Huygens - Titan 4B (002)  

Huygens

Sonde der ESA, die von dem Orbiter Cassini transportiert wird, zur Untersuchung des Titan.

» Daten:
Start:  15. Okt. 1997, 08:43 GMT
» Nutzlast:  DISR, DWE, GCMS, SSP, ACP, HASI, IDS
Leergewicht im Orbit: 319 kg

Bild vergrößernHuygens Abkopplung vom Orbiter Cassini
©ESA

Gegen Ende der ersten Umkreisung des Saturns durch den Cassini-Orbiter soll die Titan-Landesonde Huygens am 25. Dezember von diesem ausgesetzt und in Richtung Titan fliegen. Rund zwei Wochen später soll sie in die neblige Atmosphäre des Saturnmondes eintreten und an Fallschirmen zur Oberfläche sinken, um die chemischen Geheimnisse dieser fremdartigen Welt zu enthüllen.

Der Mond Titan ist mit seinem Durchmesser von 5.140 Kilometern nach dem Jupiter-Trabanten Ganymed der zweitgrößte Mond unseres Sonnensystems und größer als etwa der Planet Merkur. Es wird vermutet, dass seine stickstoff- und kohlenstoffhaltige Atmosphäre dem Zustand der frühen Erdatmosphäre vor der Entstehung des Lebens ähnelt. Die mit einer Geschwindigkeit von 30.000 km/h auf den Titan stürzende Sonde wird zunächst durch die Atmosphäre des Mondes abgebremst. Sobald sich ihre Geschwindigkeit auf etwa 1.400 km/h verlangsamt hat, werden eine Reihe Fallschirme entfaltet, um einen kontrollierten Abstieg und die Messungen zu ermöglichen.

Bild vergrößernDie Phasen der Landung von Huygens auf dem Titan
©ESA

Während des etwa 2,5-stündigen Abstiegs der zu diesem Zeitpunkt 343 Kilogramm schweren Sonde sollen mit wissenschaftlichen Experimenten die Atmosphäre und die Oberfläche des Saturnmondes untersucht werden. Die Daten sollen während dieser Zeit zu Cassini in den Orbit übermittelt und von dort zur Erde gefunkt werden. Übersteht Huygens die Landung auf dem Mond, können noch weitere 30 Minuten lang Informationen von der Titan-Oberfläche gesammelt werden. Die Mission endet, wenn die Batterien von Huygens leer sind oder der Cassini-Orbiter außer Reichweite ist.

Der Saturnmond Titan, der an Größe den Planeten Merkur übertrifft, ist von einer dunstigen stickstoffreichen und kohlenwasserstoffhaltigen Atmosphäre umgeben. Man nimmt an, dass die chemische Zusammensetzung des Titan stark der der Erde vor Entstehung des Lebens ähnelt, auch wenn er um einiges kälter ist (-180°C) und es auf ihm kein flüssiges Wasser gibt. Von den Untersuchungen, die Huygens vor Ort durchführen wird, sowie den großräumigeren Beobachtungen durch den Cassini-Orbiter während seiner verschiedenen Vorbeiflüge an Titan erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die frühesten Entwicklungsstadien der Erdatmosphäre sowie Hinweise auf die Voraussetzungen, die die Entstehung des Lebens auf unserem Planeten ermöglicht haben. Die Sonde verfügt über 12 Messinstrumente, die in zwei Gruppen eingeteilt sind: fernerkundliche Instrumente und Geräte zur Untersuchung von Partikeln und elektromagnetischen Feldern und Wellen. Die fernerkundlichen Instrumente sind optische Kameras für verschiedene Wellenlängen und Auflösungen.

Bild vergrößernLandeszenario 2
©ESA

Ob die Daten jedoch in den geplanten Mengen zur Erde übermittelt werden können, ist nicht ganz sicher. Anfang September 2000 ergaben Signaltests, dass die Titan-Landesonde die Messdaten nicht störungsfrei an den Cassini-Orbiter übermitteln kann. Obwohl die Sender an Bord von Huygens und der Empfänger an Bord von Cassini in ihren Frequenzbereichen exakt aufeinander abgestimmt wurden, reicht die Bandbreite zur Übertragung der Daten nicht aus. Denn der Cassini-Orbiter verharrt nicht still über der Landesonde, sondern entfernt sich mit rund fünf Kilometern pro Sekunde von ihr. Die Folge: Durch die Bewegung Huygens in Richtung Titan mit einer Geschwindigkeit von 5,6 km/sec. verschiebt sich das Frequenzband entsprechend und es kommt zu einer so genannten Dopplerverschiebung. Wie unterschiedliche Töne, die man bei einem sich nähernden und wieder entfernenden Zug wahrnimmt, kommen die Funkwellen von Huygens bei Cassini anders an, als sie abgeschickt wurden. Dabei ist es egal, ob sich beide Sonden mit unterschiedlicher oder gleicher Geschwindigkeit aufeinander zu oder voneinander weg bewegen: Infolge der Frequenzverschiebung kann Cassini nur etwa 10 Prozent der Signale von Huygens auffangen. Der frequenzverschobene Rest verschwindet auf Nimmerwiedersehen im kosmischen Nirwana.

Am 20. Dezember 2000 veröffentlichte die ESA den Bericht einer unabhängigen Untersuchungskommission. Ein Bündel von Maßnahmen wird aufgelistet, die zusammen genommen das Problem lösen könnten. Es wurde nach Optionen gesucht, um doch noch einen lückenlosen Ablauf der Huygens-Mission zu gewährleisten. Die beabsichtigten Alternativen dürften nach Erwartung der Experten indessen mehr Treibstoff kosten und das ohnehin komplizierte Programm noch schwieriger machen. Eine der von der ESA vorgeschlagenen Lösungen könnte aus einer Reduzierung der Geschwindigkeit des Cassini-Orbiters bestehen, um den Empfang der Huygens-Signale zu verbessern. Möglich wäre auch die Anhebung der Cassini-Umlaufhöhe. Schließlich ist denkbar, die Cassini-Antenne ständig auf Huygens gerichtet zu halten, anstatt sie von Anfang an auf den Huygens-Landeplatz auszurichten.





 
 
 
 
 
 
 


 


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