Cassini-Wissenschaftler planen Fotoaufnahme der Erde

Am 19. Juli 2013 wird die Raumsonde Cassini diverse Bilder anfertigen, welche den Saturn und dessen Ringsystem im Gegenlicht der Sonne wiedergeben. Zusätzlich wird auf diesen Aufnahmen auch unser Heimatplanet abgebildet, welcher dabei aus einer Entfernung von 1,44 Milliarden Kilometern als kleiner, nur wenige Pixel durchmessender blauer Punkt zu erkennen sein wird.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, CICLOPS.

Bereits seit dem Sommer 2004 befindet sich die Raumsonde Cassini in einer elliptischen Umlaufbahn um den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems. Während der bisher absolvierten 194 Umläufe um den Saturn hat Cassini dabei mit dem aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehenden ISS-Kameraexperiment, einem der insgesamt 12 an Bord der Raumsonde befindlichen wissenschaftlichen Instrumenten, eine Vielzahl von Bildern von der Saturnatmosphäre sowie von den 62 bisher bekannten Monden und den diversen Ringen dieses faszinierenden Planeten angefertigt, welche von der interessierten Öffentlichkeit auch auf einer speziellen Internetseite betrachtet werden können.

Besonders spektakulär sich dabei solche Aufnahmen, welche die Raumsonde aus einer größeren Entfernung zum Saturn aufgenommen hat, und die anschließend zu Mosaikaufnahmen zusammengesetzt wurden, welche nicht nur den Saturn, sondern auch dessen Ringsystem in seiner Gesamtheit wiedergeben und das sich dabei im Gegenlicht der Sonne präsentiert.

Die Anfertigung solcher Gegenlichtaufnahmen ist allerdings relativ kompliziert und mit gewissen Risiken verbunden. Das Kamerasystem von Cassini darf normalerweise nicht direkt auf die Sonne ausgerichtet werden, da die Kameras und deren empfindliche Elektronik auf die Lichtverhältnisse ausgelegt sind, welche im Bereich des Saturn gegeben sind. Die Umlaufbahn dieses Planeten verläuft in einer mittleren Entfernung von 1,43 Milliarden Kilometern zur Sonne. Bei Aufnahmen, welche zu nahe an der Sonne befindliche Ziele abbilden sollen, könnte das extrem lichtempfindliche Kamerasystem aufgrund der plötzlich gegebenen Helligkeit ernsthaft beschädigt werden.

Anders gestaltet sich die Situation jedoch dann, wenn sich der Saturn genau zwischen der Sonne und der Raumsonde befindet und dabei das von dem Zentralgestirn unseres Sonnensystems ausgehende Licht “abblockt”. Auf Bildern, welche bei solchen Gelegenheiten angefertigt werden, können die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler besonders gut die Dichte, die Struktur und die Zusammensetzung der einzelnen Ringe analysieren, welche in der Regel aus lediglich millimetergroßen Partikeln aus Eis und Staub bestehen. Im Rahmen entsprechender Beobachtungen konnten die Wissenschaftler in der Vergangenheit auf solchen Gegenlichtaufnahmen außerdem zuvor nicht bekannte Ringe entdecken.
“Ein Blick durch die Ringe hindurch in Richtung auf die Sonne ermöglicht es uns, die kleinsten Ringpartikel zu untersuchen, welche teilweise lediglich die Dicke eines menschlichen Haares erreichen”, so Matt Hedman von der Cornell University in Ithaca/USA. “Wir sind dabei besonders an dem E-Ring interessiert, welcher durch die Geysir-Aktivitäten auf dem Mond Enceladus, durch das Magnetfeld des Saturn und durch den von der Sonne ausgehenden Sonnenwind geformt wird.”

Ein blauer Punkt im All
Ein zusätzlicher, aus wissenschaftlicher Sicht jedoch unbedeutender Aspekt solcher Gegenlicht-Aufnahmen besteht darin, dass dabei auch unser Heimatplanet in den Aufnahmebereich der ISS-Kamera geraten kann. Und genau dies wird erneut am 19. Juli 2013 geschehen. Im Gegensatz zu einer früheren Mosaikaufnahme aus dem Jahr 2006 wird die ISS-Kamera der Raumsonde Cassini das Ringsystem des Saturn und das Erde-Mond-System diesmal jedoch mit der hochauflösenden NAC-Kamera und zudem in Echtfarben abbilden.

“Seitdem es uns im September 2006 gelungen war, die Erde neben den Ringen des Saturn abzubilden – dieses Mosaik hat sich in der Öffentlichkeit zu einem der beliebtesten Bilder von Cassini entwickelt – wollte ich das gleiche noch einmal machen – diesmal allerdings noch besser”, so Dr. Carolyn Porco von der University of Colorado in Boulder im US-Bundesstaat Colorado, die Leiterin des Cassini Imaging Science Teams.
Vor drei Jahren begannen Carolyn Porco und ihre Mitarbeiter vom Cassini Imaging Central Laboratory for Operations (kurz “CICLOPS”) damit, die zukünftige Flugbahn der Raumsonde dahingehend zu analysieren, wann sich wieder eine Gelegenheit für eine solche im Gegenlicht erstellte Mosaikaufnahme ergibt. Zum einen sollte die Erde sich dabei an einer Position befinden, an der die Sicht auf unseren Planeten nicht durch den Saturn oder durch seine Ringe versperrt ist. Zum anderen durften für diesen Zeitraum keine anderen wichtigen Aktivitäten oder Beobachtungen durch andere Instrumente der Sonde vorgesehen sein.

Die nächste Gelegenheit, so das Ergebnis der Analysen, wird sich demzufolge am 19. Juli 2013 ergeben. An diesem Tag wird sich Cassini erneut für mehrere Stunden im Schatten des Saturn bewegen und dabei auch ein freies Sichtfeld auf die Erde haben. Die NAC-Kamera wird etwa vier Stunden benötigen, um die Einzelaufnahmen für das gesamte Mosaik zu erstellen. Die Erde wird dabei zwischen 23.27 MESZ und 23.42 MESZ in den Aufnahmebereich dieser Kamera gelangen.

Allerdings wird die Distanz zwischen der Erde und dem Saturn an diesem Tag etwa 1,44 Milliarden Kilometer betragen. Trotz ihres Durchmessers von 12.756 Kilometern wird die Erde auf den Aufnahmen der NAC-Kamera, welche über ein Sichtfeld von 0.35 Grad und eine Auflösung von 1024 x 1024 Pixeln verfügt, somit letztendlich nicht viel größer als lediglich wenige Pixel erscheinen. Übabhängig davon dürfte das geplante Mosaik einen spektakulären Anblick bieten.

Diese Mosaikaufnahme, so die NASA in einer Pressemitteilung, wird sich in eine Serie von allgemein bekannten weltraumbasierenden Aufnahmen unseres Heimatplaneten einreihen, darunter die berühmte Aufnahme von Apollo 8 aus dem Dezember 1968, welche den Aufgang der Erde über dem Mondhorizont zeigt oder die am 14. Februar 1990 von der Raumsonde Voyager 1 erstellte Aufnahme, welche die Erde aus einer Entfernung von etwa 6,4 Milliarden Kilometern als einen kleinen, hellblauen Punkt in den Weiten unseres Sonnensystems wiedergibt.

Wave at Saturn
Vielleicht beabsichtigen Sie ja – obwohl sich die diesjährige Sichtbarkeit des Saturn bereits langsam dem Ende zuneigt – in einer Art “Gegenzug” am 19. Juli den Saturn zu beobachten. Der im Juli 2013 noch etwa 0,8 mag helle Saturn wird sich an diesem Tag gegen 23.30 MESZ etwa 10 Grad oberhalb des westlichen Horizonts im Sternbild Jungfrau befinden. Sollten Sie im Rahmen einer solchen Saturnbeobachtung zudem auch Fotos anfertigen, dann können Sie diese im Internet mit anderen an der Astronomie und Raumfahrt Begeisterten teilen. Einen entsprechenden Aufruf und weitere Anleitungen in englischer Sprache finden Sie auf der Internetseite Wave at Saturn. Sofern es genügend Einsendungen gibt will die NASA daraus eine Fotocollage erstellen.

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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