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Cassini-Raumsonde

Neben den sehr erfolgreichen Interplanetaren Missionen der US-amerikanischen Raumsonden Pioneer und Voyager ist die Cassini-Mission der NASA eines der bedeutendsten Projekte dieser Tage. Obwohl die eigentliche Mission, deren Hauptziel die Erforschung des Planeten Saturn und dessen Mond Titan ist, offiziell erst 01.01.2004 beginnt, gibt es eine Reihe von interessanten Fakten, die an dieser Stelle im Vorwege etwas erläutert werden sollen:

Der Planet Saturn ist aufgrund seiner einzigartigen, sehr umfangreichen Ringstruktur und der Fülle von Monden (per Dezember 2007 sind insgesamt 60 Satelliten eindeutig identifiziert) eines der interessantesten Objekte in unserem Sonnensystem. Ähnlich dem Jupiter wird Saturn auch in die Klasse der so genannten Gasplaneten eingeordnet.

Die Sonde Cassini besteht aus zwei Einheiten: die eigentliche Sonde und Huygens, eine Lande-Einheit für den Saturnmond Titan. Cassini und Huygens sind ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und der europäischen Raumfahrtagentur ESA. Die beiden Raumfahrzeuge, die mit rund 5,60 Tonnen Gewicht wahre Giganten sind, wurden am 15.10.1997 mit einer Titan IV/Centaur-Rakete von der Cape Canaveral Air Force Station gestartet. Ihren Namen verdankt die Cassini-Sonde dem französischen Astronomen Giovanni Cassini. Die Lande-Einheit wurde nach dem niederländischen Astronomen Christiaan Huygens benannt.

Nach einer 7-jährigen Flugphase erreichte die Sonde im Januar 2004 den Planeten Saturn. Aufgrund der enormen Entfernung zwischen der Erde und dem Saturn war es notwendig, die Sonde nicht auf einem direkten Weg zum Saturn zu schicken, sondern den Umweg über eine Reihe von so genannten Swing-by-Manövern zu nehmen. Der große Vorteil bei der Nutzung von Swing-by-Manövern besteht darin, dass man die enorme Anziehungskraft der verschiedenen Planeten zur Beschleunigung der Sonde benutzt und somit viele Jahre Flugzeit und Treibstoff spart. Die Trajektorie der Sonde verlief nach dem Start zweimal um den Planeten Venus (am 26.04.1998 und am 24.06.1999), anschließend um die Erde (am 18.08.1999) und zuletzt um den Planeten Jupiter (am 30.12.2000).

Nachfolgend eine Übersicht mit Links zu diesem Thema:


Einige ausgewählte Aufnahmen, die im Rahmen der Mission bislang entstanden sind:

Bild 1: Planet Erde und Mond

Erdmond
Aufnahme vom 10.09.1999
aus ? Mio. km Entfernung



Bild 2: Planet Jupiter

Jupiter
Aufnahme vom 05.10.2000
aus 84,1 Mio. km Entfernung


Bild 3: Planet Jupiter

Jupiter
Aufnahme vom 09.10.2001
aus 81,3 Mio. km Entfernung



Bild 4: Planet Jupiter

Jupiter
Aufnahme vom 29.12.2001
aus 10,0 Mio. km Entfernung


Bild 5: Planet Saturn

Saturn
Aufnahme vom 09.02.2004
aus 69,4 Mio. km Entfernung



Bild 6: Planet Saturn

Saturn
Aufnahme vom 08.03.2004
aus 56,4 Mio. km Entfernung


Bild 7: Saturnmonde Prometheus und Pandora

Saturn mit Monden Prometheus und Pandora
Aufnahme vom 10.03.2004
aus 55,5 Mio. km Entfernung



Bild 8: Planet Saturn

Saturn
Aufnahme vom 24.03.2004
aus 47,7 Mio. km Entfernung


Bild 9: Planet Saturn Ringsystem

Saturn mit Ringsystem
Aufnahme vom 10.05.2004
aus 27,2 Mio. km Entfernung



Bild 10: Planet Saturn Ringsystem

Saturn mit Ringsystem
Aufnahme vom 11.05.2004
aus 27,1 Mio. km Entfernung


Bild 11: Saturnmond Phoebe

Mond Phoebe
Aufnahme vom 11.06.2005
aus 13.377 km Entfernung



Bild 12: Saturnmond Phoebe

Mond Phoebe
Aufnahme vom 12.06.2004
aus 77.441 km Entfernung


Bild 13: Planet Saturn Ringsystem

F-Ring
Aufnahme vom 18.06.2004
aus 8,2 Mio. km Entfernung



Bild 14: Planet Saturn Ringsystem

Ringsystem
Aufnahme vom 21.06.2004
aus 6,4 Mio. km Entfernung


Bild 15: Planet Saturn F-Ring

F-Ring
Aufnahme vom 02.07.2004
aus ~900.000 km Entfernung



Bild 16: Planet Saturn Ringsystem

Saturn mit Ringsystem und 3 Monden
Aufnahme vom 03.07.2004
aus 1,5 Mio. km Entfernung


Bild 17: Saturnmond Mimas

Mond Mimas
Aufnahme vom 03.07.2004
aus 1,7 Mio. km Entfernung



Bild 18: Saturnmond Tethys

Mond Tethys
Aufnahme vom 28.10.2004
aus 256.000 km Entfernung


Bild 19: Planet Saturn C-Ring

C-Ring
Aufnahme vom 29.10.2004
aus 842.000 km Entfernung



Bild 20: Saturnmond Dione

Saturn mit Mond Dione
Aufnahme vom 14.12.2004
aus 603.000 km Entfernung


Bild 21: Saturnmond Dione

Mond Dione
Aufnahme vom 14.12.2004
aus ? Mio. km Entfernung



Bild 22: Saturnmond Enceladus

Mond Enceladus
Aufnahme vom 12.12.2004
aus 672.000 km Entfernung


Bild 23: Saturnmond Mimas

Mond Mimas
Aufnahme vom 16.01.2005
aus 213.000 km Entfernung



Bild 24: Saturnmond Rhea

Mond Rhea
Aufnahme vom 18.02.2005
aus 890.000 km Entfernung


Bild 25: Saturnmond Epimetheus

Mond Epimetheus mit Ring-System
Aufnahme vom 18.02.2005
aus 990.000 km Entfernung



Bild 26: Saturnmonde Prometheus und Pandora

Monde Prometheus und Pandora
Aufnahme vom 20.02.2005
aus 1,85 Mio. km Entfernung


Bild 27: Saturnmond Tethys

Mond Tethys
Aufnahme vom 11.03.2005
aus 1,4 Mio. km Entfernung



Bild 28: Saturnmond Epimetheus

Mond Epimetheus
Aufnahme vom 30.03.2005
aus 74.600 km Entfernung


Bild 29: Saturnmond Titan

Mond Titan
Aufnahme vom 16.04.2005
aus 168.200 km Entfernung



Bild 30: Saturnmond S/2005 S1

Mond S/2005 S1 in Keeler-Teilung
Aufnahme vom 01.05.2005
aus 594.000 km Entfernung


Bild 31: Saturnmond Pandora

Mond Pandora
Aufnahme vom 04.05.2005
aus 967.000 km Entfernung



Bild 32: Planet Saturn B-Ring

B-Ring
Aufnahme vom 18.05.2005
aus 1,6 Mio. km Entfernung


Bild 33: Saturnmond Janus

Mond Janus
Aufnahme vom 20.05.2005
aus 357.000 km Entfernung



Bild 34: Planet Saturn

Saturn
Aufnahme vom 21.06.2005
aus 2,2 Mio. km Entfernung


Bild 35: Saturnmond Rhea

Mond Rhea
Aufnahme vom 25.06.2005
aus 1,1 Mio. km Entfernung



Bild 36: Saturnmond Tethys

Mond Tethys
Aufnahme vom 27.06.2005
aus 490.000 km Entfernung


Bild 37: Saturnmond Enceladus

Mond Enceladus
Aufnahme vom 14.07.2005
aus 20.720 km Entfernung



Bild 38: Saturnmond Enceladus

Mond Enceladus
Aufnahme vom 14.07.2005
aus 11.100 km Entfernung


Bild 39: Saturnmond Enceladus

Mond Enceladus
AUFNAHME aus 07/2005
aus 25.700 km Entfernung



Bild 40: Saturnmond Dione

Mond Dione
Aufnahme vom 01.08.2005
aus 269.000 km Entfernung


Bild 41: Saturnmond S/2005 S1

Mond S/2005 S1 in Keeler-Teilung
Aufnahme vom 01.08.2005
aus 853.000 km Entfernung



Bild 42: Saturnmond Mimas

Mond Mimas
Aufnahme vom 02.08.2005
aus 228.000 km Entfernung


Bild 43: Saturnmonde Dione, Tethys und Pandora

Monde Dione, Tethys und Pandora
Aufnahme vom 22.09.2005
aus 1,2 Mio. km Entfernung



Bild 44: Saturnmond Hyperion

Mond Hyperion
Aufnahme vom 26.09.2005
aus 62.000 km Entfernung


Bild 45: Saturnmond Telesto

Mond Telesto
Aufnahme vom 11.10.2005
aus 14.500 km Entfernung



Bild 46: Saturnmonde Mimas und Helene

Monde Mimas und Helene
Aufnahme vom 02.11.2005
aus 2,0 Mio. km Entfernung


Bild 47: Saturnmond Prometheus

Mond Prometheus
Aufnahme vom 07.06.2005
aus 438.000 km Entfernung



Bild 48: Saturnmond Titan

Mond Titan
Aufnahme vom 31.03.2005
aus 9.500 km Entfernung


Bild 49: Saturnmond Enceladus und Tethys

Mond Enceladus und Tethys
Aufnahme vom 06.06.2006
aus 3,9 bzw. 4,2 Mio. km Entfernung



Bild 50: Planet Saturn

Planet Saturn
Aufnahme vom 12.02.2007
aus 1,7 Mio. km Entfernung


Bild 51: Planet Saturn

Planet Saturn
Aufnahme vom 19.01.2007
aus 1,2 Mio. km Entfernung



Bild 52: Planet Saturn

Planet Saturn
Aufnahme vom 04.02.2007
aus 1,2 Mio. km Entfernung


Bild 53: Planet Saturn

Planet Saturn
Aufnahme vom 31.07.2006
aus 2,6 Mio. km Entfernung



Bild 54: Saturnmond Prometheus

Mond Prometheus
Aufnahme vom 16.10.2006
aus 1,8 Mio. km Entfernung


Bild 55: Planet Saturn

Planet Saturn
Aufnahme vom 28.09.2006
aus 1,4 Mio. km Entfernung



Bild 56: Planet Saturn F-Ring

F-Ring
Aufnahme vom 25.09.2006
aus 254.000 km Entfernung




Nachdem die Sonde im Juli 2004 den Saturn erreicht hat, soll der Saturnmond Phoebe aus 50.000 Kilometern Entfernung observiert werden. Besonders interessant ist dieser Mond, weil er einige Kuriositäten zu bieten hat. Zum Einen kreist er entgegen der Richtung aller anderen Monde um den Saturn und zum Anderen vermutet man, dass es sich bei diesem Objekt um einen ehemaligen Kometen oder Asteroiden handeln könnte.

Anschließend erfolgt der eigentliche Missionsbeginn mit dem Eintritt in eine Saturnumlaufbahn. Die Sonde wird dabei in einer Entfernung von rund 1/6-tel des Saturnradius um den Planeten kreisen. Im Laufe der weiteren Erforschung des Saturns innerhalb der nächsten Monate wird die Sonde den Radius ihrer Umlaufbahn zwischen 180.000 Kilometern und 420.000 Kilometern variieren. Dabei werden die folgenden Ziele im Vordergrund stehen:


Im November 2004 kommt der von der europäischen Raumfahrtagentur entwickelte Lander namens Huygens auf dem Saturnmond Titan zum Einsatz. Titan ist bereits seit vielen Jahren aufgrund seiner sehr dichten Atmosphäre und früherer chemischen Analysen als Kandidat für die Entwicklung niederen Lebens oder dessen Vorstufen (in Form vom Seen aus Methan oder Ethan) im Gespräch. Huygens soll während des Durchfluges durch die Atmosphäre entsprechende Fakten sammeln.

Ferner ist auch jeweils ein naher Vorbeiflug an den Saturnmonden Mimas, Enceladus, Dione, Rhea und Iapetus geplant. Die Hauptproblematik während dieser Tour durch das Saturnsystem liegt dabei bei der komplizierten Navigation unter Verwendung weiterer Swing-by-Manöver (auch hierbei ist die Verwendung der Gravitationskräfte des Saturns respektive dessen Mondes Titan ein wichtiges Hilfsmittel zur Verminderung des sondeneigenen Treibstoffvorrates). Einige weitere Monde, wie beispielsweise Hyperion und Tethys, werden gegebenenfalls en-Route observiert.

Im Juli 2008, also gut 4,5 Jahre nach Beginn der Mission, ist das offizielle Ende des Cassini-Mission erreicht. Sollten alle Manöver und Projekte der Sonde positiv verlaufen, würde einer Verlängerung der wissenschaftlichen Nutzung der Sonde nichts im Wege stehen. Prinzipiell ist die Sonde so konstruiert, dass sie mindestens 200 Jahre überleben kann. Ähnlich der Sonde Galileo ist hier eine Fortsetzung der Erforschung des Saturnsystems eine mögliche Option.


Status der Mission am 27.04.2013


Cassini

Entfernung zur Erde 1.318.000.000 km = 9 AE
Tendenz der Entfernung abnehmend
Entfernung zum Saturn 1.354.000 km = < 1 AE
Tendenz der Entfernung gleichbleibend **)
bislang zurückgelegte Strecke 6.287.000.000 km = 42 AE
Geschwindigkeit (relativ zur Erde) 3,520 km/s (12.672 km/h) = 0,001% Lichtgeschwindigkeit
Tendenz der Geschwindigkeit abnehmend
Flugdauer bislang 5.673 Tage (15,52 Jahre)
Signal Roundtrip *) 2:26:33 Stunden

*) = Zeitdauer, die ein Signal von der Erde zur Sonde und zurück benötigt
**) = seit 01.07.2004 befindet sich die Sonde in einer Umlaufbahn um den Planeten

Mit dem Cassini at Saturn Interactive Explorer (CASSIE) wurde eine Vielzahl von Informationen zur Mission sowie wissenschaftlichen Daten und Bildern interaktiv zugänglich gemacht. Es kann sowohl der Verlauf der Mission seit dem Jahr 2005 als auch eine Fülle von Fakten zum Planeten Saturn und seinem Ringsystem sowie den Monden abgerufen werden.

Weitere Informationen zur Mission der Sonden Cassini und Huygens und die Erforschung des Planeten Saturns und seiner Monde sind auf den folgenden Websites verfügbar:

Hinsichtlich der Verfügbarkeit der Angebote kann keine Garantie übernommen werden. Die hier verwendeten Aufnahmen stehen unter NASA/JPL Public License.