Cassini hat den Saturn erreicht

Nach einer siebenjährigen Reise durch das Sonnensystem konnte das von der NASA, der ESA und der italienischen Raumfahrtagentur ASI entwickelte Sondenpaar Cassini-Huygens während der letzten Nacht erfolgreich in die Saturn-Umlaufbahn eingebracht werden.

Der Cassini-Orbiter kann nun mit seiner vierjährigen Mission der Beobachtung des Saturn und seiner Monde beginnen, während die Sonde Huygens auf die nächste entscheidende Etappe vorbereitet wird, nämlich ihren Anflug auf den größten Saturnmond Titan ab Dezember.

„Internationale Zusammenarbeit im Weltraum könnte nicht besser vonstatten gehen“, gab der ESA-Wissenschaftsdirektor, Prof. David Southwood, nach der Bestätigung des Einbringens in die Umlaufbahn erfreut zu Wort. „Bei nur wenigen Planetenmissionen hat eine so große Zahl von Wissenschaftlern und Weltraumbegeisterten auf der ganzen Welt den Erfolg herbeigesehnt. Meine Glückwünsche gehen deshalb an die Teams, die dies ermöglicht haben, sowie an alle, die an dem Programm teilnehmen und auf die in den nächsten Jahren noch viel Arbeit zukommen wird.“

Das Einbringen in die Umlaufbahn des beringten Planeten gehörte zu den letzten und kritischsten Manövern, die die Sonde vor Erreichen ihrer Einsatzbahn absolvieren mußte. Im Falle eines Scheiterns wäre sie einfach an Saturn vorbeigeflogen und in den Tiefen des Sonnensystems verloren gegangen.

Der Start von Cassini-Huygens erfolgte am 15. Oktober 1997 von Cape Canaveral in Florida aus an Bord einer Titan 4B/Centaur, der seinerzeit stärksten US-Einwegträgerrakete. Auf dem Weg zum Saturn mußte die Sonde mehrere Vorbeischwingmanöver an der Venus (April 1998 und Juni 1999), der Erde (August 1999) und schließlich am Jupiter (Dezember 2000) durchführen.

Cassini-Huygens näherte sich in der letzten Nacht dem Planeten unterhalb seiner Ringebene und durchflog diese um 02.03 Uhr Weltzeit durch die Lücke zwischen dem F- und dem G-Ring in einer Entfernung zum Saturn von etwa 158'500 km. Die Hochleistungsantenne diente der empfindlichen Sonde dabei als Schutzschild gegen Einschläge von Staubpartikeln. Eine knappe halbe Stunde später, um 02.36 Uhr Weltzeit, wurde eines der beiden Haupttriebwerke für eine Dauer von 96 Minuten gezündet, um die Sonde in die Umlaufbahn einzubringen. Das Signal zur Bestätigung dieser Zündung benötigte 84 Minuten, um die 1,5 Milliarden Kilometer vom Saturn bis zu Erde zu überbrücken.

Das Triebwerk funktionierte einwandfrei und verlangsamte die Geschwindigkeit der Sonde im Vergleich zu der des Saturn, dessen obere Wolkendecke sie in nur 19'000 km Entfernung überflog. Nach dem Bremsmanöver wurde die Sonde zunächst zur Erde hin ausgerichtet, um das Einbringen in die Umlaufbahn zu bestätigen, und anschließend auf die Saturnringe, die sie aus einer Höhe von nur wenigen Tausend Kilometern fotografieren konnte.

Hierbei bot sich die einzigartige Gelegenheit, einzelne Bestandteile der Ringe zu erkennen, denn eine so geringe Entfernung zu diesen ist für Cassini im weiteren Verlauf der Mission nicht mehr geplant. Die große Nähe zum Planeten wurde auch genutzt, um seine Atmosphäre und Umgebung mit den Instrumenten des Orbiters eingehend zu analysieren.

Eine zweite Durchquerung der Ringebene fand um 05:50 Uhr Weltzeit statt.

Die Sonde befindet sich in bestem Zustand, um das Planetensystem des Saturn zu durchmessen, wobei sie mindestens 76mal den beringten Planeten umrunden und 52mal nah an sieben der 31 bekannten Saturnmonde vorbeifliegen wird. Diese Beobachtungsphase begann eigentlich bereits vor der Einbringung in die Umlaufbahn, nämlich mit dem Vorbeiflug an einem achten Mond, Phoebe, am 11. Juni. Hauptziel von Cassini-Huygens ist jedoch Saturns größter Mond Titan, an dem sie zum ersten Mal am 26. Oktober in einer Höhe von 1'200 km vorbeifliegen wird.

Während der kommenden Monate werden die ESA-Wissenschaftler die Abtrennung der Sonde Huygens vorbereiten, des Hauptbeitrags der ESA zu dieser Mission. Huygens soll am 25. Dezember auf die Reise geschickt werden und im Januar 2005 in die Atmosphäre des Titan eintauchen. Die für die ESA von einem Industrieteam unter der Leitung von Alcatel Space gebaute, 320 kg schwere Sonde hat sechs wissenschaftliche Instrumente an Bord, mit denen sie während ihres Landeanflugs die Atmosphäre und ihre Dynamik analysieren wird. Übersteht die Sonde den Kontakt mit der Oberfläche unversehrt, wird sie auch die physikalischen Eigenschaften ihres Landeumfelds untersuchen.

Der Saturnmond Titan, der an Größe den Planeten Merkur übertrifft, ist von einer dunstigen stickstoffreichen und kohlenwasserstoffhaltigen Atmosphäre umgeben. Man nimmt an, daß die chemische Zusammensetzung des Titan stark der der Erde vor Entstehung des Lebens ähnelt, auch wenn er um einiges kälter ist (-180 °C) und es auf ihm kein flüssiges Wasser gibt.

Von den Untersuchungen, die Huygens vor Ort durchführen wird, sowie den großräumigeren Beobachtungen durch den Cassini-Orbiter während seiner verschiedenen Vorbeiflüge an Titan erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die frühesten Entwicklungsstadien der Erdatmosphäre sowie Hinweise auf die Voraussetzungen, die die Entstehung des Lebens auf unserem Planeten ermöglicht haben.

Der Cassini-Orbiter – die bisher größte und komplexeste Weltraumsonde – führt 12 wissenschaftliche Instrumente mit sich, die von amerikanischen und internationalen Forscherteams zur Durchführung detaillierter Beobachtungen von Saturn, Titan, den eishaltigen Monden, dem Ringsystem und der umgebenden Magnetosphäre entwickelt worden sind. Zwei der Instrumente des Orbiters wurden in Europa hergestellt.

„Mehr als 20 Jahre sind vergangen, seit Pioneer 11 und die Voyager-Sonden dieses komplexe System in nur ein paar Tagen durchquert und uns dabei einen ersten Eindruck von Saturn beschert haben“, erklärte Prof. Southwood, der auch Hauptexperimentator für den Magnetometer von Cassini ist. „Dank Cassini bleiben wir nun für längere Beobachtungen und Analysen vor Ort, und mit Huygens werden wir noch einen Schritt weiter gehen und nicht nur in eine außerirdische Atmosphäre vordringen, sondern auch in eine Atmosphäre die der frühen Erde ähnelt. Dies bedeutet, dass wir mehrere Milliarden Jahre in unsere Vergangenheit zurückblicken, um einem der hartnäckigsten Geheimnisse unseres Kosmos auf den Grund zu gehen, nämlich der Entstehung des Lebens.“

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsvorhaben der NASA, der ESA und der ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL), eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, ist für die Leitung der Mission im Auftrag des NASA-Büros für Weltraumwissenschaften in Washington verantwortlich.

Weitere Details unter: http://saturn.esa.int

Bilder: NASA/JPL/Caltech (Illustration by David Seal)