte Kevin Baines, Cassini-Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA. „Dutzende bauschiger, durch Konvektion geformter Cumuluswolken wirbeln um beide Pole, verraten die Anwesenheit gigantischer Wirbelstürme, die darunter lauern.“ Im Auge des Zyklons am Südpol zeigen sich aber weitere, kleinere Sturmwirbel.

„Was bei geringer Auflösung aussieht wie bauschige Wolken, stellt sich als tiefe, konvektive Strukturen heraus, die weit über den Dunst der Atmosphäre aufsteigen“, ergänzt Toni DelGenio vom Goddard Institute for Space Studies in New York. In den klaren Zonen dazwischen stürzen dagegen die abgekühlten und ihrer Feuchtigkeit beraubten Luftmassen erneut in die Tiefe, um den Kreislauf zu vollenden.

Auf der Erde werden Wirbelstürme über den Weltmeeren durch aufgeheizte, feuchte Luftmassen angetrieben. Äußerlich ähneln sich die Grundformen der Unwetter auf beiden Planeten. Ursachen und Größen sind aber völlig verschieden.

Raumcon:

• Saturn (ab Wolkenbilder)

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, Raumcon.

Hauptursache ist der Hurrican Ike. Durch die vorübergehende Schließung des Johnson Space Centers in Houston fehlen der Besatzung verschiedene Trainingseinheiten. Diese sollen nun nachgeholt werden. Außerdem traten kleinere Probleme an der wissenschaftlich-technischen Nutzlast für das Hubble Space Telescope auf, die ebenfalls zu Verzögerungen führten.
Nach weiteren Beratungen soll ein definitiver Starttermin aber erst am 3. Oktober festgelegt werden. Für hiesige Raumfahrtfans hieße es am 15. Oktober aber, früh aufzustehen. Der Start würde dann bereits 4:10 Uhr MESZ erfolgen. Am Startort wäre es noch der 14. Oktober.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Space Travel.

Aufgrund des herannahenden Hurrikans Ike und der damit verbundenen Schließung des Kontrollzentrums in Houston durfte die ESA am 11. September die Kommunikation mit dem Automated Transfer Vehicle über den eigenen Relaissatelliten Artemis abwickeln. Dazu stimmten sich das ATV-Kontrollzentrum im französichen Toulouse und die Artemis-Überwachungszentrale im belgischen Redu kurzfristig ab. Während dieser Phase wurde ein Manöver vorbereitet, mit dem das ATV einem Stück Weltraumschrott ausweichen soll.
Artemis steht für Advanced Relay and TEchnology MISsion. Der europäisch-japanische Satellit wurde 2001 mit einer Ariane-5-Trägerrakete gestartet. Aufgrund eines Fehlers im Antrieb gelangte er aber zunächst nicht auf die vorgesehene geostationäre Bahn. Erst nach 18-monatigem Einsatz der an Bord befindlichen Ionentriebwerke, die eigentlich nur für kleine Positionsveränderungen vorgesehen waren, gelangte er schließlich doch in seine Zielnahn und leistet hier seit mehr als 5 Jahren gute Arbeit. Artemis verfügt über Systeme zur Kommunikation mit anderen, tief fliegenden Satelliten. Neben Funk (S- und K_a-Band) kam hier auch erstmals versuchsweise eine Laserverbindung mit den Satelliten Spot 4 (ESA) und Kirari (JAXA) zum Einsatz.

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Ein Beitrag von christianbewermeyer. Quelle: NASA/Spaceflight Now.

Mehrere Faktoren behindern zurzeit die Startvorbereitungen, so dass sich der Start um zwei oder mehr Tage verzögern könnte. So war das Johnson Space Center in Houston wegen des Hurrikans Ike für eine Woche geschlossen, wodurch der Trainingsplan der Crew durcheinander gewirbelt wurde. Außerdem gab es Probleme bei den Arbeiten an der Nutzlast – wissenschaftliche Instrumente, Batterien und andere Hardware für das Hubble-Teleskop -, wodurch sie erst heute in den Laderaum der Raumfähre verladen werden kann. Das Shuttle-Management will Ende der Woche über die Situation beraten und eine Empfehlung bezüglich des Startdatums machen.
Die Astronauten flogen währenddessen nach Florida, um am sogenannten Terminal Countdown Demonstration Test teilzunehmen, dessen Höhepunkt eine Countdown-Übung am Donnerstag sein wird.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: spaceflight now.

Zwar ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch keine abschließende Beurteilug möglich, dazu ist es viel zu früh. Erste Berichte lassen jedoch die Hoffnung zu, dass niemand vom Personal verletzt wurde, und sich die Schäden im JSC in Grenzen halten.

Wie in vielen anderen Gegenden um Houston, über das der Hurrikan Ike nach seinem sogenannten Landfall gestern direkt hinwegzog, war auch im JSC die öffentliche Stromversorgung irgendwann ausgefallen. Empfindliche Rechenanlagen und Kommunikationssysteme wurden in der Folge mit Strom von eigenen Generatoren betrieben.

Eine Gruppe von Flugkontrolleuren, die ihren Stützpunkt in einem Hotel in der Nähe von Austin, Texas bezogen hatte, blieb während des Sturms in Kontakt mit der Internationalen Raumstation (ISS), was sie von Laptops aus über das Hochgeschwindigkeitsnetzwerk der NASA tat. Die Stimmung war natürlich eine besorgte, da sich auch die Techniker, wie viele andere Menschen, die den Sturm nicht am eigenen Wohnort abwarten konnten, fragten, wie viel Zerstörung sie bei ihrer Rückkehr zu erwarten hätten.

Zwischenzeitlich ist es weiterhin die Hoffnung russischer und amerikanischer Flugtechniker, ein Docking zwischen dem Transportschiff Progress-M 65 und der ISS am kommenden Mittwoch, dem 17. September zu realisieren. Das Schiff war am 10. September gestartet und sollte ursprünglich am 12. September an der ISS festmachen. Da NASAs Reservekontrollzentrum nicht so leistungsfähig wie das Kontrollzentrum im JSC ist, hatte die russische Flugleitung das Docking von Progress verschoben und das Transportschiff in einen sicheren Parkorbit gesteuert. Möglicherweise wird für das kommende Docking einen entsprechenden Zeitraum lang das Marshall Space Flight Center in Huntsville die Kontrolle übernehmen.

Die Generatoren, die im JSC für das Funktionieren der Reserveinfrastruktur bei Austin notwendige Anlagen versorgen, haben Treibstoff für einen Zeitraum zwischen drei und fünf Tagen. Bis die reguläre Stromversorgung in Houston wieder hergestellt ist, wird alle Arbeit dort erheblich behindert sein. Die Computer, die üblicherweise zur Unterstützung des NASA-Personals in Moskau verwendet werden, sind derzeit abgeschaltet. Auf dem Gelände des JSC steht noch Wasser, und in das Gebäude 30, in dem das eigentliche Kontrollzentrum untergebracht ist, dringt Regenwasser ein.

Erst wenn genauere Kenntnisse der Situation vor Ort sowie Informationen, wann Versorgung und Verkehr wieder in normalem Rahmen möglich sind, vorliegen, werden sich Auswirkungen auf den Flugplan der NASA, der als nächstes den Start der Hubble-Service-Mission am 10. Oktober vorsah, abschätzen lassen.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

Die Internationale Raumstation wird von mehreren multinationalen Teams auf der Erde betreut. Immer beteiligt sind die Kontrollzentren in Moskau und Houston. Da der Wirbelsturm „Ike“ über den US-Bundesstaat Texas zieht, wird das Kontrollzentrum in Houston wohl für mehrere Tage geschlossen. Aus diesem Grund wurde das eigentlich für heute Abend geplante Andockmanöver des russischen Frachtraumschiffes Progress-M 65 bis mindestens Mittwoch kommender Woche verschoben. Gegenwärtig geplanter Kopplungstermin: 17. September, 20:50 Uhr MESZ.

Während der Flugoperationen des europäischen Frachters ATV 1 „Jules Verne“ war auch das ESA-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen an den Beratungen und Koordinationen beteiligt.

Raumcon: Raumfrachter Progress-M

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Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: NASA/JPL.

Das Auffinden eines warmen Hotspots am Nordpol der Saturnatmosphäre war eine Überraschung. Schon seit längerem ist die Existenz eines Hotspots am Südpol bekannt und wurde dem dortigen Sommer und der kontinuierlichen Sonneneinstrahlung zugeschrieben. Der Nordpol hingegen wird seit 1995 nicht mehr durch Sonnenlicht erreicht. Beide Wirbel existieren demnach unabhängig vom einfallenden Sonnenlicht.

Beide Wirbel ähneln einander sehr. In den Augen der Wirbel herrscht ein Mangel an Phosphanen, welcher wahrscheinlich durch in tiefere Schichten hinab strömende Luftmassen erklärt werden kann. Diese nordwärts strömenden und absinkenden Luftmassen können auch zur Erklärung der Hotspots in den Zentren herangezogen werden. Die Luft wird dabei komprimiert und erwärmt. Der auslösende Mechanismus hinter diesen globalen Luftströmungen ist aber noch unbekannt.

Der Nordpol weist aber auch ein Alleinstellungsmerkmal auf. Der Wirbel wird von einer hexagonalen Struktur aus warmen Luftmassen umgeben. Sie wurde schon durch die beiden Voyager-Sonden entdeckt und jetzt durch Cassini bestätigt. Außerdem steht mittlerweile fest, dass diese warmen Luftmassen bis zur oberen Grenze in Saturns Troposphäre reichen und mit fallenden Luftmassen in der Troposphäre zusammenhängen. Die wahre Ursache für diese Struktur ist aber weiter unklar.

Die Winter auf dem Saturn dauern 15 Jahre. Mit dem jetzt anstehenden Wechsel der Jahreszeiten und dem wieder beginnenden Lichteinfall am Nordpol, erwarten die Astronomen neue Beobachtungen und genauere Erkenntnisse über die Phänomene in Saturns Atmosphäre. Interessant sind auch Vergleiche zu den anderen Gasriesen. So weist Neptun am Südpol ebenfalls einen Hotspot auf. Die geplante Juno-Mission der NASA zum Jupiter sollte ab 2016 auch über dessen Atmosphäre neue Erkenntnisse bringen.
Links

• JPL
• Cassini bei NASA
• Juno bei NASA

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Autor: Kirsten Müller. Vertont von Karl Urban.

„Angetrieben“ werden diese vermutlich durch riesige Wirbelstürme, ähnlich wie Motoren, die ein Fließband antreiben. Die neue Hypothese verhält sich entgegengesetzt zu den Vermutungen vor der Cassini-Mission. „Anfangs nahmen wir an, die Jetstreams, als ‚Fließband’, seien der Antrieb für die Wirbelstürme. Nun vermuten wir das Gegenteil: dass die rotierenden Wirbelstürme die Jetstreams antreiben“, so Anthony Del Genio vom NASA Goddard Institute for Space Studies, New York, der seine Ergebnisse im Astronomiejournal „Icarus“ veröffentlicht hat.

„Intuitiv würde man vermuten, dass die Wirbelstürme den Jetstreams durch ihre Reibung Energie rauben. Stattdessen pumpen sie gerade Energie in die Jets hinein“, sagt Andrew Ingersoll vom California Institute of Technology, Pasadena, Kalifornien. Auf der Erde war dieser Prozess schon länger bekannt und wurde vor kurzem auch auf Jupiter entdeckt. Für den Saturn ist diese Idee neu; bei den Voyager-Missionen sind diese Wirbelsturm-Jetstream-Wechselwirkungen noch nicht entdeckt worden. Das Cassini-Team war die erste Forschergruppe, die analysierte, auf welche Weise die Wirbel und Stürme mit den Jetstreams von Saturn wechselwirken. Die Wolken wurden in Abständen von 10 Stunden – so lang dauert eine Saturnumdrehung – fotografisch festgehalten. Dabei wurde festgestellt, dass die Stürme an beiden Seiten des Jetstreams etwas von ihrer Energie und ihrem Impuls abgeben, wodurch der Jetstream in Bewegung bleibt.

„Dass die Wirbel die Jets antreiben, wussten wir, weil beide in die gleiche Richtung zeigen und Impuls in diese Richtung lenken. Wären die Wirbel anders herum gelaufen, so hätten wir auf das Gegenteil geschlossen“, so Ingersoll.

Es wurden Aufnahmen vom größten Teil der Saturn-Südhalbkugel gemacht. Eine Analyse dieser Bilder lässt schließen, dass ähnliche Prozesse überall auf dem Planeten stattfinden. So lässt sich erklären, dass Saturns abwechselndes Muster von westwärts und ostwärts gerichteten Strömen während der Jahrzehnte, seit denen die Wissenschaftler den Planeten jetzt beobachten, konstant geblieben ist. Cassini hat den gleichen Effekt beim Jupiter beobachtet, als er dort auf dem Weg zum Saturn vorbeiflog. Auf der Erde ist der Effekt hinlänglich bekannt von den beiden Jetstreams, die die nördliche und südliche Erdhalbkugel umkreisen.

Die Ergebnisse lassen schließen, dass frühere Hypothesen über die bandförmigen Wolken auf Jupiter und Saturn überarbeitet werden müssen. „Wir haben zuerst angenommen, dass die hellen Wolkenbänder Gebiete sind, wo die Luft steigt, während sie bei den dunklen Bändern sinkt. Wenn aber die Wirbelstürme die Jetstreams so antreiben, wie wir es beobachten, muss das Gegenteil wahr sein“, so Del Genio. „Und in der Tat sehen wir Gewitter bei beiden Planeten nur in den dunklen Bändern, was heißt, dass die Luft dort steigt.“

Auch über die Atmosphärenchemie des Saturnmondes Titan hat es spannende neue Erkenntnisse gegeben. Schon länger war bekannt, dass sich in den tieferen Regionen der Titanatmosphäre – in einer Höhe von mehreren hundert Kilometern – organische Aerosole befinden, sogenannte Tholine. Diese bilden sich dadurch, dass einfache Moleküle wie Methan und Stickstoff, die sich in den oberen Atmosphärenschichten befinden, durch UV-Strahlung und hochenergetische Teilchen aktiviert werden. Es wird angenommen, dass diese Tholine verantwortlich sind für den leicht orangefarbenen Nebel, der die Oberfläche Titans bedeckt.

In einer neuen Studie von Ergebnissen, die drei Spektrometer an Bord von Cassini gemessen haben, ist nun herausgefunden worden, dass sich Tholine auch in höheren Schichten der Titanatmosphäre gebildet haben, auf über 1000 km. Wissenschaftler des Southwest Research Institute (SwRI), der Universität von Kansas, des University College London und der University of Texas, San Antonio, haben die Ergebnisse ihrer Untersuchungen am 11. Mai 2007 im renommierten Wissenschaftsjournal „Science“ veröffentlicht.

„Tholine sind sehr große, komplexe Moleküle, von denen angenommen wird, dass einige ihrer Komponenten chemische Vorläufer von Leben sind“, sagt SwRI-Wissenschaftler Dr. Hunter Waite, Leiter des Cassini-Ionen-Neutral-Massenspektrometer-Teams (INMS). „Ein näheres Verständnis ihres Bildungsmechanismus‘ kann wertvolle Erkenntnisse liefern bei der Suche nach dem Ursprung des Lebens im Sonnensystem.“

Bei den ersten Flybys von Cassini beim Titan hat das INMS eine Atmosphäre entdeckt, die vorwiegend aus Stickstoff und Methan besteht. Bei späteren Messungen wurde allerdings die Anwesenheit von Benzen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen festgestellt, die den Grundbaustein aromatischer Kohlenwasserstoffe bilden. Gleichzeitig detektierten zwei andere Sensoren, die zur Cassini Plasma Spectrometer (CAPS)-Apparatur gehören, das Ion Beam Spectrometer (IBS) und das Electron Spectrometer (ELS), große, positiv und negativ geladene Ionen.

Angenommen wird der in dem nebenstehenden Bild dargestellte Reaktionsmechanismus:

Nachdem die UV-Strahlung und die hochenergetischen Teilchen die einfachen Moleküle Stickstoff und Methan aktivieren, bilden diese kleine Moleküle wie Cyanwasserstoff sowie kleine Ionen, aus denen sich dann polyzyklische Aromaten sowie Nitrile bilden. Hieraus entstehen große, negativ geladene Teilchen, die als Aerosole in der Titanatmosphäre auftreten und aus denen sich die Tholine bilden, die sich schließlich auf der Titanoberfläche niederlassen.

„Die negativ geladenen Ionen waren eine große Überraschung“, sagte Dr. David Young, ebenfalls SwRI-Wissenschaftler und Leiter des CAPS-Forschungsprojektes. „Vermutlich spielen sie eine unerwartete Rolle in der Bildung von Tholinen aus kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Verbindungen. Auch überrascht uns die große Anzahl negativer Ionen, die Cassini während seiner Vorbeiflüge so nah über der Oberfläche gefunden hat“, so Andrew Coates, Wissenschaftler beim Mullard Space Science Laboratory, University College London. „Diese neuentdeckte, wichtige, hohe Konzentration repräsentiert eine hochsignifikante Proportion der gesamten Ionosphäre an diesen Orten.“

„Unsere Analyse lässt vermuten, dass sich erst ionische Verbindungen bilden, die dann zu elektrisch neutralen Molekülen reagieren. Aus diesen entstehen dann die komplexen, negativ geladenen Ionen, die das ELS entdeckt hat“, fügt Waite hinzu.

„Zukünftige Missionen zum Titan sollten sich auf eine komplette chemische Analyse der Titanoberfläche konzentrieren, inklusive der Isotope“, sagt Sushil Atreya, Direktor vom Planetary Science Laboratory, University of Michigan, in Ann Arbor. „Wer weiß, vielleicht finden wir ja noch Moleküle, die eine Vorstufe von Leben sein könnten.“

Cassinis nächster Vorbeiflug am Titan findet am 12. Mai 2007 statt. Bei diesem Vorbeiflug wird ein großer Methansee genauer untersucht, der in etwa genauso groß ist wie das Kaspische Meer auf der Erde.

Quellen: NASA / JPL; http://www.swri.org ; www.rsc.org (Royal Society of Chemistry)

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Update vom 28. August 2006:
Aufgrund des sich Florida nähernden tropischen Wirbelsturms hat sich das NASA-Missionsmanagement dazu entschlossen, Vorbereitungen für den Rücktransport der Raumfähre Atlantis in das Vehicle Assembly Building zu treffen. Der zuletzt anvisierte Starttermin am Dienstagabend ist mittlerweile definitiv abgesagt worden. Derzeit sieht es also so aus, dass die Raumfähre erst nach dem Vorüberziehen des Wirbelsturms „Ernesto“ wird starten können. Den letzten Vorhersagen der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) zufolge wird das Zentrum des Wirbelsturms voraussichtlich im Laufe des Mittwoch über Florida hinwegziehen.

In der Vergangenheit haben die nach dem Herausfahren der Raumfähren zur Startrampe erforderlichen Startvorbereitungen mindestens elf Tage in Anspruch genommen, so dass der ursprüngliche Plan, Atlantis bis zum 7. September starten zu lassen, nicht mehr zu halten ist. Das aber bringt die Mission STS-115 in Konflikt mit einer Sojus-Mission zur Internationalen Raumstation, die nach bisherigen Planungen am 14. September starten sollte. Wenn aus diesem Grund also kein Start der Mission im Rahmen des noch bis zum 13. September laufenden Startfensters erfolgen sollte wird es eng für einen Atlantis-Start in diesem Jahr. Ursache für diese zunächst erstaunlich anmutende Aussage ist der Umstand, dass für die Montage des neuen ISS-Moduls im Orbit bestimmte Beleuchtungs- und Temperaturverhältnisse vorherrschen müssen, die nicht permanent gegeben sind. Daneben stellt auch die Maßgabe der NASA, aus Sicherheitsgründen eine Raumfähre nur bei Tageslicht zu starten (damit eventuell abfallendes Isolationsmaterial entdeckt werden kann), eine deutliche Einschränkung der zur Verfügung stehenden Starttermine dar.
Im Endergebnis führen diese Faktoren dazu, dass bis zum Jahresende nur noch eine Handvoll äußerst knapp bemessener Startfenster für die Shuttle-Mission STS-115 zu Verfügung stehen.

Meldung vom 27. August 2006:
Ursprünglich hätte die amerikanische Raumfähre am heutigen Sonntagabend vom Kennedy Space Center aus mit ihrer sechsköpfigen Besatzung zum ersten ISS-Aufbauflug seit Ende 2002 aufbrechen sollen. Doch wegen schlechten Wetters ist der Start der Mission STS-115 um zunächst einen Tag verschoben worden. Für den nun anvisierten Starttermin am Montag um 22:04 Uhr (MESZ) sieht die Wettervorhersage deutlich freundlicher aus: Die Meteorologen der dem Kennedy Space Center benachbarten Cape Canaveral Air Force Station sagen bisher eine 80-prozentige Wahrscheinlichkeit für ausreichend gute Wetterbedingungen zum neuen Startzeitpunkt voraus.

Heute Nachmittag um 16:00 Uhr (MESZ) trifft sich das Missions-Management erneut, um anhand der neuesten verfügbaren Wetterdaten endgültig über die Beibehaltung des Starttermins am Montag zu entscheiden. Derzeit sind keine technischen Probleme der Raumfähre bekannt, die einen Start verhindern würden.

Am Freitagnachmittag ist ein Blitz in die Blitzschutzanlage der Startplattform 39B eingeschlagen, von der aus die Raumfähre Atlantis zu ihrer elftägigen Mission aufbrechen soll. Neben der Versorgung der ISS-Besatzung mit verschiedenen Lebensmitteln und Gütern wird der wichtigste Inhalt dieser Mission die Wiederaufnahme des weiteren ISS-Aufbaus sein. Atlantis wird einen weiteren Teil der zentralen Trägerstruktur der Raumstation anliefern – das so genannte „P3/P4-Truss“ mit einer Masse von 17,5 Tonnen. Ein wichtiger Bestandteil dieses neuen Bauelements sind neue „Solarzellenflügel“ zur Energieerzeugung. Die drehbaren und beim Transport aufgerollten Solarpaneele sind im entfalteten Zustand rund achtzig Meter lang und bestehen aus über 65.000 separaten Solarzellen, die zusammen bis zu 64 kW elektrischer Energie erzeugen werden.

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Autor: Karl Urban. Vertont von Karl Urban.

Wenn des nachts der Wind um die Hausecken pfeift oder ein Hurrikane halb Lateinamerika in seinen Bann zieht: Jedes Mal beruhen die Stürme auf den gleichen Naturprinzipien. Die Ursachen sind – zumindest auf der fundamentalen Ebene – die selben: Der Unterschied von warmen (sonnenbeschienenen) und kühlen, schattigen Gebieten bewirkt eine Umverteilung von Luftmassen, die Eigendrehung der Erde führt zur Bildung von rotierenden Sturmsystemen.

Ganz ähnlich funktioniert dies auch auf anderen Planeten – beispielsweise auf den zumindest in der Größe erdähnlichen Planeten Venus und Mars. Auch Gasriese Jupiter besitzt Sturmsysteme, die jedoch um einiges größer werden und schnell die Größe der gesamten Erde erreichen können. Der prominenteste von ihnen ist der Große Rote Fleck, der bereits seit mehr als 300 Jahren um den Planeten rotiert und dabei nur unmerklich kleiner wird. Ganz ähnlich funktioniert es auch auf Saturn, wo die Sonde Cassini seit ihrem Missionsbeginn auch die Wolkenhülle des Gasplaneten studiert.

„Auf der Erde sind Hurrikanes am Boden Tiefdruckgebiete und weiter oben Hochdruckgebiete“, erklärt Dr. Andrew Ingersoll, Mitglied des Cassini-Teams und Professor für Planetenwissenschaften am Institute for Technology in Pasadena. „Auf dem Saturn könnten die Stürme sehr ähnlich sein, wenn wir wirklich den oberen Bereich der Wolken sehen.“

Zumindest Frequenz und die prozentual von Stürmen okkupierte Planetenfläche ist auf Saturn und der Erde identisch. Aufgrund der Größenunterschiede beider Planeten nehmen die Stürme am Ringplaneten absolut nur deutlich mehr Raum ein: Während Hurrikane Katrina, der im vergangenen Jahr über New Orleans wütete, rund 380 Kilometer im Durchmesser maß, ist der von Cassini im Februar 2002 beobachtete Saturnsturm rund 1.000 Kilometer groß. Die schnellsten auftretenden Winde auf der Erde sind die Jetstream– bzw. Strahlstromwinde, die Windgeschwindigkeiten bis zu 240 Kilometer pro Stunde erreichen können. Die Fortbewegung eines Hurrikanes unabhängig von seiner Rotation ist mit 32 Kilometern pro Stunde deutlich geringer. „Saturn ist ein sehr windiger Ort“, sagt Ingersoll. „Der Jetstream auf Saturn bläst zehnfach stärker als auf der Erde, also bis zu 1.000 Kilometern pro Stunde. […] Da wir aber nicht wissen, welche Geschwindigkeiten innerhalb des Sturms herrschen, können wir diese nur schätzen und gehen davon aus, dass sie geringer sind als die Jetstream-Werte.“

Angetrieben werden Hurrikanes auf der Erde von Ozeanen, den größten Reservoirs an Sonnenenergie. Sie bilden auch die Quelle für den Feuchtigkeitstransport in die Atmosphäre, was zur Ausbildung von Wolken führt und einen Teil des Wasserkreislaufs bildet. Erreicht ein solcher Sturm Festland, nimmt er jedoch sehr schnell ab, da er seine Energiequelle – den Ozean – verloren hat.

Die Energiequelle für die saturnischen Stürme unterscheidet sich deutlich von der auf der Erde. Denn hier agiert das Innere des Planeten wie der irdische Ozean und hat die Energie gespeichert – jedoch kommt diese nicht von der Sonne. Saturn erzeugt seine eigene Wärme, die er bereits besitzt, seit er durch die Kollision vieler Planetesimale – einer Wolke kleiner Materiebrocken, die das Sonnensystem bildeten – entstand. Diese Energie schlummert seit Milliarden Jahren mehr oder minder stark im Kern aller Planeten des Sonnensystems, ist aber bei den massereichen Gasriesen besonders groß.

Die Saturnatmosphäre besitzt zudem bereits alle Bestandteile (vor allem Wasserdampf), die für Wolkenbildung und die Entstehung von Sturmsystemen noch benötigt werden. Somit sind anders als auf der Erde weder feste Landoberfläche noch Ozeane nötig. Jedoch führen diese andersartigen Bedingungen auch zu anderem Verhalten der Stürme.

„Man könnte denken, dass zwei sich verbindende Stürme im Resultat zu einem größeren und stärkeren Sturmsystem werden. Aber auf Saturn behalten sie ihre Größe bei – und sie können sich auch voneinander trennen. Dieses Verschmelzen und Trennen kann ewig so weitergehen“, erläutert Ingersoll.

Im kommenden Jahr werden die Cassini-Missionswissenschaftler noch deutlich bessere Möglichkeiten haben, die Stürme am Ringplaneten zu erforschen, wenn die Raumsonde dicht an der südlichen Hemisphäre vorüberfliegt. Bis auf den im vergangenen Jahr beobachteten Drachensturm erhielten saturnische Stürme zudem keine Namen. Dies soll sich laut Ingersoll nächstes Jahr ändern.

Neue Bilder
Die Kombination in Aufnahmen der derzeit 49 bekannten Monde und des Saturn sind nahezu unendlich. Ein halbmondförmiger Ringplanet zeigt sich in dieser aktuellen Aufnahme mit drei seiner Trabanten: Mimas (397 Kilometer Durchmesser) links direkt an der Ringebene, Rhea (1.528 Kilometer) rechts und Tethys (1.071 Kilometer), rechts unterhalb von Rhea. Die Aufnahme machte Cassini am 11. März 2006 aus einer Entfernung von 2,8 Millionen Kilometern vom Saturn.

Eine weitere neue Aufnahme vom 16. März zeigt Saturn in Echtfarben, also so, wie ihn das Auge wohl wahrnehmen würde. Die auffallend bläuliche Färbung der nördlichen Hemisphäre ist vermutlich durch jahreszeitliche Effekte bedingt. Der 505 Kilometer messende Mond Enceladus schaut nur knapp über die Ringebene hervor.

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