Das große Finale: die Reise der Raumsonde Cassini

Seit über zehn Jahren kreist die Raumsonde Cassini mitterweile um den Planeten Saturn und liefert spektakuläre Aufnahmen sowie wertvolle wissenschaftliche Daten. Bald soll die Sonde aus dem Verkehr gezogen werden – jedoch nicht ohne einen würdigen Abgang. Der Physiker Michael Büker über das Ende einer Mission.

von Michael Büker

40_cassini_proximals_overhead_1_titelKünstlerische Darstellung des engen Vorbeiflugs von Cassini am zwischen Saturn und seinen Ringen. (NASA/JPL)

Im Oktober 1997 startete im amerikanischen Florida eine riesige Rakete mit einer besonderen Forschungsmission zum Planeten Saturn: Die Raumsonde Cassini sollte in eine Umlaufbahn um den Planeten eintreten.
Sie sollte so erstmals den Planeten selbst, sowie auch seine vielfältigen Monde, über einen langen Zeitraum genau unter die Lupe nehmen. Zuvor hatte es lediglich drei kurze Vorbeiflüge durch drei verschiedene Raumsonden gegeben, die um das Jahr 1980 herum am Saturn vorbei gerast waren.

1024px-Cassini-Huygens_lifted_of_with_a_Titan_4(01)B_from_Launch_Compex_40_erster_absatzDer Start von Cassini-Huygens vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral im Oktober 1997. (NASA)

Im Juli 2004, nach sieben Jahren im Flug und zahlreichen gezielten Manövern im All, war es endlich soweit: Durch eine Zündung der kleinen Bordraketen wurde die Sonde so abgebremst, dass sie fortan für immer in der Schwerkraft des großen Gasplaneten mit seinen majestätischen Ringen und zahlreichen Monden gefangen war. Seitdem ist Cassini als wissenschaftlicher Dauergast im Saturn-System unterwegs – eine neugierige, robotische Abordnung der Menschheit.

Mit aufwändigen Kameras und zahlreichen wissenschaftlichen Instrumenten ist schon die Cassini-Sonde selbst ein echter Alleskönner der Planetenforschung. Doch die Mission mit dem vollständigen Namen Cassini-Huygens hatte noch ein Ass im Ärmel: den Landeroboter Huygens, benannt nach einem der bedeutendsten europäischen Wissenschaftler, dem Astronomen, Physiker und Mathematiker Christiaan Huygens. Er entdeckte Ende des 17. Jahrhunderts den mit Abstand größten Mond des Saturn: Titan.

Saturn_Storm_dritter_absatzCassini konnte dramatische Vorgänge in der Atmosphäre von Saturn beobachten, wie etwa diesen Sturm, dessen Wirbel sich einmal um den Planeten wickelte. (NASA/JPL-Caltech/SSI)

Über zweihundert Jahre nach Huygens‘ Entdeckung, im Januar 2005, sollte nun in einem waghalsigen Manöver eine Sonde mit seinem Namen über diesem Mond abgeworfen werden, um auf ihm zu landen. Huygens konnte in der dichten Titan-Atmosphäre mithilfe von Fallschirme sanft zur Oberfläche gleiten und dabei spektakuläre Aufnahmen einer bizarren Welt machen: Bei –180 °C liegen Flussläufe und Seen aus flüssigem Methan in einem „Felsbett“ aus Wassereis. Trotz der widrigen Bedingungen gehen Planetenforscher heute davon aus, dass hier einfaches Leben existieren könnte.

Dasselbe gilt für Titans Nachbarmond Enceladus, der in mehreren Vorbeiflügen von der Cassini-Sonde untersucht wurde – und gerade darin liegt der Knackpunkt für das Ende der Mission. Für die kleinen Bordraketen, mit denen die Sonde durch das „dichtbesiedelte“ Saturn-System mit seinen Ringen und Monden gesteuert wird, ist nur eine begrenzte Menge Treibstoff vorhanden. Ist dieser Treibstoff erschöpft, so wäre nicht mit Sicherheit auszuschließen, dass Cassini eines Tages auf Enceladus oder Titan einschlagen könnte.

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Eine solche Kollision gilt es jedoch aus Sicht von Planetenforschern unbedingt zu vermeiden. Es besteht nämlich die Möglichkeit, dass Mikroben von der Erde all die Jahre im Weltraum an Bord von Cassini überlebt haben und diese fremden Welten somit „verseuchen“ könnten.
Obwohl Raumsonden stets möglichst steril und sauber zusammengebaut werden, haben Experimente auf der Internationalen Raumstation gezeigt, dass manche Kleinstlebewesen überraschend hartnäckig sind und sogar Jahre im All überleben.

Um die eventuellen Biosphären von Enceladus und Titan zu schützen, soll Cassini deshalb zum Ende ihrer Mission im Jahr 2017 in den Planeten Saturn gelenkt werden, wo sie wie ein Meteor in der oberen Atmosphäre verbrennen wird. Zuvor sollen jedoch eine Reihe von spektakulären Manövern die Sonde so nah an den Planeten und seine Ringe bringen wie nie zuvor. So wird Cassini in ihren letzten Zügen noch einen enormen wissenschaftlichen Schatz heben.

cassini_finale_orbits_vorletzter_absatzDer Plan der Wissenschaftler: Die Sonde soll erst knapp außerhalb der Ringe (grüne Umlaufbahnen) und dann zwischen ihrer inneren Grenze und dem Planeten hindurch rasen (blaue Umlaufbahnen), bevor sie in den Planeten gelenkt wird. (NASA/JPL-Caltech)

Die letzten Umkreisungen ihres Gastplaneten werden Cassini erst knapp außerhalb des riesigen Ringsystems, und dann zwischen dessen innerer Grenze und dem Planeten selbst hindurch führen. Dadurch werden präzise Messungen des inneren Aufbaus von Saturn und der Masse und Struktur der Ringe möglich, mit denen zu Beginn der Mission vor 20 Jahren niemand gerechnet hatte.

Die Wissenschaftler hatten um Vorschläge aus der Öffentlichkeit gebeten, wie dieser Teil der Mission genannt werden könnte. Das Ergebnis klingt ebenso dramatisch wie der Plan selbst: Cassini-Huygens, eine der erfolgreichsten Missionen der Planetenforschung aller Zeiten, endet mit ihrem „Großen Finale.“

1024px-Earth-Moon_system_as_seen_from_Saturn_(PIA17171)_schlussbildEin Gruß nach Hause: Die Erde, fotografiert von Cassini aus der Umlaufbahn um den Planeten Saturn. (NASA/JPL-Caltech/SSI)


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Michael Büker

Michael Büker, geboren 1987, arbeitet am Forschungszentrum DESY bei Hamburg. 2014 wurde er Publikumssieger beim Bundesentscheid des FameLabs, einem internationalen Präsentationswettbewerb für Naturwissenschaften. Sein Buch aktuelles Buch Ich war noch niemals auf Saturn ist am 15. Juli 2016 bei Ullstein erschienen.

Foto: © Frank Nocke

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