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Freitag,

14.01.2005

Der Höhepunkt der Cassini-​Huygens Mission aus europäischer Sicht war zweifelsohne die Landung des von der ESA entwickelten Raumfahrzeugs Huygens auf dem Saturn-​Mond Titan. Dieser hatte das Interesse der Wissenschaftler geweckt, nachdem frühere Vorbeiflüge von Raumsonden und Beobachtungen des Weltraumteleskops Hubble eine dichte Atmosphäre nachgewiesen hatten. Und deren Zusammensetzung mehrheitlich aus Methan machte die Bedingungen auf Titan ähnlich denen auf der frühen Erde. Einfaches Leben nicht ausgeschlossen. Das Interesse der Wissenschaftler auf der ganzen Welt galt daher diesem seltsamen Mond. Die NASA stand so dem europäischen Vorschlag, einen Lander für die Mitnahme auf die Saturn Mission Cassini zu entwickeln, positiv gegenüber. Als Cassini am 15.10.1997 zum Saturn startete, war der kleine, aber dennoch mit Instrumenten vollgepackte Lander Huygens dabei. Während Cassini sieben Jahre später längst mit der Erforschung des Saturn-​Systems begonnen hatte, mußten die europäischen Kollegen ein halbes Jahr länger auf ihre Stunde warten. Das lag auch an einem im Februar 2000 entdeckten Designfehler. Die beiden Raumflugkörper entfernten sich in der Landephase mit großer Geschwindigkeit voneinander. Das führte zu einer Frequenzverschiebung (Doppler-​Effekt). Wie sich zeigte, lag die verschobene Frequenz außerhalb der Bandbreite, die Cassinis Empfänger aufnehmen konnte. Da die Sendefrequenz unveränderlich war, half nur eine Verringerung der Relativgeschwindigkeit. Der neue Kurs verschob allerdings auch die Landung um sieben Wochen nach hinten. Am 25.12.2004 war es dann soweit. Die Versorgungsleitungen zum Mutterschiff wurden gekappt und Pyropatronen trennten Huygens ab. Während Cassini weiter durch das System der Saturn-​Monde flog, bewegte sich Huygens nun auf Kollisionskurs mit Titan. Drei Tage später wurde der Kurs von Cassini korrigiert, um die Sonde auf eine optimale Position für den Datenempfang des Landers auszurichten. Am 14.01.2005 trat Huygens dann in die dichte Titan-​Atmosphäre ein. Zunächst bremste ein Hitzeschild den 20.000 kmh1 schnellen Wiedereintritt ab. Es folgte ein mehrstufiges Fallschirmsystem. In 160 km Höhe über der Oberfläche des Mondes wurden die Instrumente aktiviert, die jetzt vielfältige Daten über die Zusammensetzung der Atmosphäre, die Windgeschwindigkeiten, Temperaturen, Lichtverhältnisse u.v.a.m. sendeten. Spektralanalysen, Radar– und Infrarotaufnahmen wurden angefertigt und via Cassini zur Erde übertragen. Heftige Winde und Regen wurden dabei registriert. Trotz der nahezu undurchdringlichen Atmosphäre konnten bereits in 50 km Höhe erste Aufnahmen der Titan-​Oberfläche gewonnen werden. Sie zeigten Berge und spektakuläre Flußlandschaften. 15 min vor der Landung wurden dazu auch Scheinwerfer aktiviert. Als Huygens nach etwas über zwei Stunden Sinkflug auf der Oberfläche von Titan aufprallte, war die Mission eigentlich beendet. Doch es trat ein, was die Wissenschaftler heimlich gehofft hatten. Huygens überlebte den Aufprall und sendete weiter. Mindestens 3 min sollte Huygens nach der Landung noch weiter senden, erhofft wurden 30 min. Als nach 3:44 h die Datenübertragung endete, lag das auch nicht etwa an dem kleinen Lander, sondern an der Bahnmechanik. Cassini konnte die Signale von Huygens im Vorbeiflug nicht mehr aufnehmen. Die Auswertung der gewonnenen Daten zog sich über Monate hin. Dabei wurde auch die Erklärung gefunden, warum Huygens die Landung so unbeschadet überstanden hatte. Die Oberfläche an der Landestelle bestand aus splitterartigem Wassereis, das von einer dünnen Kruste aus organischem Material überzogen war, welches aus der Atmosphäre herabrieselte. Die Hügelketten in der Nachbarschaft bestanden wohl ebenfalls aus Wassereis, während die Seen von flüssigem Methan gebildet wurden. Weiter konnten Stickstoff und das Edelgas Argon in der Atmosphäre nachgewiesen werden, wobei komplexere Verbindungen, wie z.B. Kohlendioxid, nicht zu finden waren. Der für ihre Bildung notwendiger Sauerstoff ist wahrscheinlich komplett im gefrorenen Wasser auf der Oberfläche gebunden. Einzig die Daten eines Instruments gingen bei der Landung verloren. Von zwei Empfangskanälen war auf Cassini nur jener aktiviert worden, der ausgerechnet das Signal zur Messung der Windgeschwindigkeiten nicht übertrug. Doch hatte man auf der Erde den Versuch unternommen, die extrem schwachen Signale von Huygens auch direkt zu empfangen. Unerwartet gut konnten die Signale von den zusammengeschalteten Radioteleskopen aufgefangen werden. Und das Signal war so stabil und präzise, daß sich aus seinen minimalen Veränderungen über den Doppler-​Effekt Rückschlüsse selbst auf minimale Bewegungen des Landers ziehen ließen. Daraus ließ sich immer noch ein recht brauchbares Windprofil rekonstruieren. Alles in allem war die Huygens Mission ein glänzender wissenschaftlicher Erfolg.