Zweites Weihnachten im Weltraum für die ESA

Nach siebenjährigem Flug steht nun die Abkopplung der Huygens-Sonde vom Cassini-Orbiter am 25. Dezember 2004 endlich bevor, um sich auf seine finale Reise Richtung Saturnmond Titan zu begeben.

Ein Beitrag von matthiasmueller. Quelle: ESA.

Genau ein Jahr ist es nun her, seit Mars Express sein Ziel, den Mars, erreichte und die beiden mitgeführten Rover ihre Arbeit auf der Oberfläche aufnehmen konnten. Nun bieten die mächtigen Regeln der Himmelsmechanik einen günstigen Zeitpunkt für ein weiteres Großereignis der ESA in den Tiefen des Weltraums an.

In 1,25 Milliarden Kilometer Entfernung von der Erde soll sich die Huygens-Sonde nach einer sieben Jahre lange Reise vom Cassini-Orbiter lösen und eine ballistische Flugbahn in Richtung Titan einschlagen, dem größten und mysteriösesten Mond des Saturn, um am 14. Januar in dessen Atmosphäre einzutauchen, deren chemische Zusammensetzung ähnlich der vor 3,8 Milliarden Jahren auf der Erde existierenden vermutet wird, kurz vor der Entstehung von Leben.

Huygens am Fallschirm – künstlerische Darstellung. (Bild: ESA)

Cassini-Huygens startete als gemeinsame Mission der NASA, der ESA und der Italienischen Weltraumagentur ASI am 15. Oktober 1997 ins Weltall. Mit Hilfe mehrerer Manöver während des Vorbeiflugs an der Venus, der Erde und dem Jupiter, bei denen die Gravitation für den Weiterflug ausgenutzt wurde, erreichte das Raumfahrzeug den Saturn in nur sieben Jahren.

Am 1. Juli 2004 schwenkte der Cassini-Orbiter, der die Huygens-Einheit während des Fluges an seiner Seite mitführte, in einen Orbit um Saturn ein und begann den Ring-Planeten und seine Monde zu erforschen, die Mission von Cassini-Huygens, die mindestens vier Jahre lang dauern wird.

Der erste entfernte Vorbeiflug an Titan fand bereits am 2. bis 3. Juli 2004 statt. Dabei wurden Daten über Titan’s Atmosphäre gesammelt, welche später mit Daten des ersten nahen Vorbeiflugs (in einer Höhe von nur 1174 km) im Oktober 2004 verglichen wurden. Mit diesen Informationen konnten gültige Eintrittsbedingungen für die Huygens-Sonde definiert werden. Ein zweiter Vorbeiflug in nächster Nähe in 1200 km Höhe ist für den 13. Dezember geplant und wird zusätzliche Daten zur Verfügung stellen um die Eintrittsbedingungen weiter abzugleichen.

Während der Abkopplung kann wegen der erforderlichen punktgenauen Ausrichtung des Cassini-Orbiters keine Telemetrieübertragung stattfinden. Erst wenn die Hauptantennen wieder Richtung Erde zeigen, werden die aufgenommenen Daten zurückgesendet. Erreichen werden die Signale uns erst nach über einer Stunde (67 min). Komplette Daten über den Trennungsprozess werden später am Weihnachtsfeiertag erreichbar sein.

Nachdem sich Huygens von seinem Mutterschiff Cassini gelöst hat, womit am 25. Dezember um ca. 5:08 Uhr MEZ gerechnet wird, wird es sich mit einer Geschwindigkeit von 35 cm pro Sekunde langsam entfernen und sich um auf Kurs zu bleiben sieben Mal pro Minute um seine X-Achse drehen. Bis zum Eintritt in die Atmosphäre von Titan wird Huygens selbstständig agieren und nicht mit Cassini kommunizieren. Am 28. Dezember wird Cassini seinen Kollisionskurs mit Titan wieder verlassen und mit seiner Mission fortfahren, d.h. Daten von Huygens empfangen und zur späteren Auswertung auf der Erde speichern.

Huygens Flug durch die Atmosphäre und Landung – künstlerische Darstellung. (Bild: ESA)

Huygens seinerseits wird sich bis zum Erreichen des Eintrittspunktes am 14. Januar 2005 um 11:15 Uhr MEZ schlafen legen und erst wenige Stunden vorher wieder aktiv werden. Der gesamte Abstieg durch die Atmosphäre soll innerhalb von zwei Stunden und 15 Minuten abgeschlossen sein. Danach werden die gesammelten Daten zum Cassini-Orbiter überspielt und zur Erde übermittelt. Sollte Huygens, die eher als atmosphärische Sonde als eine Landeeinheit entwickelt wurde, den Aufschlag auf der Oberfläche unbeschadet überstehen, könnte sie zwei Bonusstunden an Daten abliefern, bevor die Verbindung mit Cassini abreißt.

Um die Radiowellen zu empfangen nutzen Wissenschaftler ein Feld von Radioteleskopen rund um den Pazifik, um das schwache Signal von Huygens entdecken zu können. Wenn alles gut geht, wird ein erstes Signal nicht vor 11:30 Uhr MEZ erwartet.

Die Europäische Weltraumagentur besitzt und leitet die Huygens-Sonde und überwacht die Operation von ihrem Kontrollzentrum in Darmstadt, Deutschland aus. NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien gestaltete und entwickelte den Cassini-Orbiter. Die Italienische Weltraumagentur war für die Hochfrequenzantennen des Orbiters verantwortlich sowie für viele der Funksysteme und Elemente mehrerer wissenschaftlicher Instrumente. Weitere Nutzlast wurde von Teams des CNES, DLR, der ASI und PPARC und außerhalb von Europa der NASA beigesteuert.

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