Saturn-Mission: Neues von Huygens

Am 14. Januar gelang der Esa-Sonde Huygens 1,2 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt als erster die historische Landung auf der Oberfläche des größten Saturn-Monds, Titan. Die Reise zu dem fernen Trabanten war Teil der Gemeinschaftsmission Cassini/Huygens der Nasa, der Esa und der italienischen Raumfahrtagentur Asi.

Mosaik einer Gegend mit Kanälen und Bergrücken auf Titan — © ESA / NASA, JPL / University of Arizona (Ausschnitt)

In einer Höhe von etwa 150 Kilometer nahmen die sechs Multifunktionsinstrumente an Bord von Huygens ihre Arbeit auf und sammelten sowohl während der Abstiegsphase als auch am Boden Daten, deren erste wissenschaftliche Auswertungen am 21. Januar auf einer Pressekonferenz in der ESA-Hauptverwaltung in Paris präsentiert wurden. "Jetzt können wir auch die Oberflächenformation des Titan nachvollziehen“, erklärte Martin Tomasko, Hauptwissenschaftler des abbildenden Abstiegs-Spektralradiometer (DISR). "Die geologischen Hinweise auf Niederschläge, Erosion, mechanische Abtragungen und andere Fließvorgänge zeigen, dass die physikalischen Prozesse, die die Oberfläche des Titan formen, sich kaum von denen auf der Erde unterscheiden.“

Die faszinierenden Aufnahmen des DISR lassen erkennen, dass Meteorologie und Geologie auf dem Titan erstaunlich irdisch sind. Die Bilder zeigen ein komplexes Netz schmaler Kanäle, die von helleren Hochgebieten in niedrigere und flachere dunkle Regionen reichen. Aus diesen Kanälen bilden sich Flusssysteme, die sich in Seen ergießen, in denen "Inseln" und "Sandbänke" liegen, die bemerkenswerte Ähnlichkeiten mit denen auf unserer Erde aufweisen.

Tomaskos Schlussfolgerungen werden zusätzlich von den Daten des Gaschromatograph-Massenspektrometers (GCMS) und des wissenschaftlichen Oberflächenmoduls (SSP) bestätigt. Die Huygens-Daten liefern eindeutige Hinweise darauf, dass auf dem Titan Materie in flüssiger Form vorhanden ist, wobei es sich hierbei allerdings nicht etwa um Wasser wie auf der Erde handelt, sondern um Methan, eine einfache organische Verbindung, die auch bei den auf dem Titan herrschenden Temperaturen von unter minus 170 Grad Celsius in flüssiger oder gasförmiger Form vorkommt.

Mögliche "Inseln" in einer dunklen Ebene | Während des Sinkflugs mit dem DISR aufgenommenes Bild der Titanoberfläche

Die Flüsse und Seen auf dem Titan sind allem Anschein nach zur Zeit ausgetrocknet, doch dürfte es noch vor kurzem Niederschläge gegeben haben.

Die vom SSP während der Abbrems- und Aufprallphase gesammelten Daten lassen erkennen, dass die unter der Oberfläche liegenden Schichten eine sandartige Konsistenz haben, was möglicherweise auf den seit Jahrmillionen herabfallenden Methanregen oder aus dem Boden dringende Flüssigkeiten zurückzuführen ist.

Von Huygens ausgehende Wärme hat die Temperatur des Bodens unter der Sonde erhöht, worauf das GCMS wie auch das SSP Methangasausbrüche registriert haben, eine Bestätigung der vorherrschenden Rolle von Methan in der Geologie und der atmosphärischen Meteorologie des Titan: Durch das Gas bilden sich Wolken und Niederschlag, der die Oberfläche erodiert und abträgt.

Außerdem zeigen die DISR-Bilder von der Oberfläche kleine runde Kieselsteine in einem ausgetrockneten Flussbett. Spektralmessungen deuten eher auf eine Zusammensetzung aus schmutzigem Wassereis als aus Silikatgestein hin. Bei den auf Titan herrschenden Temperaturen sind diese jedoch steinhart.

Zwei neue Charakteristika Titans – Wassereis und Methanquellen | Zwei neue Charakteristika Titans – Wassereis und Methanquellen

Der Boden des Titan scheint zumindest teilweise aus Ablagerungen des den Mond umgebenden organischen Dunstes zu bestehen. Diese dunkle Materie aus der Atmosphäre konzentriert sich bei Methanniederschlägen am Boden von Kanälen und Flussbetten und trägt zu den auf den DISR-Bildern sichtbaren dunklen Gebieten bei.

Die verblüffende Entdeckung von Argon 40 in der Atmosphäre deutet darauf hin, dass es auf Titan zu Vulkanausbrüchen gekommen ist, bei denen allerdings keine Lava, wie auf der Erde, sondern Wassereis und Ammoniak ausgestoßen wurden.

Auf Titan finden also viele auf der Erde bekannte geophysikalische Prozesse statt, jedoch mit einer völlig anderen Chemie. Statt flüssigem Wasser gibt es auf Titan flüssiges Methan, statt Silikatgestein Wassereis und statt Schmutz Kohlenwasserstoffpartikelablagerungen aus der Atmosphäre, und die Vulkane des Titan speien keine Lava, sondern sehr kaltes Eis. Mit anderen Worten: Titan ist eine außergewöhnliche Welt, in der uns wohlbekannte geophysikalische Prozesse mit exotischen chemischen Verbindungen unter völlig anderen Bedingungen ablaufen.

"Wir sind wirklich begeistert von diesen Ergebnissen. Die von Huygens gelieferten Daten sind so überwältigend, dass die Wissenschaftler die ganze Woche unermüdlich gearbeitet haben. Und dies ist erst der Anfang: Diese Daten werden die Wissenschaft noch über Jahre beschäftigen“, sagte Jean-Pierre Lebreton, der Projektwissenschaftler und Missionsleiter der Esa für Huygens.