Dieses Jahr startete am 15.10.1997 eine Titan - IV - Centaur Rakete vom Kennedy Space Center in Houston zum Saturn. Die etwa 5,5 Tonnen schwere Muttersonde Cassini (benannt nach dem italienischen Astronomen Giovanni Domenico Cassini, der im 17. Jahrhundert vier Monde und das Ringsystem des Saturns entdeckte) und die Tochtersonde Huygens (benannt nach Christiaan Huygens, der 1655 den Saturnmond Titan entdeckte) werden eine siebenjährige Reise zum größten Saturnmond Titan unternehmen, der als einziger der Monde des Sonnensystems eine dichte Atmosphäre besitzt.
Zunächst fliegt das Duo im April 1998 und im Juni 1999 an der Venus vorbei, durch deren Gravitationsfeld es auf einen neuen Kurs gelenkt wird. Ende des Jahres 2000 soll Jupiter erreicht werden, um schließlich am 1. Juli 2004 am Saturn anzukommen.
Cassini soll dann den Saturn, seine Ringe und Monde erkunden, um deren Zusammensetzung, Temperaturen, Magnetfelder und den Einfluß des Sonnenwindes zu untersuchen. Dabei soll besonders das einzigartige Ringsystem näher erforscht werden. Durch frühere Raumsonden weiß man, daß die von der Erde aus gesehenen drei Saturnringe aus einem fast lückenlosen Ringsystem bestehen. Diese Ringe sind im Durchschnitt 1,5 Kilometer dick. Die hellen Ringe bestehen vor allem aus winzigen Eiskörnchen, die in den dunkleren Ringen spärlicher auftreten. Um die genaue chemische Zusammensetzung herauszufinden, befinden sich ein UV- Spektrograph und zwei spezielle Infrarot- Spektrometer an Bord der Muttersonde Cassini.
Am meisten interessiert die Forscher der sogenannte F- Ring, der 3400 Kilometer vom Rand der Hauptringe entfernt ist. An einigen Stellen tauchen helle Bögen auf, die schon nach wenigen Momenten verschwinden und dann an einer anderen Stelle wieder auftauchen. Die Wissenschaftler versuchen dieses Phänomen mit der Schwerkraft der Monde zu erklären, die auch für die Ausbildung speichenartiger Strukturen im Ringsystem verantwortlich sein soll. Die Ringe des Saturns sollen nach Berechnungen eine Lebensdauer von 100 Millionen Jahren haben.
Nach fünf Monaten wird Huygens den Abstieg auf den eisigen und stets von orangefarbenen Wolken verhangenen Saturnmond wagen. Was dann passiert ist ungewiß: die Wissenschaftler erwarten sowohl in den Atmosphärenschichten als auch auf dem Saturnmond Titan selbst Temperaturen von minus 180°C.
1980 fand man beim Vorbeiflug von Voyager - I zahlreiche Kohlenstoff- Verbindungen. Es wurde auch Blausäure gefunden, die unter bestimmten Voraussetzungen Grundlage für die Bildung des Erbmoleküls DNA sein kann.
Die Wissenschaftler hoffen auch, herauszufinden, warum von allen Monden des Sonnensystems nur Titan über eine Atmosphäre verfügt, die hauptsächlich aus Stickstoff besteht (ähnlich wie die Erde). Titan`s Atmosphäre enthält aber zusätzlich, im Gegensatz zur Erde, einige Prozent Methan und Argon.
Titan ist ungewöhnlich leicht: die mittlere Dichte beträgt 1,9 Gramm pro Kubikzentimeter (zum Vergleich: Erde 5,52 Gramm pro Kubikzentimeter, Mond 3,34 Gramm pro Kubikzentimeter). Er besteht vermutlich fast nur aus Eis. Sein Innerstes könnte aus Silikatgestein und aus geringen Mengen Eisen zusammengesetzt sein.
Die Huygens- Mission
Huygens ist die erste ESA - Raumsonde. Sie wird von Cassini, der Muttersonde, mitgenommen. Huygens hat die Aufgabe, nach Ankunft am Saturn Tests auf Titan durchzuführen.
Für den Abstieg (27.11.2004) wird Huygens aus dem Tiefschlag geweckt und von Cassini getrennt. Während des ca. zweieinhalbstündigen Abstiegs kann bei Fehlern nicht eingegriffen werden, da die von der Erde gesendeten Funksignale zum rund 1,6 Milliarden Kilometer entfernten Saturn knapp 90 Minuten bräuchten.
Die Huygens - Sonde kurz vor der Landung auf dem Saturnmond Titan
©NASA
Der Flugverlauf
22 Tage nach Abtrennung vom Orbiter tritt Huygens am 27.11.2004 in die Atmosphäre von Titan ein. Im Anschluß wird Huygens für maximal drei Stunden Daten vom Abstieg und von der Titan - Oberfläche zum Orbiter senden.
Etwa eine Viertelstunde vor Eintritt in die Atmosphäre aktiviert ein Timer die Bordelektronik in einer Höhe von 1.270 Kilometern. Vor Eintritt in die Atmosphäre beträgt die Geschwindigkeit von Huygens 22.000 km/h. Durch den Eintritt in die Atmosphäre verringert sich die Geschwindigkeit innerhalb von fünf Minuten auf 1.080 km/h. In einer Höhe von 180 Kilometern wird der Pilotfallschirm von zwei Metern Durchmesser abgeworfen. Dieser Fallschirm zieht den oberen Hitzeschild mit weg, und somit kann sich der erste Hauptschirm (Durchmesser 8,3 Meter) öffnen. Dieser Fallschirm bremst Huygens abrupt auf eine Geschwindigkeit von 366 km/h. Im Anschluß wird der vordere Hitzeschild abgeworfen, und die wissenschaftlichen Messungen können beginnen. Etwa 15 Minuten nach Aktivierung der Instrumente wirft Huygens den Fallschirm ab, und ein dritter (Durchmesser drei Meter) wird geöffnet, um die Abstiegszeit auf maximal zweieinhalb Stunden zu verkürzen. Die Batterielebensdauer ist begrenzt und die Funktionstüchtigkeit der Instrumente ist nicht gewährleistet, denn die Temperatur beträgt ca. minus 180 °C. Wenn der dritte Schirm geöffnet wird, befindet sich die Sonde in einer Höhe von ca. 105 Kilometern. Die Sonde wird sich um die eigene Achse drehen, damit die Instrumente in alle Richtungen blicken können, um eine noch größere Datenausbeute zu erhalten. Nach zweieinhalb Stunden Flugzeit wird Huygens mit einer Geschwindigkeit von ca. 20 km/h auf der Titan - Oberfläche aufsetzen. Es folgt eine ca. dreiminütige Meßphase und im Anschluß werden für maximal 30 Minuten die Daten zum Cassini- Orbiter gesendet. Während dieser Meßphase soll eine Multi - Spektralkamera erste Fotos der fremden Welt machen. Danach wird ein "Penetrator", der sich in die Oberfläche eingräbt, die Bodenstruktur erkunden. Nach der Datenübertragung dreht Cassini seine Antenne von Huygens ab und beginnt mit der Übertragung zur Erde. Huygens Instrumente werden entweder durch die Temperatur oder durch die verbrauchten Batterien funktionsuntüchtig.
Die Instrumente
Huygens ist mit sechs wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet. Der Descent Imager/ Spectral Radiometer (DISR) ist eine Kamera, die während des Abstiegs Bilder von den Wolken und der Oberfläche machen soll. Der DISR wird zu Beginn der Mission etwa ein Bild pro Minute machen. Kurz vor der Landung werden alle zehn Sekunden Bilder geschossen. Insgesamt sollen ca. 1100 Bilder aufgenommen werden.
Das Gas - Chromatograph - Massenspektrometer (GCMS) dient zur Analyse der Atmosphärengase und der Oberfächenmaterialien.
Das Aerosol - Sammler und Pyrolyse - Instrument (ACP) sammelt feinste, feste Partikel in der Titan- Atmosphäre. Außerdem entnimmt das Instrument mit Hilfe eines Probensammlers in eine Höhe von 40 Kilometern und in einer Höhe von 23 bis 18 Kilometern jeweils eine Probe.
Das Huygens Atmosphären - Struktur - Instrument (HASI) soll die physikalischen Eigenschaften der Atmosphäre, einschließlich ihrer elektrischen Besonderheiten messen und auswerten. Das Instrument verfügt über ein Thermometer, einen Drucksensor, einen Beschleunigungsmesser und ist in der Lage, die Radar - Reflektionseigenschaften auszuwerten.
Das Doppler - Wind - Experiment (DWE) untersucht mit Hilfe der beiden Bordsender die Windbewegungen in der Titanatmosphäre.
Die Surface - Science - Package (SSP) dient der Untersuchung der Titan - Oberfläche nach der Landung. Ein Beschleunigungsmesser mißt die Wucht des Aufpralls bei der Landung und andere Instrumente messen den optischen Brechungsindex, die Oberflächentemperatur, die Wärmekapazität der Oberfläche und die Schallgeschwindigkeit des Oberflächenmaterials.
Einige weitere Informationen zum Saturn
| Angaben | Erde | Saturn |
| kleinster Abstand von der Sonne (in Mio. km) | 147 | 1343 |
| größter Abstand von der Sonne (in Mio. km) | 152 | 1509 |
| kleinster Abstand von der Erde (in Mio. km) | ------ | 1193 |
| größter Abstand von der Erde (in Mio. km) | ------ | 1658 |
| mittlere Umlaufsgeschwindigkeit (in km/s) | 29,8 | 9,6 |
| Äquatordurchmesser (in km) | 12.756,28 | 120.000 |
| Masse (in kg) | 5,974*1024 | 5,684*1026 |
13.01.1998, © Nicole Feldhaus & Thorsten Notthoff