Vor wenigen Stunden begann der mittlerweile 162. Umlauf der Raumsonde Cassini um den Planeten Saturn. Den Höhepunkt dieses erneut 24 Tage dauernden Umlaufs bildet ein am 19. Februar 2012 erfolgender naher Vorbeiflug an dem Saturnmond Titan.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: CICLOPS, JPL, Planetary Society.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
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.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
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.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
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.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
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.
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