NASA verlängert Cassini-Mission bis 2017

Künstlerische Darstellung der Mission "Cassini-Huygens" | Copyright: NASA/ESA

Pasadena/ USA - Die US-Raumfahrtbehörde NASA wird die internationale Mission "Cassini-Huygens", mit der Saturn und seine Hauptmonde erforscht werden, bis 2017 verlängern. Neben dem größten Saturnmond Titan, auf dem die Cassini-Sonde Seen, Flüsse und einen Flüssigkeitskreislauf aus einem Methan-Ethan-Gemisch nachweisen konnte, steht auch Enceladus im Verdacht, dass es auf seiner Oberfläche, bzw. in dem vermuteten Wasserozean unterhalb seiner eisigen Kruste, außerirdisches Leben geben könnte. Aufgrund des neuen NASA-Budgets stehen für die Missionsverlängerung rund 60 Millionen US-Dollar pro Jahr zur Verfügung.

"Die Cassini-Mission hört nicht auf, uns ständig mit neuen und erstaunlichen wissenschaftlichen Ergebnissen zu versorgen", zeigt sich der Direktor der Abteilung für Planetenforschung der NASA, Jim Green, fasziniert. "Die Entdeckungen und Aufnahmen der Sonde haben unser Wissen über Saturn und seine Monde revolutioniert."

Die Sonde-Cassini startete im Oktober 1997 gemeinsam mit der europäischen Sonde Huygens und erreichte 2004 das Saturnsystem. An Bord der Huygens-Sonde befanden sich sechs Instrumente zur Erkundung des Saturnmondes Titan. Seit der Ankunft am Saturn senden 12 Instrumente an Bord von Cassini kontinuierlich wissenschaftliche Daten über den Ringplaneten und seine Monde Titan und Enceladus. Zunächst sollte die Mission schon 2008 enden, wurde dann jedoch erstmals bis September 2010 verlängert.

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"Die erneute Verlängerung bis 2017 gibt den Astronomen nun die einmalige Gelegenheit, jahreszeitliche Veränderungen in einem Planet-Monde-System im äußeren Sonnensystem zu studieren", kommentiert der Cassini-Wissenschaftler Bob Pappalardo vom "Jet Propulsion Laboratory" (JPL) der NASA die Ausweitung der Mission. "Einige der wahrscheinlich erstaunlichsten Entdeckungen von Cassini stehen uns erst jetzt bevor."

Nachdem Cassini kurz nach Einbruch des nördlichen Winters auf Saturn in dessen System eingetroffen war, wird die Sonde nun noch bis zur Sommersonnenwende im Mai 2017 vor Ort aktiv bleiben. Die nördliche Sommersonnenwende markiert den Beginn des nördlichen Sommers und den Winter auf der südlichen Hemisphäre des Ringplaneten.

Bislang konnte noch die eine vollständige Jahreszeitenperiode auf Saturn derart detailliert studiert werden, wie nun mit Hilfe von Cassini. Die als "Solstice Mission" bezeichnete Verlängerung der Mission beinhaltet 155 zusätzliche Planetenumrundungen, 54 weitere Vorbeiflüge an Titan und 11 Vorbeiflüge an Enceladus.

Die Ausweitung bis 2017 erlaubt den Wissenschaftlern auch eine Fortführung der Beobachtungen der Saturnringe und der Magnetosphäre des Saturns. Hierzu wird die Sonde immer wieder zwischen den Planeten und sein Ringsystem eintauchen um dann auch den inneren Aufbau des Gasplaneten, magnetische Fluktuationen und die Masse seiner Ringe genauer untersuchen.

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Bislang hat Cassini während 125 Saturnumrundungen, 67 Vorbeiflügen an Titan und acht an Eceladus, mehr als 210.00 Fotos geschossen und unzählige Messdaten zur Erde übermittelt. Hierbei zeigten sich unerwartete Details der Planetenstruktur, des Ringsystems und die Beobachtungen von Titan ermöglichte es den Forschern, einen Blick zurück in die Erdgeschichte zu werfen.

Die Wissenschaftler erhoffen sich nun weitere Antworten auf viele Fragen, die sich während der bisherigen Mission angesammelt haben. Darunter auch Erklärungen für die uneinheitliche Rotationsrate des Planeten und weitere Aufschlüsse darüber, ob sich unter dem dicken Eispanzer von Enceladus tatsächlich ein Wasserozean befindet, der gewaltige Eisfontänen am Südpol des Saturnmondes speist und in dem möglicherweise sogar Leben entstanden sein könnte.

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Alle recht freundlich: Zwei NASA-Sonden fotografieren Erde aus interplanetarer Ferne

 
Vorab-Rekonstruktion der Konstellation Saturn-Erde zum Zeitpunkt der geplanten Cassini-Aufnahme am 19. Juli 2013. | Copyright: NASA, JPL-Caltech

Pasadena (USA) - Am heutigen Freitag, 19. Juli 2013, hat die NASA-Saturn-Sonde "Cassini" erneut die Gelegenheit, die Erde aus interplanetarischer Ferne und direkt neben den Ringen des Saturn zu fotografieren. Zur gleichen Zeit ergibt sich auch für die "MESSENGER"-Sonde, die derzeit den innersten Planeten Merkur erkundet, die seltene Chance einer Aufnahme des Blauen Planeten.

"Zwar hat Cassini die Erde schon zuvor fotografiert. Es wird aber das erste Mal sein, dass solche Aufnahmen gezielt und im Voraus geplant aus mehr als einer Milliarde Meilen Entfernung gemacht werden", erläutert die Cassini-Projektwissenschaftlerin Linda Spilker vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA das Unterfangen und fügt scherzend hinzu: "Wir würden uns wünschen, dass alle Erdenbewohner während der Aufnahme kurz nach draußen gehen und in Richtung Saturn winken."

Ab 21:27 Uhr koordinierte Weltzeit (UTC = 23:27 Uhr Mitteleuropäische Zeit, MESZ) wird die Cassini-Kamera 15 Minuten lang in Richtung Erde gerichtet sein.

Auf den Aufnahmen selbst werden dann Nordamerika und der Atlantik von der Sonne beleuchtet und Richtung Saturn zeigen. Von Europa aus betrachtet, wird der Saturn während der interplanetarischen Fotosession etwa 10 Grad über dem westlichen Horizont im Sternbild Jungfrau stehen und eine Helligkeit von rund 0,8 Mag besitzen.

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Aus Sicht der Sonde wird zu diesem Zeitpunkt der Saturn selbst die Sonne verdecken. Es kommt also sozusagen zu einer saturnschen Sonnenfinsternis aus Sicht von Cassini, wodurch die Ringe von hinten beleuchtet werden. Erst diese Gegenlicht-Situation erlaubt es der sensiblen Cassini-Kamera, unbeschadet und ungehindert vom sonst überblendenden Sonnenlicht die Erde als kleinen blauen Punkt knapp außerhalb des sogenannten E-Ringes zu fotografieren.

Was banal klingen mag, ist in Wirklichkeit eine seltene Möglichkeit, da seit Beginn des Raumfahrtzeitalters erst zwei Aufnahmen der Erde von einer Position im äußeren Sonnensystem heraus aufgenommen werden konnten. Die erste dieser Aufnahme gelang vor 23 Jahren der NASA-Sonde "Voyager 1" von jenseits der Neptunbahn (s. folgendes Foto). Die zweite wurde 2006 von Cassini aus dem Saturnsystem heraus gemacht.

Unsere Erde als "hellblauer Punkt" (s. Kreismarkierung), betrachtet am 14. Februar 1990 von der Raumsonde "Voyager 1" aus einer Entfernung von rund 6,4 Milliarden Kilometer. | Copyright: NASA

Wer im Gegenzug einen fotografischen Gruß an Cassini schicken möchte, kann seine Saturnaufnahmen zur Aufnahmezeit an die NASA-Seite "Wave at Saturn" mailen. Hier sollen diese Aufnahmen - sofern genügend Einsendungen eintreffen - zu einer Fotocollage zusammengefügt werden.

Da Erde und Saturn - und damit Cassini - zum Zeitpunkt der Aufnahme 1,44 Milliarden Kilometer voneinander entfernt sein werden und die zum Einsatz kommende NAC-Kamera über ein Sichtfeld von 0,35 Grad und eine Auflösung von 1024 x 1024 Pixeln verfügt, wird die Erde kaum größer als einige Pixel abgebildet werden. Dennoch versprechen sich die NASA-Astrofotografen anhand des geplanten Mosaiks gemeinsam mit Saturn und dem Ringsystem spektakuläre Ergebnisse.

Inspiriert von dem Vorhaben des Cassini-Teams, untersuchte kürzlich auch das Team der Merkur-Sonde "MESSENGER" zukünftige Möglichkeiten, die Erde vom Merkur aus fotografieren zu können - nur um festzustellen, dass sich eine solche Möglichkeit mit MESSENGER zufälligerweise ebenfalls am 19. Juli 2013 und einen Tag nach dem Cassini-Termin einstellt.

Künstlerische Darstellung der MESSENGER-Mission. | Copyright: NASA

Die Aufnahmen der Sonde "MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging" werden am 19. und 20. Juli 2014 jeweils um 11:49 , 12:38 und 13:41 Uhr UTC (also 13:49, 14:28 und 15:41 Uhr MESZ). Vom Merkur aus betrachtet, wird zur Zeit der Aufnahmen Europa, der Nahe Osten und Zentralasien von der Sonne erleuchtet.

Ebenso wie die Cassini-Aufnahmen, so wird es auch angesichts der Erd-Fotos von MESSENGER einige Tage dauern, bis alle Daten vollständig übertragen und bearbeitet werden.

...wir werden natürlich berichten, sobald die Aufnahmen vorliegen!

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Quelle: NASA

Sonde Cassini findet organisches Material in Enceladus-Fontänen

Die Cassini-Wärmekarte der Südpolregion des Saturnmond Enceladus | Copyright: NASA/JPL/SSI

Pasadena/ USA - Beim Vorbeiflug am Saturnmond Enceladus am 12. März 2008 hat die Sonde Cassini unerwartete neue Erkenntnisse über den Mond gesammelt. Wie sich zeigt, ist die südliche Polarregion wesentlich aktiver und wärmer, als ursprünglich angenommen und das Wasser aus den gewaltigen Fontänen beinhaltet chemisch-organisches Material.

Eine von Cassini angefertigte Wärmekarte der Südpolregion von Enceladus (s. Abb. o.) zeigt westlich höhere Temperaturen als bislang bekannt. Auf den Aufnahmen des "Composite Infrared Spectrometer" zeichnen sich heiße Spuren entlang der gewaltigen Spaltensysteme, der sog. Tiegerstreifen, in der eisigen Oberfläche ab, aus welchen die geysirartigen Fontänen ausbrechen. Diese Spalten sind über ihre gesamte Länge bis zu 17 Grad Celsius "wärmer" als die immer noch -93 Grad kalte direkte Umgebung, die selbst wiederum immer noch um rund 93 Grad "wärmer" ist, als andere Regionen des Saturnmondes. Die höchsten Temperaturen innerhalb der Spalten stimmen dabei mit den Ausbruchsorten der Fontänen (s. Abb. gelbe Sternmarkierungen) überein.

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Die Zusammensetzung der organischen Chemikalien der Fontänen, so die Cassini-Wissenschaftler um Hunter Waite vom Southwest Research Institute in San Antonio, der die Auswertung der Messungen des " Ion and Neutral Mass Spectrometer" an Bord von Cassini leitet, "schmecken und riechen" wie jene, die man eigentlich in Kometen vorfindet: "Derart ursprüngliches Material, das aus dem Inneren eines Mondes stammt, wirft viele neue Fragen über die Entstehung des Saturnsystems auf. Dabei handelt es sich bei Enceladus eindeutig nicht um einen Kometen. Diese haben Schweife, umkreisen die Sonne und beziehen ihre Energie von der Sonne. Enceladus aber kreist um einen Planeten, hat eine eigene innere Wärmequelle und erzeugt sein eigenes kohlensäurehaltiges Wasser mit natürlichen Gasen."

Das "Ion and Neutral Mass Spectrometer" konnte zudem eine bis zu 20-fach höhere Dichte an flüchtigen Gasen, Wasserdampf und Kohlendioxid und Kohlenmonoxid nachweisen, als bislang angenommen.

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"Diese neuen Daten werden uns helfen, die Kräfte dieser Geysire besser zu verstehen. Die erstaunlich hohen Temperaturen lassen flüssiges Wasser unter der Oberfläche immer wahrscheinlicher werden", erläutert John Spencer vom "Composite Infrared Spectrometer"-Team am Southwest Research Institute in Boulder, Colorado.

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Cassini-Sonde findet Hinweise auf Wasserozean auf Saturnmond Titan

Künstlerische Darstellung des möglichen inneren Aufbaus des Saturnmondes Titan, wie er sich aus neuen Daten der Raumsonde Cassini ableiten lässt. (Illu.). | Copyright: A. Tavani, NASA 

Pasadena (USA) - Neue Beobachtungen der Raumsonde Cassini bestätigen frühere Vermutungen, die darauf hindeuten, dass unter der eisigen und mit Meeren und Seen aus flüssigem Kohlenwasserstoffen wie Methan und Ethan bedeckten Oberfläche des größten Saturnmonds Titan ein Ozean aus flüssigem Wasser verborgen liegt.

Die Beobachtungsdaten der Sonde belegen starke Stauchungen und Dehnungen des Mondes während dessen elliptischen Umlaufs um seinen Planeten. Würde Titan vollständig aus festem Gestein bestehen, so würde dieses wechselhafte Kräftezwischenspiel Aufwölbungen, sogenannter fester Gezeiten- bzw. Flutwellen von gerade einmal einem Meter Höhenunterschied erzeugen. Die Cassini-Daten jedoch belegen entsprechende Unterschiede von etwa 10 Metern und können so nur mit der Schlussfolgerung erklärt werden, dass Titan nicht vollständig aus festem Gesteinsmaterial bestehen kann.

"Der Nachweis derart hoher Gezeitenwirkungen auf Titan verweist unausweichlich darauf, dass sich tief unter der Oberfläche ein verborgener Ozean befindet", erläutert Luciano Iess von der Sapienza – Università di Roma und Hauptautor der aktuell im Fachmagazin "Science" veröffentlichten Studie. "Die Suche nach Wasser ist ein wichtiges Ziel bei der Erforschung unseres Sonnensystems und jetzt haben wir einen weiteren Ort gefunden, an dem es offenbar vorkommt."

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Auf der Erde sind Flutwellen das Ergebnis der Anziehungskraft des Mondes und der Sonne auf das Wasser der Ozeane. Auf unseren offenen Meeren kann dies zu einem Anstieg von bis zu 60 Zentimetern führen. Während Wasser vergleichsweise einfach von der Schwerkraft von Sonne und Mond in Bewegung versetzt werden kann, wirkt letztere sich aber auch auf die Erdkruste aus und kann auch hier zu Aufwölbungen von bis zu 50 Zentimetern führen.

Um die nun von Cassini auf Titan gemessenen Gezeitenwirkungen hervorzurufen, müsste der Ozean allerdings nicht zwangsläufig besonders groß bzw. tief sein. Schon eine Schicht flüssigen Wassers zwischen der äußeren, verformbaren Hülle und dem festen Mantel würde genügen. Da die Oberfläche von Titan vornehmlich aus gefrorenem Wassereis besteht, und dieses auf den Monden im äußeren Sonnensystem reichlich vorhanden ist, gehen die Forscher davon aus, dass auch der nun postulierte verborgenen flüssige Titan-Ozean vornehmlich aus Wasser besteht.

Die Existenz eines sozusagen "unterirdischen" Wasserozeans auf Titan wäre jedoch alleine genommen noch ein Hinweis auf Leben. Wissenschafter vermuten jedoch, dass Leben immer dann sehr viel wahrscheinlicher wird, wenn Wasser auch mit Felsgestein in Berührung kommen. Ob das Wasser des auf Titan verborgenen Ozeans jedoch mit Fels oder Eis in Berührung kommt, kann aus den nun vorgelegten Daten noch nicht gefolgert werden.

Allerdings könnte ein Wasserozean den Wissenschaftlern Hinweise auf die Beantwortung der Frage geben, wie das Gas im Innern des Mondes gespeichert und daraus wieder an die Oberfläche abgegeben wird. "Alles, was den Titan so einzigartig macht, hängt vom reichlichen Vorhandensein von Methan ab. Das Methan in der Atmosphäre des Mondes ist jedoch zu instabil und wird schon auf geologische Weise in relativ kurzen Zeiträumen aufgelöst", erläutert der Cassini-Wissenschafter Jonathan Lunine von der Cornell University. "Wasser eines flüssigen Wasserozeans, angereichert mit Ammoniak, könnte durch die Eiskruste aufsteigen und dabei das im Eis gebundene Methan befreien. Zugleich könnte ein solcher Ozean auch als Tiefenreservoir des Methans dienen."


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Quelle: NASA

Cassini liefert Atlas von Saturnmond Rhea

Der eisige Saturnmond Rhea in einer Falschfarbendarstellung (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: NASA/JPL/SSI/FUB

Köln/ USA - Basierend auf Daten der NASA/ESA-Raumsonde "Cassini" haben Wissenschaftlern des "Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt" (DLR) einen hochauflösenden Atlas des zweitgrößten Saturnmonds Rhea sowie eine 3D-Ansicht von Bruchstrukturen auf diesem Eistrabanten veröffentlicht. Erst vor einem Monat hatte die Sonde bei einem dichten Vorbeiflug eine Sauerstoff-Kohlendioxid-Atmosphäre um den Saturntrabanten festgestellt.

- Bei der folgenden Meldung handelt es ich vornehmlich um eine Pressemitteilung des "Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt" (DLR.de)

Die Bilddaten stammen vom Kamera-Experiment auf der Raumsonde "Cassini", die seit bald sechseinhalb Jahren den Saturn umkreist. Die Aufnahmen entstanden bei zwei Nahvorbeiflügen im September 2009 und im März 2010 aus zum Teil nur hundert Kilometer Entfernung. Der Atlas und die bisher detailreichsten Bilder von Rhea geben Aufschluss über die geologische Entwicklung und die Oberflächenbeschaffenheit des Eismondes.

Besonders interessant für die Forscher, so erläutert die Pressemitteilung des DLR, sind einige über 100 Kilometer lange, zumeist lineare, an manchen Stellen auch gewundene Strukturen. Der Ursprung dieser dünnen Linien war lange unklar. "Erst die hoch aufgelösten Bilddaten von Cassini enthüllten, dass die hellen Filamente in Wirklichkeit tektonischen Ursprungs, also Brüche in der Eiskruste, sind und ihre Ursache im plötzlichen Entladen von Spannungen im Eispanzer des Mondes haben", erklärt Dr. Roland Wagner vom DLR-Institut für Planetenforschung.

Der feinadrige Westen von Rhea (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: NASA/JPL/SSI/FUB

Die Strukturen könnten durch Episoden von Dehnungs- und Schertektonik entstanden sein. "Indem die hoch aufgelösten Detailaufnahmen mit spektroskopischen Daten von Cassini korreliert werden, wurde auch festgestellt, dass die auffallende Helligkeit dieser Filamente durch fast reines Wassereis hervorgerufen wird, das an den Steilhängen dieser tektonischen Strukturen exponiert ist", erläutert der Planetengeologe.

Die tektonischen Grabenbrüche auf Rhea sind bis zu vier Kilometer tief. "Das bedeutet, dass es in der geologischen Vergangenheit zu enormen Spannungen im spröden Eispanzer des Mondes gekommen sein muss, die sich in diesen großen vertikalen Versätzen manifestierten", so Dr. Wagner weiter. "Über die Ursache dieser Spannungen können wir jedoch nur spekulieren."

Flächenkarte von Rhea (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: NASA/JPL/SSI/FUB

Der Saturnmond hat einen Durchmesser von 1528 Kilometern und umkreist seinen Planeten in mehr als einer halben Millionen Kilometer Entfernung vom Planetenzentrum. Mit einer durchschnittlichen Dichte von 1,23 Gramm pro Kubikzentimeter - das ist etwas höher als die Dichte von Wasser, aber weniger als ein Viertel der Dichte der Erde - scheint es sich bei Rhea um einen sehr homogenen Körper zu handeln, der zu zwei Dritteln aus Wassereis und zu einem Drittel aus Gestein besteht. Mit den jüngsten Beobachtungen wird auch offensichtlich, dass Rhea nicht nur eine Cousine von dem benachbarten Trabanten Dione ist, wie man bei Betrachtung der ähnlich gearteten Oberflächen vermuten könnte. Diese beiden Saturnmonde sind vielmehr fast wie Zwillinge, die auch unter der Eiskruste in vielem übereinstimmen.

Karten von Nord- (l.) und Südpol (r.) (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: NASA/JPL/SSI/FUB

Wie der Mond die Erde, so umrundet auch Rhea den Saturn in einer "gebundenen Rotation", dreht sich also während eines Orbits um den Planeten genau einmal um seine eigene Achse und weist immer dieselbe Seite in Richtung Saturn. Durch die Kombination von Aufnahmen der dem Saturn zugewandten Seite Rheas durch drei spezielle Filter (ultraviolett, grün und infrarot) konnte Tilmann Denk von der "Freien Universität Berlin" zeigen, dass auf der Hälfte der "Heckseite" von Rhea, die in Richtung des Saturn orientiert ist, markante Farb- und Helligkeitsunterschiede gegenüber der "Bugseite" des Mondes bestehen. Solche unterschiedlichen Oberflächen sind bei den Eismonden des äußeren Sonnensystems mit gebundener Rotation nicht ungewöhnlich. Sie beruhen wahrscheinlich auf regionalen Veränderungen der Zusammensetzung dieser Oberflächen oder Unterschieden in der Größe und mechanischen Struktur der Eiskörner aus denen sich die Kruste zusammensetzt. Diese Veränderungen können ihre Ursache in zahlreichen Prozessen haben, wie zum Beispiel einer bevorzugten Richtung des Einfalls von Kleinpartikeln oder meteoritischen Bruchstücken oder dem Eindringen von Ionen, die im Magnetfeld von Saturn gefangen sind.

Der Rhea-Atlas (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: NASA/JPL/SSI/FUB

Vor 30 Jahren, am 12. November 1980, flog die Raumsonde Voyager 1 am Saturn vorbei: Die Aufnahmen und Messungen ermöglichten die ersten umfangreichen Erkenntnisse vom Ringplaneten und seiner zahlreichen Monde. Die beiden Voyager-Sonden – die Schwestersonde Voyager 2 erreichte den Saturn im August 1981 - revolutionierten das Bild von den eisigen Welten des äußeren Sonnensystems.

Dies gilt in noch viel stärkerem Maße für die Planetenmission Cassini, die sich seit Mitte 2004 in einer Umlaufbahn um den Planeten befindet. Dessen Kamerasystem ISS (Imaging Sub-System) besteht aus einer Weitwinkel- und einer Teleskopeinheit. Das ISS-Experiment wird von Dr. Carolyn Porco von der Universität von Boulder im US-Bundesstaat Colorado geleitet. Für das Wissenschaftsteam ist Dr. Thomas Roatsch vom DLR-Institut für Planetenforschung als assoziierter Wissenschaftler für die Erstellung aller Atlanten der sieben größten Saturnmonde nach Titan zuständig. "Nach den Atlanten für Phoebe, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione und Iapetus haben wir nun auch Rhea vollständig kartiert und können seine gesamte Oberfläche in einem Atlas von 15 Kartenblättern darstellen", erklärt Roatsch. Die "Internationale Astronomische Union" (IAU) übernahm bereits die Vorschläge für die Namensgebung von Kratern und Bruchstrukturen auf Rhea, die Personen und Orten aus Schöpfungsmythen mit Schwerpunkt auf asiatischen Völkern entlehnt sind.

3-D-Darstellung der rissigen Oberfläche von Rhea (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: NASA/JPL/SSI/FUB

Von Rhea nahm das Kamerasystem in den vergangenen sechs Jahren insgesamt 4386 Bilder auf, deren Auflösung von 500 Metern pro Bildpunkt (Pixel) bis zu 6,5 Meter pro Pixel reicht. Für das nun vorliegende Kartenwerk wurden 370 hoch aufgelöste Aufnahmen von zwei Nahvorbeiflügen und neun Passagen in größerer Distanz verwendet. Aber auch die 30 Jahre alten Voyager-Aufnahmen fanden noch Verwendung. "Besonders spannend wird der 11. Januar 2011 sein, wenn Cassini in nur 76 Kilometern Höhe über die Oberfläche von Rhea fliegen wird", freut sich Dr. Roatsch. "Das werden dann die besten Bilder überhaupt sein, die wir je von Rhea zu Gesicht bekommen - selbst wenige Meter kleine Details werden darauf erkennbar sein!"

Die Mission Cassini-Huygens ist ein gemeinsames Projekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Italienischen Weltraumagentur ASI. Das "Jet Propulsion Laboratory" (JPL) in Pasadena (Kalifornien) führt die Mission für das Wissenschaftsdirektorat der NASA durch. Der Cassini-Orbiter wurde am JPL entworfen, entwickelt und gebaut. Die Mission wurde von der NASA bis Ende 2017 verlängert. Im Kamerateam sind Wissenschaftler aus den USA, England, Frankreich und Deutschland. Das Experiment wird am "Space Science Institut"e in Boulder (US-Bundesstaat Colorado) von Dr. Carolyn Porco operativ durchgeführt und geleitet. Der finanzielle Anteil Deutschlands an der Mission beträgt rund 120 Millionen Euro. Die DLR-Raumfahrtagentur hat dabei kontinuierlich die deutschen Beteiligungen mit Mitteln der Bundesregierung gefördert.

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Quellen: dlr.de / grenzwissenschaft-aktuell.de

Die Erde aus interplanetarer Ferne: NASA veröffentlicht erste Aufnahmen

Diese Weitwinkel-Aufnahme der Saturnsonde Cassini zeigt deutlich den blauen Punkt namens Erde gemeinsam mit den gewaltigen Ringen des Saturn. Es handelt sich um eines von 33 Einzelbildern, aus welchen derzeit ein Mosaik erstellt wird, das dann den ganzen saturn samt Ringsystem mit der Erde zeigen soll. (Klicken Sie auf die Bildmitte um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Pasadena (USA) - Am vergangenen Freitag richteten die Saturnsonde "Cassini" und die Merkur-Sonde "MESSENGER" ihre Kameraaugen in Richtung Erde, um das Erde-Mond-System aus der Ferne zu fotografieren (...wir berichteten). Die ersten Bilder dieser seltenen Foto-Gelegenheit wurden soeben veröffentlicht.

Auf den Cassini-Aufnahmen sind Erde und Mond deutlich neben dem gewaltigen und zur Aufnahmezeit von hinten beleuchteten Ringsystem des Saturn zu erkennen: Die Erde als blauer Punkt begleitet von seinem weißen Trabanten.


Blaue Erde, weißer Mond in der Cassini-"Nahaufnahme". (Klicken Sie auf die Bildmitte um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

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"Zwar können wir natürlich keine einzelnen Kontinente ausmachen, dennoch zeigt das Bild recht deutlich, wo wir am 19. Juli 2013 waren", zeigt sich die verantwortliche Cassini-Projektwissenschaftlerin Linda Spilker von Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA von den Bildern fasziniert. "Die Aufnahmen erinnern uns, wie klein unser Planet doch in der unermesslichen Weite des Alls doch ist. Zugleich sind die Aufnahmen ein Beleg für die Leistungsfähigkeit der Bewohner dieses kleinen blauen Punktes, Sonden so weit ins All zu schicken und hier gezielt Aufnahmen von unserer Heimat zu machen."

Aufgrund der gewaltigen Entfernung (Erde und Saturn trennen fast 100 Millionen Kilometer) sind Aufnahmen wie diese recht selten. Auch die sensible Kamera an Bord der Sonde kann für gewöhnlich nicht in Richtung Erde blicken, da sie sonst direkt in Richtung Sonne fotografieren müsste. Erst der Umstand, dass am vergangenen Freitag der Saturn selbst sich zwischen Cassini und Sonne schob und dadurch eine Art Sonnenfinsternis erzeugte, machte die aktuellen Bilder nun möglich, ohne Schaden an der Kamera zu verursachen.


Vergleich: Aufnahmen des Erde-Mond-Systems aus den Saturn-System (r.) und vom Merkur aus (l.). (Klicken Sie auf die Bildmitte um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute and NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Auch auf den Aufnahmen der Merkur-Sonde "MESSENGER", die sowohl am 19. als auch 20. Juli in entgegengesetzter Richtung zu Cassini gemacht wurden, ist das Erde-Mond-System deutlich anhand zweier klar voneinander getrennter Punkte zu erkennen.

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Alle recht freundlich: Zwei NASA-Sonden fotografieren Erde aus interplanetarer Ferne 19. Juli 2013

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Quelle: NASA

Saturnringe wahrscheinlich deutlich älter und schwerer

Aufnahme des Ringplaneten Saturn durch die NASA-Sonde Cassini | Copyright: NASA

Boulder/ USA - Bislang glaubte die Wissenschaft, dass die markanten Ringe des Saturn lediglich rund hundert Millionen Jahre alt sind. Diese Ansicht wird nun jedoch von keinem geringeren als einem der leitenden Wissenschaftler der Mission Cassini-Huygens, Professor Dr. Larry Esposito, der einst an der Neuvermessung der Saturnringe beteiligt war, in radikal Frage gestellt.

Laut Espositos neuer Theorie, die er diese Woche auf dem in Münster stattfindenden "European Planetary Science Congress" ausführlich darlegen wird, könnten die Ringe des Saturn nicht nur mehrere Milliarden Jahre alt, sondern auch deutlich schwerer sein, als bislang angenommen.

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Der Grund für die bisherige Einschätzung eines relativ jungen Alters des Ringsystems war der Umstand, dass die Ringe selbst nur wenig Verschmutzungen, etwa durch Meteoritenstaub aufzeigen. Laut Espositos neuer Theorie erscheinen die Ringe jedoch nur deswegen so sauber, weil sie deutlich mehr Masse und somit einen geringeren Anteil an Verschmutzungen enthalten als bislang geglaubt.

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Zuvor hatten die Wissenschaftler ihre Berechnungen anhand der Menge von Sternenlicht erstellt, welches durch die Ringe hindurch scheint. Esposito und sein Team an der "University of Colorado" haben nun anhand einer neuen Computersimulation das Verhalten von mehr als 100.000 Partikeln der Saturnringe untersucht und hierbei erkannt, dass dynamisch ablaufende Prozesse die bisherige Kalkulation der Masse erschweren. Anhand der neuen Daten glauben die Forscher nun, dass das Ringsystem mehr als dreimal so schwer sein könnte. Bestätigt werden die neuen Berechnungen laut Esposito auch von neuen Messdaten der Raumsonde Cassini.

Eine derartige Neueinschätzung hätte auch Auswirkungen auf die Suche und Zuordnung von Exoplaneten, also Planeten jenseits unseres Sonnensystems. Auch hier vermuten die Forscher zahlreiche Planeten mit Ringsystemen ähnlich dem des Saturn.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / sciencedaily.com

Weiterer Saturnmond im G-Ring entdeckt

Auf der Bildsequenz der Cassini-Aufnahmen mit einer Belichtungszeit von knapp 10 Minuten) wird der sich im hellen Segmentbogen des G-Rings bewegende Saturnmond als kleiner heller Punkt (s. Rahmen) sichtbar. | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

Pasadena/ USA - Auf Aufnahmen der Saturnsonde Cassini haben NASA-Wissenschaftler einen weiteren kleinen Saturnmond entdeckt. Die Astronomen glauben nun, dass dieser Mond den Segmentbogen des dünnen so genannten G-Rings im markanten Ringsystem um den Planeten speisen könnte.

Der neu entdeckte Mond hat einen Durchmesser von knapp 500 Metern und ist in einen Teilbogen des hauchdünnen so genannten G-Rings eingebettet, über dessen Herkunft und Entstehung lange Zeit gerätselt wurde. Gemeinsam mit weiteren Daten der Cassini-Mission wähnen die Astronomen nun den neuen Mond als Quelle des Eis-, Staub- und Trümmermaterials, aus dem der G-Ring besteht.

Da der neu entdeckte Mond jedoch selbst für die Kameraaugen der Cassini-Sonde zu klein ist, um seine Größe genau zu vermessen, wurde diese anhand von Helligkeitsvergleichen mit dem bekannten Saturnmond Pallene geschätzt. Gestört wird die Bahn des neuen Mondes allerdings durch den größeren Saturnmond Mimas, der auch dafür verantwortlich ist, dass sich das Bogensegment nicht zu einem vollständigen Ring schließt.

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Die Forscher vermuten, dass sich im G-Ring noch weitere Kleinmonde von bis zu 100 Metern Durchmesser versteckt halten. Schon in kommenden Jahr soll die Cassini-Sonde den G-Ring genauer unter die Lupe nehmen. Gemeinsam mit den bereits bekannten Monden bringt es der Ringplanet Saturn somit auf bislang insgesamt 62 Trabanten.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov

Kohlenwasserstoff-Treibeis auf Titans Seen nährt Hoffnung auf exotisches Leben auf Saturnmond

Künstlerische Darstellung der von Treibeis bedeckten Seen auf flüssigen Kohlenwasserstoffen auf dem Saturnmond Titan. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/USGS 

Pasadena (USA) - Eine neubewertung von Daten der NASA-Saturnsonde "Cassini" liefert erstmals Hinweise darauf, dass auf den Seen und Meeren aus flüssigem Methan und Ethan auf dem Saturnmond Titan zahlreiche Blöcke aus Kohlenwasserstoff-Treibeis treiben. Die Existenz solcher frei treibenden Eisschollen könnte einige der bislang unerklärlichen unterschiedlichen Radiosignale der Oberflächen diese Seen erklären, wie auch Hinweise auf die Frage geben, ob es auf dem der jungen Erde gleichenden Mond exotische Lebensformen geben könnte.

"Das Entstehen von treibendem Kohlenwasserstoff-Eis ermöglicht das Vorhandensein einer interessanten Chemie an der Grenze zwischen flüssigem und festem Zustand und damit an einer Grenze, wie sie wahrscheinlich auch wichtig für die Entstehung des irdischen Lebens war", erläutert Jonathan Lunine von der Cornell University die Ergebnisse der gemeinsam mit Hauptautor Jason Hofgartner vom kanadischen Natural Sciences and Engineering Research Council durchgeführten Studie, die aktuell im Fachjournal "Icarus" veröffentlicht wurde.

Titan ist neben der Erde der einzige Himmelskörper im Sonnensystem mit stabilen Flüssigkeitskörpern ("Gewässern") und einem atmosphärischen Flüssigkeitskreislauf auf seiner Oberfläche. Während auf der Erde Flüsse, Seen und Meere jedoch mit Wasser gefüllt sind und selbiges vom Himmel regnet, ist es auf Titan ein Gemisch aus den Kohlenwasserstoffen Methan und Ethan. Beides sind zugleich organische Moleküle, die einige Wissenschaftler auch für mögliche Bausteine einer komplexen Chemie halten, aus der heraus sich auch Leben entwickelt haben könnte.

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Vor allem auf der Nordhalbkugel des Saturnmondes hat Cassini ausgedehnte Netzwerke von Flüssen und Seen und Meeren entdeckt, während solche Kohlenwasserstoffgewässer im Süden zwar vorkommen, aber eher selten sind.


Die Seen auf Titan reflektieren Radiowellen der Saturnsonde "Cassini" auf unterschiedliche Weise. Was bislang rätselhaft war, könnte durch Kohlenwasserstoffeis an der Oberfläche der "Gewässer" erklärt werden. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell

Bislang gingen die Cassini-Wissenschaftler davon aus, dass es auf den Titan-Seen kein Treibeis geben kann, da Methan - im Gegensatz zu Wasser - in seinem festen Eiszustand dichter ist als in flüssiger Form und entsprechenden Eis somit eigentlich absinken sollte.

Ein neues Modell bezieht nun jedoch auch die Möglichkeit einer Interaktion zwischen den Seen und der Atmosphäre mit ein, wodurch ein anderes Gemisch der Zusammensetzung, Taschen aus Stickstoffgas und Temperatureränderungen entstehen könnten. Das Ergebnis dieser Berechnungen ist die Erkenntnis, dass winterliches Eis tatsächlich auf den Titan-Seen und -Meeren schwimmen bzw. treiben kann, wenn die Temperatur unterhab des Gefrierpunktes von Methan (bei 90,4 Grad Kelvin bzw. minus 182,78 Grad Celsius) fällt und das Eis zudem mindestens fünf Prozent "Titan-Luft" enthält, deren Stickstoffgehalt deutlich höher ist als irdische Luft und die zudem keinerlei Sauerstoff enthält.

Sinkt die Temperatur dann jedoch nur um einige Grade, so beginnt das Eis abzusinken. Dies liegt an dem proportionalen Verhältnis von Stickstoffgas in der Flüssigkeit im Gegensatz zum Verhältnis des Gases in der verfestigten Form der Kohlenwasserstoffe.

Temperaturen nahe am Gefrierpunkt, der bei Methan identisch mit dem Schmelzpunkt ist, können demnach sowohl zu an der Oberfläche treibendem als auch absinkendem Eis führen. In einem solchen Fall entsteht sehr wahrscheinlich an der Oberfläche eine Eiskruste, während zugleich auch der Boden der "Gewässer" mit Eisblöcken übersät ist.

Welche Farbe dieses Treibeis hat, ist bislang noch nicht ganz klar. Die die Forscher vermuten, dass es wahrscheinlich - ähnlich wie das Wassereis der Erde - farblos mit einem aus der Titan-Atmosphäre stammenden, leicht rötlichen Hauch ist.

"Jetzt wissen wir, dass es durchaus möglich ist, dass das flüssige Methan-Ethan-Gemisch auf Titan zu dünnen Eisblöcken gefriert die dann gemeinsam ganz ähnlich erstarren, wie das arktische Meer im einsetzenden Winter", erläutert Hofgartner. "Nun gilt es, auch diesen Zustand der Titan-Seen und Meere mit einzuberechnen, wenn es darum geht, eine zukünftige Mission zur Erforschung der Titanoberfläche zu planen."

Weitere Aufschlüsse über die Erklärungstheorie die bislang verwirrenden Cassini-Radiosignale von den Titan-Gewässern erhoffen sich die Forscher von weiteren Beobachtungen der Reflektivität dieser Oberflächen. Ein See aus flüssigen Kohlenwasserstoffen sollte sich, wie man dies am Beispiel der nördlichen Titan-Seen schon jetzt beobachten kann, erwärmen, damit antauen und so durch das vom Grund an die Oberfläche steigende Eis deutlich stärker die Radiosignale von "Cassini" reflektieren. Durch diesen Vorgang würde auch eine deutlich gröbere Oberfläche entstehen, die mehr Radiosignale der Sonde reflektiert und dadurch deutlich heller erscheint. Wird das Wetter dann zusehends wärmer, sollte auch das Eis schmelzen, sich die Oberfläche wieder vollkommen verflüssigen und so die Titan-Seen auf den Cassini-Aufnahmen wieder dunkler erscheinen.

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Quelle: NASA

Wolken über nördlichen Methanseen: Sommer auf Saturnmond Titan

Wolkenbewegung über dem Ligeia Mare auf dem Saturnmond Titan, aufgenommen von der Cassini-Sonde Ende Juli 2014. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Pasadena (USA) - Neuste Aufnahmen der NASA-Saturnsonde "Cassini" zeigen Wolken, die über die Seen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen auf der Nordhalbkugel des Saturnmondes Titan hinwegziehen. Die neuerliche Wetteraktivität deuten Exometeorologen als eines der schon zuvor anhand von Klimamodellen des Saturntrabanten vorhergesagten Anzeichen für den einsetzenden nördlichen Sommer und damit einhergehender Stürme auf Titan.

Wie das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA berichtet, stammen die neuen Aufnahmen der über die nördlichen Titanseen dahinziehenden Wolken von Ende Juli und zeigen die Wolkenbewegung und Verwehung über einem der großen Methanseen, dem Ligeia Mare, über einen Zeitraum von etwas mehr als zwei Tagen. Messungen der Wolkenbewegung sprechen dafür, dass diese Wolken sich mit 3 bis 4,5 Metern pro Sekunden bewegen.

Mehrere Jahre schon beobachten Astronomen mit Hilfe der Cassini-Sonde Wolkenaktivität über der Südpolregion von Titan. Zwar konnten schon mit dem über der nördlichen Hemisphäre des Mondes einsetzenden Frühling erste Wolken beobachtet werden. Dann jedoch fegte 2010 ein gewaltiger Sturm über die niedrigen Breitengrade des Titan, wonach nur noch wenige vereinzelte Wolken beobachtet wurden. Das Ausbleiben von Wolken hatte die Experten seither vor ein Rätsel gestellt - sagten die Klimasimulationen doch eine mit dem Titan-Sommer einhergehende Wolkenzunahme über den nördlichen Breiten voraus.

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Da ein Jahr auf Titan rund 30 Erdenjahren entspricht und jede Jahreszeit etwa sieben Jahre andauert, mussten sich die Titan-Astronomen um die Cassini-Wissenschaftlerin Elizabeth Turtle vom Applied Physics Lab an der Johns Hopkins University etwas gedulden.

Die Beobachtung jahreszeitlicher Veränderungen auf Titan wird auch zukünftig eines der Hauptziele des Cassini-Mission sein, wenn mit dem Sommer im Norden, auf der Südhalbkugel die auch auf Titan dunklen Jahreszeiten einsetzen.

Zum Thema

Titan ist der größte der 62 Saturnmonde und unterscheidet sich von allen anderen Monden in unserem Sonnensystem nicht zuletzt durch seine mit der Dichte einer Planetenatmosphäre vergleichbare Gashülle. Darüber hinaus ist es neben der Erde der einzige Himmelskörper in unserem Sonnensystem, auf dem Flüsse, Meere und Seen die Oberfläche prägen und es einen planetaren atmosphärischen Flüssigkeitskreislauf mit Regen und Schnee gibt. Allerdings regnet auf Titan kein Wasser in Seen und Flüsse, sondern flüssige Kohlenwasserstoffe wie Methan und Ethan. Zudem vermuten Wissenschaftler einen Ozean aus flüssigem Wasser, der unter der frostigen Oberfläche des Titan verborgen liegt und aus dem heraus Eisvulkane die Oberfläche mitgestalten. Alles in allem zählt der Saturnmond somit zu den interessantesten Kandidaten nach außerirdischem Leben in unserem Sonnensystem.

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"Magische Insel" auf Saturnmond Titan wieder aufgetaucht

Die "Magische Insel" auf Aufnahmen der Cassini-Sonde vom 10. Juli 2013 (m.) und vom 21. August 2014 (u.). (HIER finden Sie eine vergrößerte Darstellung.) | Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell

Pasadena (USA) - Ein Landschaftsmerkmal auf dem Saturnmond Titan, stellt Wissenschaftler weiterhin vor ein Rätsel: Erstmals im Juli 2013 auf Radaraufnahmen der Küstenlandschaft eines der größten Kohlenwasserstoffseen des Mondes entdeckt, war das inselartige Gebilde auf späteren Aufnahmen auch schon wieder verschwunden. Jetzt haben die NASA-Forscher die als "Magical Island" (Magische Insel) bezeichnete Struktur wieder ausfindig gemacht – und stehen immer noch vor einem Rätsel.

Mit einer dichten Atmosphäre, Bergen, Dünen, Seen, Meeren, Flüssen und einen atmosphärischen Flüssigkeitskreislauf gleicht der größte der 62 bekannten Saturnmonde unserer Erde wie kein zweites Objekt im Sonnensystem. Allerdings ist es auf Titan nicht Wasser sondern flüssige Kohlenwasserstoffe wie Methan und Ethan, die die Gewässer füllen und vom Himmel regnen.

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Während frühere Aufnahmen das Ligeia Mare noch ohne die Struktur zeigen, wurde diese erstmals auf Bildern der Cassini-Sonde vom 10. Juli 2013 entdeckt (…wir berichteten). Als das Cassini-Team dann jedoch auf Aufnahmen, die einige Monate später gemacht wurden, erneut nach der "Magischen Insel" suchten - war diese verschwunden.


Zum Vergleich: Auf der Cassini-Aufnahme vom 10. Juli 2013 ist eine inselartige Struktur zu erkennen (o. Pfeil), wie sie auf früheren Aufnahmen noch nicht zu sehen war. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell

Erneut fündig wurden die NASA-Wissenschaftler um Jason Hofgartner von der Cornell University nun allerdings auf den Aufnahmen des jüngsten Vorbeifluges der Sonde an Titan vom 21. August 2014. Die neuste Aufnahme zeigt nun jedoch zugleich, dass sich die Form der "Insel" im Vergleich zu vor 11 Monaten deutlich verändert hat.

Mittlerweile sind sich die Forscher sicher, dass es sich nicht um ein technisches Radar-Artefakt, einen Bild- oder Datenfehler handelt. Auch gebe es keinen Hinweis darauf, dass die Struktur ein Ergebnis von Verdunstungsprozessen entlang der Küstenlinie von Ligeia Mare ist, da sich diese im Vergleich zur "Insel" auf den unterschiedlichen Aufnahmen kaum verändert hat.

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Wie schon angesichts der früheren Aufnahmen spekulieren die Forscher derzeit über verschiedene Erklärungsmöglichkeiten für die Struktur. Sicher sei jedoch, dass es sich um die erste Beobachtung eines dynamisch-geologischen Prozesses auf der nördlichen Hemisphäre von Titan handele: "Diese Entdeckung belegt, dass die Flüssigkeiten, die die Meere, Seen und Flüsse der nördlichen Titanhemisphäre bilden, nicht einfach nur stille und unveränderliche Merkmale sind sondern, dass auch sie sich verändern und so die Landschaft prägen und formen", so Hofgarntner. "Derzeit wissen wir aber noch gar nicht, wie diese "Insel" erscheinen konnte und was sie überhaupt ist. Aber genau das wollen wir durch zukünftige Untersuchungen herausfinden."

Da die nördliche Hemisphäre des Saturnmondes derzeit in den Titan-Sommer übergeht, vermuten die Astronomen, dass das Auftauchen der "Insel" von eben diesem Jahreszeitenwechsel verursacht wird. Unter anderem, so vermuten die Wissenschaftler, könnte es sich um Wellen handeln, die dem Cassini-Radar eine Art "Geisterinsel" vorgaukeln. Es könnten aber auch Gasblasen sein, die vom Boden des Ligeia Mare emporsteigen oder um in Folge von Tauprozessen auftauchende Feststoffe, die so das Radarbild entstehen lassen. "Vielleicht sind es aber auch mehrere Prozesse, die hier zusammenspielen?".

Auch zukünftig wollen die Cassini-Forscher das Ligeia Mare im Auge behalten, um so mehr über das Rätsel der "magischen Insel" zu erfahren.

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Quelle: NASA