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Cassini Mission im ersten Halbjahr 2008

Einleitung

Dieser Artikel beschreibt die aktivtäten von Cassini sowie besondere Ergebnisse der Mission vom Januar bis Juni 2008.Dies ist das letzte Halbjahr der Primärmission. Ab dem 1.7.2008 beginnt dann die erweiterte Mission. In dieser Phase wird Cassini die Umlaufsdauer immer weiter verkürzen und am Schluss in einer Umlaufbahn landen die genau die halbe Umlaufsdauer von Titan hat, also diesen alle 2 Umläufe begegnet. Gleichzeitig wird die höchste Bahnneigung zum Saturnäquator erreicht, wodurch man einen guten Blick auf die Pole und das Ringsystem hat.

Ich habe für diesen Teil nun auch mich dem offiziellen Nummerierungsschema angeschlossen, das von meinem System abwich und die Orbits erst ab Durchlaufen der ersten Apoapsis zählte und vorher einen 0.ten Orbit hatte. Da nun die Orbits in immer kürzerem Abstand folgen habe ich sie auch zusammengefasst, wenn es keine weiteren Neuigkeiten oder Vorbeiflüge gibt.

Orbit 55

Der 55.ste Orbit beginnt noch im letzten Jahr mit dem Durchlaufen der Apoapsis in 36.5 Saturnradien Abstand. Cassini befindet sich auf eine 37.7 Grad geneigten Bahn zu Saturn. Die Umlaufsdauer beträgt 15.9 Tage und der saturnnächste Punkt wird am 4.1.2008 durchlaufen,

Am 3.1.2007 wird Dione in 121.703 km Entfernung passiert und globale aufnahmen des Mondes gewonnen. Mit einer Phase von 76 Grad zeigt sich fast "Halbdione". (Phase 0 = Neumond, Phase 180 = Vollmond).

Einen Tag später findet der Titanvorbeiflug T40 in 1010 km Entfernung zur Oberfläche statt. Die nächste Annäherung findet über 12 Grad südlicher Breite statt. Folgende Untersuchungen sind für T40 geplant:

Beim letzten Titanvorbeiflug am 20.12.2007 entstand dieser Streifen von Titan. Er überdeckt erstmals den Südpol und hat eine Länge von 760 km bei einer Breite von 150-170 km. Die kleinsten sichtbaren Details sind 351 m pro Pixel groß. Sichtbar sind zwei Seen, der größere davon (angeschnitten links unten) war schon auf SSI Aufnahmen aus größerer Entfernung bekannt. Einige andere leere und verhältnismäßig glatte Einschlagsbecken werden als ausgetrocknete Seen gedeutet. Das eingefärbte Bild entspricht der Helligkeit der rückgestreuten RADAR Wellen, also nicht echten Oberflächenfarben. Je dunkler ein Gebiet ist desto mehr schluckte es die Radarstrahlen. Je heller, desto besser reflektiert es die RADAR Signale.

Orbit 56

Am 9.1.2008 passiert Cassini erneut die Apoapsis und der nächste Orbit beginnt. Der Titanvorbeiflug verändert die Bahnparameter. Die Bahn wurde verkürzt und Cassini entfernt sich nur auf 30.2 Saturnradien. Die Umlaufsdauer sinkt auf 12 Tage, und die Bahnneigung steigt durch die Passage des Südpols an und erreicht nun 46.6 Grad. Am 15.1.2008 wird der saturnnächste Punkt passiert, der nun wieder auf 3.3 Saturnradien an den Planeten herangerückt ist. Es gibt keine nahen Vorbeiflüge an einem der Monde bei diesem Orbit.

Neu sind einige neuen Karten. Die Vorbeiflüge im letzten Jahr waren vor allem bei Titan und natürlich Iapetus ertragreich. Bei Iapetus wurde ein großes Gebiet nun erstmals hochauflösend kartiert, bei Titan steigt die Abdeckung langsam an. Bedingt durch den Smog bleibt die Auflösung aber gering und das Nordpolgebiet ist nach wie vor im Schatten. Auf dieser Karte fehlen allerdings die Scans des RADAR Instrumentes welches 20 % des Mondes schon erfasst hat und auch die VIMS Daten.

Karte Ende 2006:

Karte Oktober 2007

Iapetus Ende 2006

Iapetus im Januar 2008

Für Iapetus wird sich dies nun nicht mehr groß ändern, denn für die erweiterte Mission ist kein weiterer Vorbeiflug an diesem Mond geplant. Bedingt durch seine Bahn 14.7 Grad zum Saturnäquator geneigt und in großer Entfernung ist Iapetus schwer erreichbar und man braucht einige Umläufe um diese Entfernung zu erreichen und wieder abzubauen.

Orbit 57-59

Orbit 57 beginnt am 22.1.2007. Er hat einem Umlaufszeit von 11.9 Tagen und führt zwischen 3.3 und 30.1 Saturnalien durch das System.. Einen nahen Vorbeiflug gibt es nicht bei diesem Orbit. Am 27.1.2007 wird die Periapsis durchflogen und am 2.2.2008 die Apoapsis.

Ohne einen Vorbeiflug hat Orbit 58 nahezu dieselben Bahndaten. Der saturnnächste Punkt wird am 8.2.2008 durchlaufen und die Apoapsis am 14.2.2008. Orbit 59 teilt das Schicksal seiner beiden Vorgänger nun nicht. Nach durchlaufen der Periapsis am 20.2.1008 gibt es am 22.2.2008 einen gezielten Vorbeiflug an Titan. T41 findet in einer minimalen Distanz von 1000 km statt. Er verkürzt die Umlaufperiode auf 10.6 Tage und den saturnfernsten Punkt auf 27.1 Radien.

Der Orbit 59 beginnt am 14.2.2008 in 30.2 Saturnradien Entfernung. Am 22.sten findet der Vorbeiflug an Titan statt, der die Bahn absenkt auf 27.1 Radien maximale Entfernung, die am 25.2.2008 erreicht werden.

Der Vorbeiflug T41 findet erneut über dem Landeplatz von Huygens statt. Erneut nutzt man wie bei T18 dies um den Landeplatz mit dem RADAR Instrument zu untersuchen. Diesmal ist die Distanz über dem Landeplatz geringer und man erhofft sich noch bessere Aufnahmen. Um die Aussagekraft dieser zu erhöhen wird das RADAR Instrument abwechselnd links- und rechtspolarisierte Signale aussenden. Es ist der erste Einsatz dieses Betriebsmodus bei einer Beobachtung.

Orbit 60+61

Enceladus NordpolregionDer 60 ste Orbit wird vom 25.2.2008 bis zum 7.3.2008 durchlaufen. Die Periapsis wird am 2.3.2008 in 3.7 Saturnradien Entfernung passiert. Die Umlaufszeit beträgt 10.9 Tage. Orbit 60 sieht keinen Vorbeiflug an einem Mond, doch danach folgt bei Orbit 61 der bislang nächste Vorbeiflug an Enceladus.

Orbit 61 folgt vom 7.3 bis zum 18.2008. Ohne einen Titanvorbeiflug bleiben die Bahnparameter gleich: 3.8 bis 27.2 Saturnradien Abstand. Periapsis am 12.3.2008 durchlaufen. Kurz danach folgt der Vorbeiflug an Enceladus.

Der Vorbeiflug am 12.3.2008 führte Cassini bis auf 50 km an Enceladus heran, danach passiert der Späher ein Gebiet in dem man den Auswurf von Geysiren vermutet und kommt bis auf 200 km an die Oberfläche bei Passage dieses Gebietes heran. Auch die Kameras werden aktiv sein. Die besten Aufnahmen gelingen von der nördlichen Hemisphäre von Enceladus, ein Gebiet das Cassini bislang nicht aus der Nähe studieren konnte und das man nur von Voyager Aufnahmen kennt. Die besten Aufnahmen erreichen dabei 200 m/Pixel. Danach gehört Enceladus den anderen Instrumenten die sich vor allem auf seine Zusammensetzung und die Ejakta konzentrieren. Nach dem Vorbeiflug befindet sich der Mond zwischen Sonne und Cassini und es gibt eine Eklipse, danach folgen weitere Aufnahmen mit 700 m/Pixel Auflösung.

Das Bild links wurde bei diesem Vorbeiflug gewonnen. Es zeigt auch den recht auffälligen Doppelkrater nahe der Bildmitte den man von den besten Voyager 1 Aufnahmen von Enceladus schon kennt.

32000 km von Enceladus entfernt stellt dann die Kamera ihre Arbeit ein und zwei direkt messende Instrumente traten in Aktion, der deutsche Cosmic Dust Analyzer (CDA) der Staub und Eispartikel rund um Enceladus untersucht und das Ion and Neutral Mass Spektrometer (INMS), welches Atome, Ionen und einzelne Moleküle der hauchdünnen Atmosphäre untersucht. Die Daten von CDA rund um den nächsten Punkt gingen verloren, weil es einen Softwarefehler gab. Das Instrument sollte zwischen zwei Programmen schwenken, je nach Passagedistanz. Der normalen Version, geschrieben für die Bewegung im Saturnsystem mit typischerweise nur wenigen Einschlägen pro Sekunde bis zu wenigen Einschlägen pro Tag. Und einer zweiten, welche mehrere hundert Einschläge pro Sekunde analysieren kann, die man in nächster Umgebung von Enceladus erwartete. Dabei gab es einen Softwarefehler und es gibt nur die Daten aus größerer Distanz. 4 andere Instrumente zur Untersuchung von Teilchen und Felder sowie so das INMS arbeiteten störungsfrei. Ein weiterer Vorbeiflug am 9.10.2008 wird ebenfalls durch die Region führen wo man die Geysire und ihr ausgeworfenes Material vermutet.

Eine weitere Neuigkeit kommt von Rhea. Beim einzigen nahen Vorbeiflug an Rhea im November 2005 wurden Ringe entdeckt - keine großen die man visuell sehen könnte, aber eine Staubschweife von 5900 km Radius (8 Rhea Durchmesser). Die Größe soll bis zu Felsbrockengröße reichen. 3 Instrumente maßen eine erhöhte Staubdichte direkt, 3 andere die Wechselwirkung des Rings mit Saturns Magnetosphäre. Eventuell hat Rhea auch eine sehr dünne Atmosphäre. Man möchte nun weitere Beobachtungen von Rhea anschließen um die ringe auch visuell abzubilden.

Orbit 62

Orbit 62 wird vom 18.3.2008 bis zum 28.3.2008 durchlaufen. Ein Vorbeiflug an Titan am 25.3.2008 senkt die größte Distanz zu Saturn von 272.2 auf 24.5 Saturnradien ab. Der Enceladusvorbeiflug hat den saturnnächsten Punkt auch leicht abgesenkt von 3.9 auf 3.7 Saturnradien. Die Umlaufdauer sinkt von 10.7 auf 9.6 Tage. Bei Orbit 62 gibt es den nächsten Vorbeiflug an Titan T42. Das Bild unten zeigt Reha, aufgenommen am 12.4.2008 aus 348.000 km Entfernung.

RheaEine weitere Neuigkeit gibt es von Titan. In einem Aufsatz in "Science" vom 21.3 berichten Forscher welche die Radardaten von 19 Passagen Auswertteten über eine erstaunliche Entdeckung. Man konnte auf den Streifen etwa 50 Landmarken - Krater, Seen, Einbrüche die charakteristisch und leicht wieder erkannt werden identifizieren. Einige davon haben sich in späteren Vorbeiflügen um bis zu 30 km von ihren erwarteten Positionen entfernt.. Die Erklärung die sie dafür anführen ist, dass sich unter der Kruste ein Ozean befinden muss, etwa in 100 km Tiefe. Er soll reich an Ammoniak sein, so dass das Wasser auch bei tiefen Temperaturen noch flüssig ist. Würde er den gesamten Kern umgeben, so würde die Rotation von Titan nicht vollständig an die Kruste weitergegeben und es kommt zu dem Unterschied in den erwarteten und beobachteten Positionen.

T42 am 25.3.2008 hat eine himmelsmechanische Besonderheit: Saturn wird von Titan bedeckt. Die geschieht etwa 3 Minuten vor der nächsten Annäherung und dürfte spektakuläre Bilder versprechen. die nächste Annäherung ist bei 154 Grad West und -27° Süd.

Orbit 63+64

Der Vorbeiflug an Titan hob auch den saturnnächsten Punkt an, so das bei Orbit 63, der vom 28.3-6.4.2008 durchlaufen wird nun der Späher nur noch auf 4.3 Saturnradien sich am 1.4.2008 dem Riesenplaneten nähert. Die Umlaufszeit bleibt bei 9.6 Tage, weil es diesmal keinen Titanvorbeiflug gibt. Auch der saturnfernste Punkt der Bahn bleibt bei 24.5 Saturnradien. Bei diesem Orbit gibt es keinen Vorbeiflug an einem er Monde.

Das ändert sich bei Orbit 64, der vom 8-16.4.2008 dauert. Diesmal verändert nicht Titan den Orbit, doch es gibt eine der seltenen Gelegenheiten Mimas zu besuchen. Er wird in einer Entfernung von 106302 km passiert, immerhin noch ausreichend für Aufnahmen mit weniger als 1 km/Pixel Auflösung. Mimas ist so nahe an Saturn, dass er von Cassini aus Sicherheitsgründen selten passiert wird, da dann die Dichte der Staubteilchen schon stark ansteigt. Da der Mond gebunden rotiert, also eine Seite immer Saturn zuwendet sieht Cassini bei allen nahen Vorbeiflügen immer die saturnabgewandte Seite.(Der von Voyager Aufnahmen bekannte Riesenkrater Herschel befindet sich leider auf der anderen Seite).

TethysOrbit 65+66

Im "Rentnerorbit" den Cassini nun einschlägt gibt es keinen nahen Vorbeiflug, aber eine der seltenen Gelegenheiten nahe an Mimas heran zu kommen. Am 20.4.2008 fliegt Cassini in 116219 km an dem kleinsten der inneren Eismonde vorbei. Die Bahn, die bis zum 25.4.2008 durchlaufen wird verändert diese Begegnung natürlich nicht. Orbit 66, der vom 25 bis zum 5.5. durchlaufen wird hat ebenfalls keinen nahen Vorbeiflug. Da sich Cassini nun auf einer stark zum Saturnäquator geneigten Bahn befindet. Es sind nun 63.1 Grad und die Neigung wird noch größer werden. der Abbau dieser großen Bahnneigung wird auch viel Zeit in Anspruch nehmen wenn Cassini in der erweiterten Mission zurück in die Äquatorebene gelangen soll. Andererseits ist es die beste Möglichkeit die Ringe zu beobachten die Cassini sonst immer nur von der Seite sieht.

Orbit 67+68

T67 wird vom 5.5 bis zum 14.5.2008 durchlaufen. ein Vorbeiflug an Titan verändert den Orbit Die Periapsis ist wie bei den letzten Orbits noch bei 4.3 Saturnradien. Doch die Apoapsis wird durch den Vorbeiflug von 24.5 auf 22.3 Saturnradien reduziert. Die Umlaufperiode sinkt so von 9.6 auf 8.0 Tage. Orbit 68 führt dann auch näher an Saturn heran. Die Periapsis die am 17.5. durchlaufen wird nähert sich nun bis auf 3.2 Saturnradien dem Planeten. Die Apoapsis bleibt bei 22.3 Saturnradien. Orbit 68 wird vom 14 bis zum 21.5.2008 durchlaufen.

Das Bild links zeigt Tethys aus 178366 km Entfernung, aufgenommen am 10.5.2008.

Am 12. Mai findet ein Vorbeiflug an Titan statt. Er findet über 17 Grad Nord statt und diesmal spielt wiederum das RADAR Instrument die Hauptrolle. Das Gebiet um Xanadu wird eingehender erforscht. Einen Teil erfasste die Sonde schon während T13, der Rest ist noch nicht kartiert. Zusammen mit einem weiteren Vorbeiflug bei T43 soll die Region TIU erfasst werden. Da es die Vermutung gibt das Titan seine Rotationsrate ändert ist man natürlich gespannt auf den Vergleich zwischen T13 und T43.

Orbit 69 + 70

Orbit 69 bringt schon den nächsten, 44 sten Titanvorbeiflug am 28. Mai in 1400 km Abstand. Orbit 69 wird vom 21 bis 29 sten Mai durchlaufen. Die Apoapsis wird auf 21 Saturnradien reduziert. Am Beginn des 69 sten Orbits veröffentlichte das Cyclops Team, welches die Bilder der Kameras verarbeitet die dritte hochauflösende Karte von Dione. Die erweiterte Mission soll vor allem die nördlichen gebiete mit höheren Breitengraden besser erfassen. Vorher gab es schon den Atlas von Phoebe (dieser Mond ist so weit von Saturn entfernt, das ihn Cassini nie mehr nahe passieren wird) und Enceladus. Der Atlas von Enceladus wird nur vorläufig sein. Schließlich sind 7 weitere Vorbeiflüge an diesem Mond geplant.(Link)

Bilder von Cassini beim Titan Vorbeiflug vom 12.5.2008 zeigen bei 2 Grad Süd und 127 Grad West ein Gebiet mit parallelen Furchen. Nach Ansicht des Auswertungsteams ist die beste und wahrscheinlichste Erklärung für diese Verwerfungen eine aktive Tektonik auf Titan. Es sind nicht die einzigen Indizien, 90 Grad weiter westlich fand man Bergketten die eine ähnliche Nord-Süd Ausrichtung haben. Anscheinend verläuft die Tektonik von Titan hin zum Äquator.

Orbit 70, durchlaufen vom 29.5.2008 bis zum 5.6.2008 hat nahezu dieselben Bahnparameter wie der Orbit 69. Nur der nächste Punkt ist auf 2.7 Saturnradien gerutscht.

Orbit 71-73

Die letzten 3 Orbits von Cassini während der Primärmission führen nicht mehr nahe an einen Mond heran. Sie verlaufen zwischen 2.7 und 21 Saturnradien Entfernung in einer Inklination von 74.9 Hrad und mit einer Umlaufdauer von 7.1 Tagen. Erwähnenswert ist nur ein Vorbeiflug an Enceladus am 30.6.2008 in 82455 km Größe. Der Mond mit einer Phase von 50 % füllt dabei das Blickfeld der Telekamera fast aus.



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Links

Planetary.org : Viele Hintergrundinfos zu Cassini und Saturn

DLR Cassini Seiten (Deutsche Übersetzung der NASA Seiten)

NASA Cassini Website

Cassini RAW Images

Alle Bilder: Copyright Courtesy NASA/JPL-Caltech.

© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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