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Cassini

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image Künstlerische Darstellung der Cassini Sonde

Das Cassini-Huygens-Projekt ist eines der ehrgeizigsten Projekte der unbemannten Raumfahrt. Die Sonde ist ausgestattet mit einem breiten Spektrum an Kameras und Instrumenten, die es der Sonde ermöglichen akkurate Messungen und detaillierte Aufnahmen von der Atmosphäre des Saturns zu machen.

Da Saturns Antlitz nur an der Oberfläche ruhig zu sein scheint, denn eigentlich gibt es hier Windstöße mit Spitzengeschwindigkeiten von 1.800 km/h. Ferner trüben die wirbelnden Stürme auch die Wolken darunter. 

Außerdem wurden bei früheren Expeditionen der Pioneer 11 (1979) und der Voyager Sonden (1980-81) eine komplexe magnetische Umwelt festgestellt, wo gefangene Protonen und Elektronen mit dem Planeten, den Ringen und den Monden interagieren. Deshalb soll die Cassini Sonde das Ringsystem und das Magnetfeld des Planeten nähr untersuchen.

Die Sonde wurde am 15. Oktober 1997 mit einer Titan/Centaur Rakete ins All gebracht und ist eine der größten, schwersten und kompliziertesten Sonden überhaupt, nur die beiden sowjetischen Phobos Sonden waren noch schwerer.

Das Cassini-Huygens Projekt besteht aus dem Cassini Orbiter, der von der NASA gefertigt wurde und dem Huygens Lander, der von der europäischen Raumfahrt Organisation ESA entwickelt wurde. Damit die Sonde den Saturn im Juli 2004 erreichen konnte, flog die Sonde zweimal an der Venus und jeweils einmal an der Erde und dem Jupiter vorbei und wurde durch die Gravitationskräfte der Planeten zusätzlich beschleunigt.

Ebenfalls ganz oben auf der Liste stand ein Besuch beim Saturnmond Titan, wo der Huygens Lander in die Atmosphäre abgesetzt wurde. Grund dieser Mission war es zu überprüfen, ob der Titan der Urerde wirklich so ähnlich ist, denn seine Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff. Aber auch Sauerstoff ist in gebundener Form als Eis vorhanden. Daneben sollte die Beschaffenheit der Oberfläche nähr untersucht werden, da Wissenschaftler vermuteten, dass auf Titan Ozeane aus Methan existieren. Da der Titan sehr weit von der Sonne entfernt ist und die Atmosphäre sehr dicht ist, konnte der Huygens Lander leider nicht mit Solarenergie betrieben werden, so dass die Energieversorgung nach kurzer Zeit zusammengebrochen ist.

Der Cassini Orbiter hingegen wird mit drei plutoniumgetriebenen Radioisotope Thermoelectric Generators (RTGs) angetrieben, ähnlich wie bereits zuvor auch die Galileo und Ulysses Sonden. Dennoch gab es im Vorfeld der Mission eine kontroverse Debatte hierum, da mit 32,8 kg Plutonium die größte Menge ins All geschossen wurde und im Falle eines Fehlstarts eine radioaktive Verseuchung befürchtet wurde. Um nach Abschluss der Mission (um 2012) nicht den Saturnmond Titan zu kontaminieren, wurde beschlossen die Sonde in einem hohen Orbit um einen kleineren Saturnmond zu parken.

Benannt sind der Orbiter und der Lander nach zwei berühmten Astronomen, die sich intensiv mit dem Saturn und seinen zahlreichen Monden beschäftigt haben. Der Orbiter ist nach dem italienisch-französischen Astronomen Jean-Dominique Cassini (Geburtsname Giovanni Cassini) benannt, der die Saturnmonde Iapetus, Dione, Rhea und Tethys in dem Zeitraum von 1671-1684 entdeckte und die Eigenschaften des Ringsystems nähr untersuchte, daher trägt auch die größte Ringspalte den Namen Cassini. Der Lander ist nach dem holländischen Astronomen Christiaan Huygens benannt, der den größten Saturnmond Titan 1655 entdeckte.

Wissenschaftliche Ausrüstung

Die Mission wurde ursprünglich nur auf 4 Jahre ausgelegt, dann aber verlängert. Cassini und Huygens sind ausgestattet für 27 verschiedene wissenschaftliche Untersuchungen. Dazu ist der Cassini Orbiter mit 12 Instrumenten und der Huygens Lander mit 6 Instrumenten ausgestattet.

Imaging science subsystem:
zum Aufnehmen von Bildern im sichtbaren, nahen Ultravioletten und nahen Infrarot Bereich
Cassini radar:
um die Oberfläche von Titan zu kartographieren
Radio science subsystem:
sucht nach Gravitationswellen im Universum und studiert die Atmosphäre, die Ringe und das Gravitationsfeld von Saturn und seinen Monden
Ion and neutral mass spektrometer:
begutachtet neutrale und geladene Partikel nahe Titan, Saturn und den restlichen Eiswelten, um mehr über die Atmosphären und Ionosphären herauszufinden
Visible and infrared mapping spektrometer:
bestimmt die chemische Zusammensetzung der Oberfläche, der Atmosphäre, der Ringe von Saturn durch das Messen der Farben im sichtbaren Bereich und der Infrarot Strahlung
Composite infrared spektrometer:
untersucht die Temperatur und die Zusammensetzung
Cosmic dust analyzer:
studiert die Eis und Staubpartikel im Saturnsystem
Radio and plasma wave spektrometer:
erforscht Plasmawellen und natürliche Emissionen von Radiowellen
Cassini plasma spektrometer:
erforscht das Plasma, speziell das des Magnetfeldes
Ultraviolet imaging spectrograph:
Misst die Ultraviolette Strahlung der Atmosphäre und der Ringe
Magnetospheric imaging instrument:
zeichnet die Magnetosphäre von Saturn auf und misst die Interaktion mit dem Solarwind
Dual technique magnometer:
studiert das Magnetische Feld und deren Wechselwirkung mit dem Solarwind

Flugdaten

11. Juni 2004:
Vorbeiflug am weit Entferntesten Saturnmond Phobe, in einer Flughöhe von 2000 km
1. Juli 2004:
Ankunft am Saturn
24. Dezember 2004:
Huygens Lander trennt sich vom Cassini Orbiter
14. Januar 2005:
Huygens beginnt mit dem Abstieg durch die dichte Atmosphäre von Titan

Des weiteren nährt man sich folgenden Saturnmonden: Enceladus, Hyperion, Dione, Rhea und Iapetus. Wobei auch einige neue Monde entdeckt werden konnten so zum Beispiel im Mai 2005 S/2005 S1 (inzwischen auf Methone getauft), sowie im Dezember 2004 alleine 12 neue Monde und im März 2005 den Saturnmond Polydeuces.

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