Raumsonde Cassini: Erkenntnisse vom Saturn

Das ist etwas doch erstaunliches was etwas Beachtung verdient hat: Die Raumsonde Cassini Bis heute entdeckte die Raumsonde Cassini über den Saturn, dass er eine faszinierende und eisige Welt darstellt: Denn auf dem Ringplaneten herrschen Orkane mit Schallgeschwindigkeit. Besonders sind auch die Monde des Saturns, weil es dort kilometerhohe Berge, Meere aus flüssigem Methan und Wasserfontänen, die aus dem Boden schießen und sofort gefrieren gibt. Unterwegs ist die Raumsonde Cassini seit 7 Jahren bereits, permanent rast sie durchs dunkle All und hat bereits rund 3,5 Milliarden Kilometer Flugstrecke zurückgelegt.

Im Juni 2004 näherte sie sich dann endlich ihrem Ziel, dem Saturn. Die Raumsonde kam zuerst am Mond Phoebe vorbei, danach schwenkte sie dann in die Umlaufbahn des Saturns und seiner Ringe ein. Es war Anfang Juli 2004, als sich die Raumsonde Cassini vom Gravitationsfeld des Saturns einfangen liess und seither kreist sie stetig um den riesigen Gasplaneten. Die sieben Meter lange und zweieinhalb Tonnen schwere Raumsonde hat an ihrer Spitze eine große Parabolantenne, ist zusätzlich mit Infrarotspektrometern, Kameras und Radargeräten ausgestattet. Mit ihnen erforscht sie den Planeten, seine über 60 Monde und die Saturnringe, erzählt Planetenforscher Professor Ralf Jaumann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin.

Erst durch die Cassini-Raumsonde konnten die Forscher wesentliche Erkenntnisse über die Saturnringe gewinnen. Am 30. Juni 2004 trat die Raumsonde Cassini in die Umlaufbahn vom Saturn ein und damit begann ihre, nun bereits 11 Jahre andauernde Erforschung. Die Frage ist trotz der Mission weiterhin, wie die Ringe wohl entstanden sind, jedoch gibt es viele Ideen dazu, wodurch sie sich gebildet haben könnten. Fakt ist aber, dass die Ringe etwa zeitgleich mit dem Saturn entstanden, also sind sie mehrere Milliarden Jahre alt und sehr stabil. Die Raumsonde Cassini konnte das bestätigen, doch sie sammelt auch Informationen über den Planeten selbst.

Was sie dabei entdeckt hat, ist eine bis heute oft unbekannte Welt, denn der Saturn ist ein Gasplanet, der wahrscheinlich keine Oberfläche besitzt. Daher ist also nicht möglich auf dem Saturn zu landen, und selbst wenn es möglich wäre: Es wäre dort sehr unwirtlich was die Kameraaufnahmen, welche Cassini gemacht hat, belegen. Im Dezember 2010 zeigten sie, dass auf dem Gasriesen ein gewaltiger Sturm tobte, der mit Windgeschwindigkeiten von 400 Kilometern pro Stunde über den Planeten fegte und somit viel schneller als der stärkste Orkan auf der Erde war, erinnert sich Carolyn Porco. Sie leitet des Cassini-Imaging Team und forscht am Institut für Weltraumwissenschaften im US-amerikanischen Boulder, Colorado.

Es war der größte Sturm, den sie und ihr Team je von einem Raumschiff aus beobachtet haben. Der Saturn ist ein absolut lebensfeindlicher Planet, denn: Mit rund minus 140 Grad Celsius eiskalt an seiner oberen Schicht, ohne Sauerstoff in der Atmosphäre und ohne feste Oberfläche. Aus ihm hätte auch ein Stern wie unsere Sonne werden können: Zumindest dann, wenn sein Wasserstoff unter der eigenen Schwerkraft kollabiert wäre. Als Sonnensystem im Kleinen kann man den Gasriesen aber auch bezeichnen: Schließlich umkreisen ihn mehr als 60 Monde – so wie die Planeten unsere Sonne umrunden.

Der neu entdeckte noch namenlose Trabant ist der 60. Mond des Ringplaneten Saturn und hat nur rund zwei Kilometer Durchmesser, er umkreist den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems in einem Abstand von 197 700 Kilometern - das ist etwa die Hälfte der Entfernung unseres Mondes von der Erde. Anflug zum Titan, einen der Monde. Eine dichte Atmosphäre verschleiert den direkten Blick von der Raumsonde Cassini auf den größten Mond des Saturns. Die Forscher wissen jedoch was auf seiner Oberfläche passiert, denn dank Radar und Infrarotspektrometern und der Cassini Sonde Huygens, welche 2005 auf dem Mond gelandet ist.

Die Oberfläche des Titan ist sehr unterschiedlich strukturiert: In den Äquatorregionen dominieren Dünengebiete, die stark vom Wind geprägt sind, so Planetologe Dr. Frank Sohl. Er erforscht am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin vor allem den Saturnmond Titan. Außerdem geht man davon aus, dass an den Polen flüssige Kohlenwasserstoffe Seen bilden, die teilweise auch den unterschiedlichen Einflüssen der Gezeiten unterliegen. Auf dem Titan gibt es also Ebbe und Flut.

Der Titan gilt als der erdähnlichste Himmelskörper in unserem Sonnensystem und stellt einen Ozean unter dem Eis dar. Die Radarmessungen deuten nämlich darauf hin, dass es unter Titans Eiskruste einen unterirdischen Ozean aus Wasser gibt. Er ist so auch ein Grund für intensive Diskussionen über mögliche primitive Lebensformen auf dem Mond, sagt Tilmann Denk von der Freien Universität Berlin. Er ist im Cassini-Imaging-Team von Anfang an ebenfalls als Forscher dabei. Ein nördlicher Polarsturm auf dem Saturn, das Auge des Sturms misst ca. 2000 Kilometer Durchmesser, die Windgeschwindigkeiten darin liegen bei 500 Kilometer pro Stunde. Dass diese Spekulationen überhaupt möglich sind, ist unter anderem der Huygens-Sonde zu verdanken.

Am 25. Dezember 2004 hat sich die europäische Raumsonde, auch „Probe“ genannt, vom Mutterschiff Cassini gelöst und ist drei Wochen später auf den Mond Titan hinab geschwebt. Am 14. Januar 2005 drang Huygens in Titans dichte Atmosphäre ein. Zeitgleich begann die Sonde, ihre Messdaten an das Mutterschiff Cassini zu funken. Etwas über zwei Stunden schwebte Huygens durch die Atmosphäre hinab auf den Mond, misste die Gase, machte Fotos von Bergen und Flüssen, landete dann auf der Mondoberfläche. Noch knapp 90 Minuten war Huygens mit Cassini verbunden, bevor sie den Kontakt verloren hatte.

Das lag einerseits an der begrenzten Batterieleistung, aber auch daran, dass das Mutterschiff weiterflog und zu große Distanz aufnahm. Bei der ohnehin kurzen Datenübermittlung gab es aber leider einen technischen Defekt: Huygens besaß zwei Kanäle, über die Daten gesendet wurden, aber Cassini zeichnete allerdings nur die Daten eines Kanals auf. Rund 600 Fotos vom Titan gingen so verloren. Doch trotz kurzer und fehlerhafter Datenübertragung: Das Bild vom Saturnmond Titan wäre ohne Huygens sehr viel ungenauer, denn die Erkenntnisse sind dennoch enorm. Seit rund elf Jahren fließt ein Datenstrom über das Saturnsystem durchs All: Von der Raumsonde Cassini gelangt er zur Erde.

Um an die Fotos von Saturns Monden zu gelangen, loggt sich Tilmann Denk von der Freien Universität Berlin auf einer internen Webseite des Cassini-Imaging-Teams ein. In langen Listen kann der Forscher nun sehen, wann die Fotos aufgenommen wurden, in welchem Winkel die Kamera zum Mond stand, wie hoch die Auflösung der Bilder ist. Denn seit Anfang September 2015 wurde der Mond Dione ausführlich fotografiert. Mit diesem Datenstrom wurden auch zahlreiche Fotos vom eisigen Iapetus übermittelt. Den drittgrößten Saturnmond hat Cassini besonders ausführlich fotografiert. Viele Jahre lang rätselten die Forscher, warum Iapetus eine dunkle und eine helle Seite hat. Durch die Cassini-Mission konnten die Forscher eine stichhaltige Theorie entwickeln.

Zentral ist, dass sich auf der einen Hemisphäre sehr dunkles Material abgelagert hat. Vermutlich stammt es vom Saturnmond Phoebe. Möglicherweise wurde es durch einen Kometeneinschlag freigesetzt und in die Umlaufbahn von Iapetus geschleudert. Cassini gleitet durchs dunkle All. Von Board der Raumsonde fällt der Blick aus großer Höhe auf Iapetus. In der Äquatorebene des Mondes erhebt sich ein Bergrücken: Es ist ein gewaltiges Felsmassiv, das sich um den halben Mond zieht. Einzelne Berge sind bis zu 20 Kilometer hoch – mehr als doppelt so hoch wie die höchsten Berge der Erde. Die Oberfläche des Eismondes ist zerklüftet.

Wie auch bei den anderen Saturnmonden sind die Panoramaaufnahmen von Iapetus Oberfläche aus zahllosen Einzelbildern entstanden. Die Raumsonde Cassini fliegt währenddessen weiter durchs kalte All. Von Bord fällt der Blick auf Enceladus: Der Mond mit einem Durchmesser von rund 500 Kilometern zieht seine Bahn im äußersten Saturnring. Die fast weiße Oberfläche des Mondes ist von zahlreichen Einschlagkratern übersät und von tiefen Gräben durchfurcht. Er ist also ein Mond mit Fontänen aus Wasser, denn an einigen Stellen schießen gigantische Wasserfontänen ins All. Der unterirdische Ozean auf Enceladus ist bedeutend, weiß Tilmann Denk.

Denn so ein Reservoir flüssigen Wassers kennen die Wissenschaftler sonst vor allem von der Erde. Da Wasser die Grundlage allen Lebens ist, könnte es auch auf Enceladus Leben geben. Eine aktuelle Studie liefert für diese Vermutung weitere Hinweise: Forscher der Universität Stuttgart konnten für Enceladus Gesteinspartikel aus Siliziumdioxid nachweisen. Sie deuten darauf hin, dass es auf dem Ozeangrund hydrothermale Aktivitäten gibt. Denn in irdischen Ozeanen bilden sich Siliziumdioxidkörnchen, wenn Wasser durch poröses, heißes Gestein dringt und dann mit kälterem Wasser reagiert. Auf der Erde hat sich an solchen Stellen am Meeresgrund Leben gebildet, das unabhängig vom Sonnenlicht existiert. Auf Enceladus könnte es ähnlich sein. Für die Planetenforscher ein aufregender Hinweis: Denn Leben im Saturnsystem scheint tatsächlich möglich zu sein, auch wenn ein endgültiger Beweis noch aussteht.

Originaltext - Quelle: SWR 2016