Aufgrund der vielen attraktiven Ziele und Objekte des Saturnsystems dauerte es fast sechs Jahre, bis sich ein dichter Vorbeiflug der US-Raumsonde Cassini am inneren Saturntrabanten Mimas ergab. Zudem erlaubte dieser besondere Saturnumlauf, sich dicht an Calypso, einem der beiden kleinen trojanischen Begleiter des Saturnmonds Tethys, heranzupirschen.

Der Eismond Mimas gehört zu den klassischen Saturnmonden und wurde bereits im Jahr 1789 vom deutsch-englischen Astronomen Wilhelm Herschel entdeckt, der acht Jahre zuvor den Planeten Uranus aufgespürt hatte. Mit einem Durchmesser von rund 400 Kilometern gehört er zu den mittelgroßen Saturntrabanten.

Vor den ersten Nahaufnahmen durch Raumsonden stellten sich die Astronomen die mittelgroßen Saturnmonde als kraterbedeckte Eiskugeln vor, die sich seit ihrer Entstehung kaum verändert haben sollten. Das dem nicht so ist, zeigten bereits die ersten Bilder der beiden Voyager-Raumsonden Anfang der 1980er Jahre. Alle Saturnmonde sahen sehr unterschiedlich aus und wiesen komplexe Oberflächenstrukturen auf, die auf geologische Aktivitäten in der Vergangenheit hinwiesen.

Nur Mimas machte hier eine Ausnahme: Er stellte sich tatsächlich als ein Eisball heraus, der über und über mit Kratern bedeckt ist. Besonders stach auf den Bildern ein rund 140 Kilometer großer Einschlagkrater mit hohen Kraterwällen und einem sehr ausgeprägten Zentralberg hervor. Er erhielt später den Namen Herschel nach dem Entdecker des Mondes. Der Krater stellt annähernd die Obergrenze dessen dar, was ein Einschlag auf Mimas erzeugen kann, ohne dabei den Mond in Stücke zu zerreißen.

Die Raumsonde Cassini hat Mimas in den vergangenen Jahren immer wieder aus größeren Abständen fotografiert, war dem Mond aber nie so richtig nahe gekommen. Am 13. Februar 2010 näherte sich die Sonde nun dem Trabanten bis auf knapp 10 000 Kilometer an und konnte ihn unter optimalen Beleuchtungsbedingungen ablichten.

Dabei führte die Bahn von Cassini die Sonde über die vom Krater Herschel beherrschte Hemisphäre, so dass Bilder mit einer Auflösung von wenigen hundert Metern pro Bildpunkt gelangen. Sie zeigen den imposanten Krater in voller Pracht. Die Kraterwälle von Herschel erheben sich bis zu fünf Kilometer über die Umgebung und der Zentralberg in der Mitte ist nach manchen Abschätzungen bis zu zehn Kilometer hoch.

Weitere Aufnahmen zeigen, dass die Oberfläche vom Mimas mit Kratern gesättigt ist. Dies bedeutet, dass jeder neue Einschlag bereits vorhandene Einschlagkrater zerstört. Diese Sättigung der Mimas-Oberfläche weist auf ein hohes Alter hin, wahrscheinlich stammt sie aus der Frühzeit des Sonnensystems vor mehr als vier Milliarden Jahren.

Dagegen finden sich im Inneren des Kraters Herschel nur wenige jüngere Einschlagkrater, ein Hinweis darauf, dass Herschel wohl gegen Ende des schweren Bombardements entstand, das vor rund vier Milliarden Jahren endete. Zu dieser Zeit fand überall im Sonnensystem ein "Großreinemachen" statt, als die verbliebenen Bruchstücke der Planetenbildung, die zwischen den großen Welten kreisten, von diesen eingesammelt und verschluckt wurden. Bei diesem Prozess gerieten auch die Begleiter der Planeten ins Trommelfeuer, was sich beispielsweise an der kraterreichen Oberfläche unseres Mondes zeigt.

Der maximal 30 Kilometer lange, unregelmäßig geformte Saturnmond Calypso ist eine bislang nur aus dem Saturnsystem bekannte Rarität, er gehört zu den so genannten trojanischen Monden. Er umläuft Saturn 60 Grad hinter dem rund 1100 Kilometer großen Trabanten Tethys auf der gleichen Umlaufbahn, während der zweite Begleiter Telesto Tethys um 60 Grad vorausläuft.

Diese Konfiguration ist auf lange Zeit stabil, da sich die beiden Monde in zwei Lagrangepunkten der Tethysbahn aufhalten. Hier herrscht eine komplexe Wechselwirkung zwischen den Schwerefeldern von Saturn und Tethys vor, die es Calypso und Telesto erlaubt, auf der gleichen Umlaufbahn wie Tethys den Saturn ohne die Gefahr eines Zusammenstoßes zu umrunden. Diese Bahnpunkte sind nach dem französischen Astronomen und Mathematiker Joseph-Louis de Lagrange (1736 – 1813) benannt, der sie im Jahr 1788 theoretisch berechnete.

Erstmals stießen im Jahr 1906 die Astronomen auf der Umlaufbahn von Jupiter auf eine derartige Konfiguration. Dem Planeten eilen rund 2600 Asteroiden auf der gleichen Bahn voraus und es laufen ihm rund 1500 weitere kleine Objekte hinterher. Der erste Asteroid trägt den Namen (588) Achilles, nach einem griechischen Helden aus dem Trojanischen Krieg. Alle weiteren Objekte auf der Jupiterbahn wurden nach Figuren aus der Ilias des antiken Autors Homer benannt, die den Trojanischen Krieg schildert. Daraus leitet sich der Begriff "Trojaner" für diese Objekte ab.

Die Raumsonde Cassini näherte sich am 13. Februar Calypso bis auf etwa 22 000 Kilometer an. Dabei gelangen mit der Telekamera Bilder mit einer Auflösung von bis zu 135 Metern pro Bildpunkt. Sie zeigen einen unregelmäßig geformten Körper mit einer eigentümlich glatten Oberfläche, auf der nur sehr wenige Einschlagkrater zu erkennen sind. Möglicherweise ist Calypso von einer dicken Staubschicht bedeckt, die neu entstehende Krater weitgehend auffüllt. Durch die Erschütterungen beim Aufschlag wird der Mond durchgerüttelt und die losen Staubschichten verschieben sich dabei und löschen andere Krater aus. Auch der Tethys vorauseilende, ebenfalls maximal 30 Kilometer große Telesto zeigt eine ähnliche Oberfläche.

Tilmann Althaus