Vor wenigen Stunden begann der mittlerweile 188. Umlauf der Raumsonde Cassini um den Saturn. Während der kommenden neun Tagen sollen die Atmosphäre, das Ringsystem und verschiedene Monde des Saturn erneut mit verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten eingehend untersucht werden.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: CICLOPS, JPL, The Planetary Society.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Am heutigen Vormittag hat die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 09:26 Uhr MESZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befand sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 1,3 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 188. Umlauf um den Ringplaneten.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Aktuell verfügt Cassini auf ihrer Umlaufbahn um den Saturn über eine Inklination von 61,7 Grad. Diese relativ hohe Bahnneigung wird es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern letztendlich bis zum März 2015 ermöglichen, speziell die Polarregionen des Saturn und des größten Mondes innerhalb des Saturnsystems, des etwa 5.150 Kilometer durchmessenden Mondes Titan, im Detail abzubilden und zu untersuchen. Zusätzlich kann dabei auch das Ringsystem des Saturn von den abbildenden wissenschaftlichen Instrumenten der Raumsonde während der kommenden Monate in seiner „Gesamtheit“ optimal erfasst werden.
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 diesmal lediglich neun Tage andauernden Orbits – dieser trägt die Bezeichnung „Rev 187“ – insgesamt 19 Beobachtungskampagnen vorgesehen.
Die ersten beiden Beobachtungssequenzen werden am morgigen Tag erfolgen und den Saturn zum Ziel haben. Mittels der hierbei geplanten Abbildungen der Saturnatmosphäre durch die WAC-Kamera, welche Bestandteil einer langfristig ausgelegten „Sturmbeobachtungskampagne“ sind, sollen erneut aktuelle Daten über das dortige Wettergeschehen gesammelt werden. Durch die Beobachtung von kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen in der Atmosphäre des Ringplaneten lassen sich zum Beispiel Aussagen über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute, University of Arizona)
Ebenfalls am 18. April sollen zudem mehrere der kleineren inneren Saturnmonde 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. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren jeweilige Umlaufbahnen noch weiter zu verfeinern.
Am 20. und 21. April wird sich die ISS-Kamera dann erneut auf den Saturn richten. In Zusammenarbeit mit einem der Spektrometer der Raumsonde, dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), soll die ISS-Kamera hierbei die Südpolregion des Saturn abbilden. Neben der Suche nach Polarlichtern dienen diese Beobachtungen dazu, die Rotationsperiode des Saturn-Magnetfeldes näher zu bestimmen.
Am 22. April wird Cassini um 04:17 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 188, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 316.700 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden. Um diesen Zeitpunkt herum wird sich das Interesse der an der Mission beteiligten Wissenschaftler auf das Magnetfeld des Ringplaneten konzentrieren, wobei mittels des UVIS-Spektrometers Polarlichter in der Nordpolregion des Ringplaneten untersucht werden sollen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Nach dem Passieren der Periapsis soll die ISS-Kamera zusammen mit einem weiteren Spektrometer, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), zwei Sternokkultationen dokumentieren. Hierbei werden die veränderlichen Roten Riesensterne R Carinae und Gamma Cruxis von Teilen den Ringsystems bedeckt. Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in den Lichtkurven der bedeckten Sterne erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der die Sterne bedeckenden Ringe.
Für den 23. und 24. April sind dann mehrere Beobachtungen des äußeren A-Ringes eingeplant. Mit den entsprechenden Aufnahmen der ISS-Kamera sollen zum wiederholten Mal sogenannte „Propellerstrukturen“ in diesem Ring dokumentiert werden. Bei diesen entfernt an Flugzeugpropeller erinnernden, lediglich etwa 15 bis 25 Kilometer großen Strukturen handelt es sich um kleine „Hohlräume“ innerhalb des A-Ringes, welche durch die gravitativen Einflüsse von vermutlich lediglich wenige Dutzend Kilometer durchmessenden Mini-Monden – so genannten Moonlets – verursacht werden (Raumfahrer.net berichtete über den bei der Entstehung solcher „Propellerstrukturen“ zugrunde liegenden Prozess). Durch die anzufertigenden Aufnahmen sollen die bisher bekannten Bahnparameter dieser Moonlets noch weiter verfeinert werden.
Nach dem Abschluss dieser Beobachtungskampagne sind zusätzliche astrometrische Beobachtungen der inneren Monde des Saturn und die Abbildung einer weiteren Sternokkultation vorgesehen. Am 25. April wird sich die ISS-Kamera schließlich auf den kleinen, äußeren Saturnmond Tarvos richten. Außer den Daten von dessen Umlaufbahn um den Saturn und seinem Durchmesser von rund 15 Kilometern ist über diesen erst im Jahr 2000 entdeckten Mond bisher nur sehr wenig bekannt. Die ISS-Kamera soll Tarvos über einen Zeitraum von mehreren Stunden aus einer Distanz von rund 8,97 Millionen Kilometern mehrfach abbilden. Anhand der Variationen in der sich aus dieser Beobachtung ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit vorherigen Messungen sollen dessen Helligkeitsvariationen und die sich daraus ergebende Rotationsperiode des Mondes näher bestimmt werden.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Am 26. April 2013 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 23:08 MESZ in einer Entfernung von rund 1,3 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und damit auch diesen 188. Orbit um den Ringplaneten beenden. Für den dann beginnenden Orbit Nummer 189 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde 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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