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Titan - der verschleierte Riese (Video, Sound u. Panorama)  (Archiv) 
Oberfläche des Saturn-Mondes Titan, Quelle: ESA/NASA
Archiviert: 10.02.2005
Titan ist mit 5.150 Kilometern Durchmesser der größte Mond des Saturn und der zweitgrößte Mond im ganzen Sonnensystem. Er ist sogar größer als die Planeten Merkur und Pluto.
Die Cassini-Huygens-Mission wurde nach zwei bedeutenden Astronomen des 17. Jahrhunderts benannt: dem italienisch- französischen Astronomen Jean-Domenico Cassini (8.6.1625 - 14.9.1712) und dem holländischen Astronomen Christiaan Huygens (14.4.1629 - 8.7.1695), der Titan im Jahre 1655 entdeckte.


Titan 2004-10-26
VIDEO, Rundblick und Sound vom Titan
finden Sie hier bzw. am Ende dieses Artikels.

Der Saturn-Mond Titan

Was ihn wirklich einzigartig macht: Titan ist der einzige Mond im ganzen Sonnensystem, der eine eigene Atmosphäre besitzt! Das ist eine wichtige Voraussetzung für die Entstehung von Leben - für Astronomen also ein echtes "Schmankerl". Zudem enthält Titans Atmosphäre das Biogas Methan, das auf der Erde vorwiegend durch die Zersetzung organischer Stoffe entsteht.

Unter dichten Schleiern verborgen

Die dichte Atmosphäre macht den Mond auch geheimnisvoll: Titan blieb bislang unter dem orangen Schleier komplett verborgen. Die Voyager-Sonden konnten von der Oberfläche nichts erkennen. Erst der Sonde Cassini-Huygens gelang ein kleiner Blick durch die Atmosphäre.

Kunststoff in der Luft

Die Titan-Atmosphäre reicht bis zu 600 Kilometer hoch über die Oberfläche ins All - das ist zehnmal weiter als bei der Erde. Doch die Atmosphäre des Titan wirkt alles andere als lebensfreundlich: Die orangefarbene Dunstglocke besteht vor allem aus Stickstoff und Methan, aber es finden sich auch viele organische Kunststoffe - Polymere aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, "Tholine" genannt. Diese sinken als Staub auf die Oberfläche des Mondes - und könnten vielleicht ein Grundbaustein des Lebens sein. Für Forscher ist Titan deshalb besonders spannend, denn sie vermuten auf dem Mond ähnliche Umweltbedingungen und chemische Voraussetzungen wie auf der frühen Erde.

Titans Plastik-Ursuppe im Labor

Allerdings hat der Saturnmond bei minus 180 Grad Celsius eigentlich kein flüssiges Wasser, in dem sich der Kunststoff zur Lebenssuppe auflösen könnte. Man vermutet zwar Seen auf Titan, doch die wären aus Ethan und Methan. In den letzten Jahren haben Astrophysiker außerdem herausgefunden, dass es gefrorenes Wasser auf der Oberfläche gibt. Vulkanausbrüche und Meteoriteneinschläge könnten dieses Wasser immer wieder kurzfristig geschmolzen haben. Und da es auf dem Titan auch reichlich Ammoniak - ein Frostschutzmittel - gibt, kann das Wasser selbst bei diesen frostigen Temperaturen für lange Zeit flüssig bleiben. Lange genug, dass einmal Leben auf diesem ungemütlichen Mond entstand?


ESA-Landesonde Cassini-Huygens gelandet

Raumsonde Cassini-Huygens
Es mag plakativ, etwas abgedroschen und womöglich gar ein wenig zu enthusiastisch klingen - aber am Freitag, den 14. Januar 2005, wurde um kurz nach 11.00 Uhr MEZ eine neue Seite im Buch der Raumfahrtgeschichte aufgeschlagen. Nein mehr noch: ein neues Kapitel Raumfahrtgeschichte geschrieben. 1,5 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt, genau 15 Minuten nachdem drei unabhängig voneinander operierende Timer die Sonde aus ihrem Tiefschlaf weckten, näherte sich die bislang spektakulärste Landung einer Raumsonde auf einer fremden Welt unweigerlich ihrem Höhepunkt.

Den lunaren Rubikon überschritten

Als um Punkt 11.13 Uhr MEZ die büchsenähnliche Kapsel mit einer Geschwindigkeit von 20.000 Stundenkilometern vollautomatisch, ohne Steuertriebwerk, im steilen Winkel in 1270 Kilometer Höhe in die dichte Atmosphäre des geheimnisumwitterten Saturnmondes eintauchte, überschritt Huygens den lunaren Rubikon auf Nimmerwiedersehen.

Oberfläche des Mondes Titan aus 16 km Höhe
Oberfläche des Mondes Titan aus 16 km Höhe
Bereits vier Minuten nach ihrem Eintritt in die Gashülle des Trabanten schickte Huygens das erste Datenpaket an Cassini. Nach fünf Minuten bremste die dichte Stickstoffatmosphäre den fremden Eindringling auf rund 1080 km/h ab, bevor sich in einer Höhe von rund 180 Kilometern zunächst ein kleinerer Fallschirm (2,5 m) öffnete, der den oberen Hitzeschutzschild wegzog und Raum für den ersten Hauptfallschirm (8,3 m) freigab. Kurz nachdem der zweite Fallschirm Huygens auf 3660 km/h abbremste, verabschiedete sich der große Hitzeschutzschild. Schon 42,5 Sekunden später arbeiteten die Instrumente des Landers auf Hochtouren. Ein dritter Fallschirm verlängerte den Sinkflug der Eintauchsonde auf zweieinhalb Stunden.

Oberfläche des Mondes Titan aus 8 km Höhe
60-Grad-Panorama- Aufnahme vom 14.01.05. Die weißen Streifen auf dem Bild könnten Nebelstrukturen sein, die aus Methan bestehen. Die Windgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Aufnahme betrug um die 6 bis 7 Meter pro Sekunde. Aufnahme erfolgte aus einer Höhe von acht 8 Kilometern. Die Auflösung beträgt 20 Meter pro Pixel. Bild: ESA/NASA/University of Arizona.
Während dieser Zeit schwebte Huygens mit pausenlos arbeitenden Sensoren der Oberfläche des Titan entgegen und analysierte die Umgebung und die chemische Zusammensetzung der dunstigen Atmosphäre, sammelte Daten über Temperatur, Luftdruck, Windrichtung, Windstärke, elektrische Eigenschaften, Wolkendichte und vieles andere mehr. Nach dem Durchbrechen der Wolkendecke, quasi in der letzten Phase des Abstiegs, nahmen zwei Kameraaugen die bislang unbekannte Oberfläche des Himmelskörpers ins Visier und schossen die ersten Bilder. Augenblicklich funkte der sondeneigene Computer sämtliche Daten und Bilder an das Cassini-Mutterschiff, die dort vierfach zwischengespeichert und dann zur Erde gesendet wurden. Um 13.34 Uhr MEZ landete die Sonde auf felsigem Terrain. Bei der etwas unsanften Niederkunft fiel zwar einer von neun Sensoren aus, der aber nach 3,5 Minuten wieder einsatzbereit war.


Besser als gedacht

Dass dieses Wunschszenario der ESA von der Realität noch glattweg getoppt wurde, hätte eigentlich kein Forscher ernsthaft für möglich gehalten. Aber die ESA-Sonde legte nicht nur eine bilderbuchmäßige Landung hin, sondern schaffte es sogar, knapp vier Stunden auf Sendung zu bleiben. Es war das erste Mal in der Raumfahrtgeschichte, dass ein irdischer Flugkörper mit der Oberfläche einer fremden Welt im äußeren Sonnensystem Tuchfühlung aufgenommen hat. Und es war zugleich das erste Mal, dass Astronomen einen genauen Blick hinter dem ständig präsenten dichten orange-braunen Wolkenteppich des "mystischen" Saturnmonds werfen konnten. Dass gestern die Nerven der mehr als weltweit 260 beteiligten Wissenschaftler der NASA- und ESA-Projektteams und der mehr als 300 Journalisten, die das Geschehen in dem europäischen Kontrollzentrum ESOC in Darmstadt verfolgten, bis zum Zerreißen gespannt waren, lag in der Natur des Ereignisses.

Denn in Erinnerung an den verschollenen Mars-Lander Beagle-2 war die Nervosität auf Seiten der Europäischen Raumfahrtagentur ESA spürbar. Schließlich ist das 300 Millionen Dollar teure Huygens-Messgerät der Hauptbeitrag der ESA zur Cassini-Mission.

Fließender Datenfluss

In jeder Phase des Fluges von Cassini über dem Horizont des Titan, überschüttete die ESA-Sonde das NASA-Mutterschiff mit einer Flut von Daten. Gesammelt wurden die eingehenden Daten zuerst vom Bodenstationsnetz der NASA für interplanetare Missionen. Danach ging das Material sofort an die ESOC ( http://www.esa.int/SPECIALS/ESOC/ ), wo derzeit die wissenschaftliche Auswertung im vollen Gange ist. "Alle Huygens-Wissenschaftler sind begeistert. Das lange Warten hat sich gelohnt", sagte der Huygens-Misssionsleiter der ESA, Jean-Pierre Lebreton. "Ich bin sehr glücklich, Ihnen die Daten zu präsentieren. Wir können uns jetzt ein genaueres Bild vom Titan machen. Dennoch müssen wir in den nächsten Monaten hart daran arbeiten."

Tatsächlich klappte (fast) alles wie am Schnürchen. Die erste Bestätigung von dem erfolgreichen Sinkflug des Huygens-Lander erfolgte gestern um 11.25 Uhr MEZ durch das Green-Bank-Telescope im US-Bundesstaat West Virginia. Immerhin benötigte das Funksignal allein für die einfache Strecke Erde-Titan 84 Minuten, um die 1,5 Milliarden Kilometer lange Strecke zu bewältigen.


Aufnahme kurz vor der Landung
Die ESA-Forscher vermuten, dass auf diesem Bild das Gebiet zu sehen ist, auf dem Huygens landete. Viele Interpretationen sind aber noch nicht ausgereift. Erst der Vergleich der mehr als 350 aufgenommenen Fotos und eine genaue Nachbearbeitung des Materials wird den Forscher dabei helfen, die richtigen Antworten zu finden.
Die ersten Bilder
... zeigen eine fremde Welt, auf der Wassereis existiert und Kohlenwasserstoffe das Sagen haben. Die ESA-Landesonde Huygens schob den trüben "titanischen" Vorhang ganz zur Seite und legte eine perfekte Landung hin, sendete fleißig Bits und Bytes: insgesamt zirka 11 MByte. Das ESA-Landegefährt Huygens überraschte alle, funkte sie doch knapp vier Stunden lang wissenschaftliche Daten zur Erde. Mehr als 350 Bilder liegen bislang vor, von denen die ersten fünf nunmehr veröffentlicht wurden. Auf ihnen präsentiert sich eine fremde, zum Teil marsähnliche Welt. Heute wurden im Rahmen einer großen Pressekonferenz die ersten handfesten Ergebnisse bei der ESOC in Darmstadt vorgestellt (siehe auch Huygens-Countdown: The day after).

Die 100-Meter-Antenne registrierte ein schwaches, aber eindeutiges Funksignal. Auch wenn Huygens während der zweistündigen Landephase ganz auf sich alleine gestellt war, funkte das 1,6 Durchmesser große Vehikel die Daten wunschgemäß an seine Muttersonde Cassini, die - als Relaisstation fungierend - die Informationen zur Erde weiterleitete, wo insgesamt 18 Radioteleskope darum bemüht waren, jeden Bit der gesammelten Information einzufangen. Dass die irdischen Antennen nicht direkt auf Huygens ausgerichtet waren, lag daran, dass die ESA-Sonde keinen Empfänger an Bord hatte und daher nur einseitig Daten verschicken, aber keine Befehle erhalten konnte. Da Huygens über kein eigenes Datenspeicherungssystem verfügte, konnte es die Informationen nicht empfangen und speichern, sondern nur senden - und das mit der bescheidenen Übertragungsgeschwindigkeit von 1 bis 8 KBit/sec.

Ein Instrument fiel aus

"Brillante Daten" lieferte auch das "Surface Science Package Instrument" (SSP), wie ihr Leiter, John Zarnecki, betonte. Allein dieses Experiment sammelte 3 Stunden und 37 Minuten lang Daten. "Wir hatten zwar für dreieinhalb Minuten keinen Datenstrom. Danach hatten wir aber keinen Datenverlust mehr."

Mit einem Verlust mussten die Forscher dann doch leider vorlieb nehmen: Das Doppler Wind Experiment (DWE), das während ihres Huygens-Abstieg u.a. die Winde Titans studieren sollte, hat aber früher als erwartet seine Dienste eingestellt. Was zu dem Ausfall führte, bedarf noch der Klärung. Sicher ist nur, dass hierdurch ein Teil der Windmessdaten des DWE verloren gegangen sind. Ein Großteil der fehlenden Informationen könne jedoch aus Signalen, die auf der Erde aufgezeichnet wurden, rekonstruiert werden. Diesen Ausfall bewertete Southwood als "Opfer an die Götter". Spekulationen, die amerikanische Raumsonde Cassini, die Huygens als Relaisstation dient, sei falsch programmiert gewesen, wies Southwood zurück. "Für das, was passiert ist, ist allein die ESA verantwortlich."

Umso erfolgreicher operierte HASI (Huygens Atmospheric Structure Instrument) ( http://www.esa.int/esaCP/SEMG9Y9DFZD_Germany_2.html ), das die Struktur und physikalischen Eigenschaften der Titanatmosphäre untersuchte, nicht zuletzt aber dank eines installierten Mikrophons Geräusche der fernen Welt aufnehmen konnte, die via Cassini direkt an die Erde gesandt wurden. Es bestätigte sich auch, dass die Oberfläche des Titan minus 180 Grad kalt ist. Konnten Methan und Ethan nachgewiesen werden, so arbeiten die ESA-Forscher noch an der Auswertung der längerkettigen Kohlenwasserstoffe. Inwiefern hierbei auch Aminosäuren - die Bausteine des irdischen Lebens - eine Rolle spielen, wird die Zeit zeigen, erklären die Forscher

Titan-Oberfläche - kurz vor der Landung
Foto kurz vor dem Touchdown
Wie interpretiert man die Bilder?

Da die Bilder zum Teil noch verschwommen wirken, erweist sich eine momentane Interpretation als recht schwer. Einige Huygens-Bilder deuten auf den ersten Blick auf die Existenz von Wasser hin (siehe Bilder oben). "Dies könnten Kanäle, Schluchten und vielleicht auch eine Küste sein", spekuliert Marty Tomasko, ein Foto-Spezialist der University of Arizona.

Immerhin scheinen die Daten die Annahmen der Wissenschaftler zu bestätigen, dass die Oberfläche des Titan aus Methan-Seen und -flüssen und kleinen und großen Brocken aus Wassereis besteht, sagte Tomasko.

Er zeigte ein aus mehreren Schwarz-Weißfotos zusammengesetztes Panorama, das dem Anflug über einer Küste ähnelte. Die weißen Flächen könnten Bodennebel sein, sagte Tomasko. Er vermute, dass "Huygens" auf einer sumpfartigen orangefarbigen Fläche gelandet sei. Das Foto (rechts) aus seiner Umgebung zeige etwa 4-15 Zentimeter hohe Steine oder Eisblöcke, die durch die Perspektive wesentlich größer erscheinen. Die Oberfläche ist etwas dunkler als erwartet. Aufgrund der rötlichen Farbe könnte man glatt auf Mars tippen.

Titan-Techno

Wie dem auch sei - als Marcello Fulchignoni, der Chef des HASI-Experiments, auf der Pressekonferenz die Sounds of Titan, dessen Stakkato, Grollen und dumpfes Klopfen in der Tat an Techno-Musik erinnert, erstmals der Öffentlichkeit vorstellte, ging ein Raunen durch den überfüllten Saal. "Davon haben wir noch zwei Stunden Material", scherzte Fulchignoni. Unklar sei jedoch, ob das Geräusch von Windböen verursacht wurde. "Wenn man genau hinhört, sind Unterschiede zu erkennen, aber die genaue Analyse erfordert Zeit." Immerhin herrscht Einigkeit darin, dass der zu hörende Beat von der Pumpe des Aerosol-Analysators der Huygens-Sonde stammt. Die ESOC-Sprecherin Jocelyne Landeau-Constantin bezeichnete die "titanische" Geräuschekulisse dennoch als die "beste Techno-Musik", die sie je gehört habe.

Während der "Gas Chromatograph and Mass Spectrometer" (GCMS) die Existenz von dichten Methan-Wolke und die von steinhartem Wassereis bestätigen konnte, fand HASI indes keine Hinweise auf Wetterphänomene, die einhergehen mit Blitze und Donner. Die Forscher wiesen einhellig darauf hin, dass man sich in Geduld üben müsse. Man habe die Nacht durchgearbeitet und werde in den nächsten Woche weitere, interessante Ergebnisse vorstellen. Die Bearbeitung der Bilder werde noch Wochen dauern.


VIDEO - Klicken Sie auf den folgenden Link
http://www.diagramm.net/download/space/titan_2005-01-15.wmv

Huygens Rundblick vom Titan:
Titan-Panorama - Klick hier!

Titan-Sound
http://www.diagramm.net/download/space/huygens_descent.mp3

Die Huygens-Cassini-Homepage der Nasa
http://saturn.jpl.nasa.gov/home/index.cfm

Doppler WindExperiment (DWE)
http://www.diagramm.net/download/space/dwe_deutsch.pdf

Wenn Sie wissen wollen, wo Cassini im Moment ist, -besuchen Sie den Flugbahnsimulator der Sternenmissionen. Hier können Sie genau die Flugbahn der Raumsonde Cassini verfolgen.
http://www.space-odyssey.de/scassini.htm





Webseite diagramm, 15.01.2005

Thema: k.D.

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