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Raumfahrt: Cassini drei Jahre im Saturnsystem

Saturns Ringe von schräg oben
Die omnibusgroße, über zwei Tonnen schwere Raumsonde Cassini hat vor drei Jahren, am 1. Juli 2004, nach fast siebenjähriger Reise in eine Umlaufbahn um Saturn eingeschwenkt. Seither überträgt sie Woche für Woche Messdaten von dem zweitgrößten Planeten im Sonnensystem, seinen Ringe und den zahlreichen Eismonden an weltweit etwa 250 Wissenschaftler und ihre Forscherteams.

Saturn mit Ringen | "Hoch über dem Saturn zu segeln und seine Ringe ausgebreitet wie ein riesiges, kupfernes Medaillon unter uns zu sehen, das ist wie das Erforschen einer fremdartigen Welt, die wir noch nie zuvor gesehen haben. Es ist so vollkommen atemberaubend, dass man fast schwindelig wird", schwärmt Carolyn Porco vom Cassini-Team.

Die 36 Bilder, aus denen diese Ansicht zusammengesetzt ist, wurden am 19. Januar im Laufe von zweieinhalb Stunden gemacht.
Neben der erfolgreichen Landung der Huygens-Sonde auf dem Mond Titan sorgte die Entdeckung von Eisvulkanismus auf Enceladus für große Aufmerksamkeit. Dieser Trabant des Saturns ist mit einem Durchmesser von nur fünfhundert Kilometern eigentlich zu klein, um in seinem Inneren noch genügend Wärme zu erzeugen und einen Teil seines Mantels aus Wassereis zu schmelzen. An der Oberfläche von Enceladus – in fast eineinhalb Milliarden Kilometer Entfernung zur Sonne – herrschen immerhin Temperaturen von minus 180 Grad Celsius.

Doch den Forschern fiel zum einen auf, dass ein großes Gebiet am Südpol von Enceladus frei von Einschlagkratern ist. Diese Region ist demnach noch nicht lange den Umwelteinflüssen des kosmischen "Bombardements" ausgesetzt, mithin also geologisch "jung". Zum anderen ist das Südpolgebiet von ungewöhnlichen, Hunderte von Kilometer langen Bergrücken überzogen. Erste Messungen mit dem CIRS-Experiment (Composite Infrared Spectrometer) von Cassini zeigten, dass die Oberflächentemperatur entlang dieser Bergrücken – von den Forschern "Tigerstreifen" genannt – um 15 bis 20 Grad Celsius gegenüber den umgebenden Ebenen erhöht ist.

Der Saturnmond Enceladus beim Versprühen von Eispartikeln | Diese Aufnahme der Raumsonde Cassini zeigt einen Ausschnitt des äußersten Saturnrings, des E-Rings. In der Bildmitte lässt sich der nur 500 km große Mond Enceladus erkennen, dessen aktive Vulkane Eispartikel in die Umgebung versprühen. Sie sammeln sich in der Nähe der Mondumlaufbahn und bilden den E-Ring. Ein kleiner Teil der Eispartikel regnet dabei auch auf die Nachbarmonde nieder.
Aufnahmen der ungewöhnlichen Südpolregion im Gegenlicht der Sonne erbrachten den Beweis, dass dort Eispartikel mehrere hundert Kilometer in den Raum geschleudert wurden. Enceladus ist damit der erste Eismond im Sonnensystem, von dem Forscher wissen, dass er nicht komplett durchgefroren ist, sondern in einem Reservoir unter seinem Eispanzer Wasser enthält, das bei Überdruck durch die Kruste gepresst wird und – Geysiren ähnlich – über die Oberfläche und ins All sprüht. Auch die Wärmequelle, die das Eis im Innern des Mondes schmelzen lässt, ist inzwischen gefunden: Die Schwerkraft des Planetenriesen Saturn bewirkt, dass auf Enceladus Gezeitenkräfte einwirken, die genügend Wärme erzeugen, um in mehreren Kilometern Tiefe das Eis tauen zu lassen.

Die Nordpolregion von Titan | Ist diese dunkle Region am Nordpol wirklich ein mit flüssigem Methan gefüllter See? Vielleicht gelingt es der Raumsonde Cassini am 12. Mai, dieses Rätsel zu klären.
Auch Titan, mit 5150 Kilometern Durchmesser der größte Saturnmond, wird von Cassini erforscht. Er ist der einzige Mond im Sonnensystem, der von einer dichten Atmosphäre umgeben ist. Daher war bis zur Cassini-Mission über die Oberfläche des Mondes so gut wie nichts bekannt. Die mächtige Atmosphäre, bestehend zu 95 Prozent aus Stickstoff und zu etwa 5 Prozent aus Methan, gestattet mit gewöhnlichen Kamerasystemen keinen Blick auf die Oberfläche des Mondes. Die Existenz von Gasen wie Methan (CH4), Ethan (C2H6) und komplexeren Kohlenwasserstoff-Molekülen macht allerdings auch die Atmosphäre selbst zu einem hochinteressanten Gegenstand der Planetenforschung.

Für die folgenden drei Jahre – ursprünglich sollte die Cassini-Mission nur bis Ende 2008 laufen – sind weitere 35 gezielte Vorbeiflüge an Titan sowie Passagen an zahlreichen anderen Eismonden in wenigen hundert Kilometern Distanz geplant.

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