Vor wenigen Stunden begann der mittlerweile 180. Umlauf der Raumsonde Cassini um den Saturn. Das Augenmerk der an der Mission beteiligten Wissenschaftler wird sich auch während der nächsten zwei Wochen hauptsächlich auf die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturns richten.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: CICLOPS, JPL, The Planetary Society.
(Bild: NASA, JPL-Caltech)
Vor wenigen Stunden hat die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn am heutigen 12. Januar um 07:43 Uhr MEZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreichen. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Cassini in einer Entfernung von rund 1,66 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 180. Umlauf um den Ringplaneten.
Für das Jahr 2013 sind für die Raumsonde insgesamt 21 Umläufe um den Saturn vorgesehen. Neben der Untersuchung der Saturnatmosphäre und des Ringsystems stehen dabei auch die vielfältigen Monde des Saturns auf dem Beobachtungsprogramm der an der Mission beteiligten Wissenschaftler.
So wird Cassini den größten der 62 bisher bekannten Monde des Saturn, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, insgesamt achtmal im Rahmen gesteuerter Vorbeiflüge passieren. Ein weiterer gerichteter Vorbeiflug wird zudem am 9. März den Mond Rhea zum Ziel haben, welcher dabei in einer Distanz von weniger als 1.000 Kilometern passiert werden soll. Des Weiteren sind für die kommenden Monate diverse nicht zielgerichtete Vorbeiflüge an verschiedenen der inneren Monde des Saturnsystems vorgesehen, welche dann allerdings in größeren Entfernungen von mehreren zehntausend Kilometern erfolgen werden.
Speziell die dichten Passagen an dem Titan wollen die für die Steuerung der Raumsonde verantwortlichen Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA dazu nutzen, um die Inklination der Cassini-Umlaufbahn von derzeit 53 Grad bis Mitte des Jahres auf einen Wert von fast 62 Grad zu erhöhen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des 13 Tage andauernden Orbits Nummer 180 – dieser trägt die Bezeichnung „Rev 179“ – insgesamt 22 Beobachtungskampagnen vorgesehen.
Die erste dieser Beobachtungskampagnen wird rund 36 Stunden nach dem Beginn des neuen Orbits den Saturn zum Ziel haben. Durch die hierbei geplante Abbildung der Saturnatmosphäre durch die WAC-Kamera, welche Bestandteil einer langfristig ausgelegten „Sturmbeobachtungskampagne“ sind, sollen aktuelle Daten über das dortige Wettergeschehen gesammelt werden. Durch die Beobachtung von markanten Wolkenformationen in der Atmosphäre des Ringplaneten lassen sich so zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und -geschwindigkeiten tätigen. Für die folgenden 12 Tage sind 10 weitere solcher Beobachtungssequenzen vorgesehen.
Unmittelbar nach der ersten Saturnkampagne wird sich die ISS-Kamera auf den F-Ring des Saturn richten. Mittels der geplanten Aufnahmen sollen erneut die diversen Wellen und Kanäle innerhalb der Ringstruktur untersucht werden, welche durch eine gravitative Interaktion mit dem Saturnmond Prometheus verursacht werden. Beobachtungen am 15. Januar werden dagegen den B-Ring und die dort befindlichen Speichenstrukturen zum Ziel haben.
Am 17. Januar soll zudem der innere Bereich des D-Ringes untersucht werden. Die dabei anzufertigenden hochaufgelösten Aufnahmen der ISS-Kamera sollen anschließend zu einer kurzen Videosequenz zusammengefügt werden. Das Video soll den Wissenschaftlern dazu dienen, um die Staubdichte in diesem Bereich des Ringsystems, welchen die Raumsonde im Jahr 2017 kurz vor dem Missionsende mehrfach durchfliegen soll, zu ermitteln.
Am 18. Januar wird Cassini um 22:16 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während des Orbits Nummer 180, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 388.620 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturns befinden.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute, DLR)
Wenige Stunden zuvor wird sich das Augenmerk der ISS-Kamera auf den Mond Enceladus richten. Aus einer Entfernung von rund 775.000 Kilometern sollen dabei speziell die von der Südpolregion dieses Mondes ausgehenden Jets aus Wasserdampf und Eispartikeln abgebildet werden. Weitere Beobachtungen während der Periapsispassage werden den C-Ring des Saturn zum Ziel haben. Diese Aufnahmen dienen der Suche nach sogenannte „Propellerstrukturen“ in diesem Ring. Bei diesen entfernt an Flugzeugpropeller erinnernden, lediglich etwa 15 bis 25 Kilometer großen Strukturen handelt es sich um kleine „Hohlräume“ innerhalb des Ringes, welche durch die gravitativen Einflüsse von vermutlich lediglich wenige Dutzend Kilometer durchmessenden Mini-Monden – so genannter Moonlets – verursacht werden.
Weitere Beobachtungskampagnen werden in den folgenden Tagen den äußeren Bereich des A-Ringes und erneut die Saturnatmosphäre zum Ziel haben. Zudem ist für den 20. Januar die Beobachtung einer Sternokkultation vorgesehen. Hierbei wird der Stern W Hydrae – er wird auch unter der Katalognummer HD120285 geführt – von Teilen den Ringsystems bedeckt. Im sichtbaren Licht erreicht dieser im Sternbild Wasserschlange (lat. (Hydra) gelegene Veränderliche Rote Riesenstern lediglich eine Helligkeit zwischen 5,6 bis 10,0 mag. Im Infrarotbereich des Lichtes handelt es sich dagegen um einen der hellsten Sterne am Himmel, welcher mit einer maximalen Helligkeit von -1,7 mag sogar heller als der Stern Sirius erscheint. Aus diesem Grund wird zur Beobachtung der Bedeckung neben der ISS-Kamera auch eines der Spektrometer der Raumsonde, das Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), eingesetzt.
Am 25. Januar 2013 wird Cassini schließlich um 14:55 MEZ in einer Entfernung von rund 1,7 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und auch diesen 180. Orbit um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 181 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturns vorgesehen.
Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-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. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn noch bis zum Jahr 2017 erkunden und am 15. September 2017 aufgrund des dann nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.
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