Titan aus nächster Nähe

Cassini-Orbiter passierte den Saturnmond Titan in bislang geringster Entfernung und nutzte die Gunst der Gelegenheit

Normalerweise verbirgt der zweitgrößte Mond des Solarsystems und der größte Trabant des zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystem seine Geheimnisse hinter einem ständig präsenten dichten orange-braunen Wolkenteppich, der in einer Höhe von 400 Kilometern über der Mondoberfläche treibt. Ein dicker Dunst aus Methan und anderen Kohlenwasserstoffen verhüllt sein Antlitz. Was sich unterhalb dieses Schleiers genau befindet und woraus die Oberfläche des "mystischen" Saturnmonds besteht, ist unbekannt. Diesen Vorhang konnte das Raumschiff-Tandem Cassini-Huygens, das am Dienstag dem größten Saturnmond Titan so nahe kam wie keine andere Forschungssonde zuvor, jetzt wenigstens ein kleines Stück zur Seite schieben.

Mit einem Durchmesser von 5.120 Kilometern ist Titan, dessen mittlerer Abstand zum Mutterplaneten 1.221.830 Kilometer beträgt, größer als der Planet Merkur, ja nach dem Jupitermond Ganymed der zweitgrößte Mond im Sonnensystem überhaupt.

Klimatisch gesehen eine Katastrophe

Entdeckt im Jahr 1655 von dem holländischen Astronomen Christiaan Huygens (1629-1695) , ist der Saturnmond der einzige Trabant im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre. Signifikant für den größten Begleiter des Ringplaneten ist aber auch das dortige eisige Klima. Aufgrund seiner großen Entfernung zur Sonne beläuft sich die Oberflächentemperatur Titans auf durchschnittlich minus 180 Grad Celsius, was für die Anwesenheit von flüssigem Wasser oder für die Entstehung nichtphotochemischer Reaktionen, die biologische Aktivität hervorbringen könnten, entschieden zu kalt ist.

Titan - Falschfarbenaufnahme des zweitgrößten Mondes des Sonnensystems im infraroten und ultravioletten Wellenlängenbereich. Aufgenommen am 26. Oktober 2004 von der Cassini-Kamera mit vier Farbfiltern. Auflösung

Klimatisch gesehen ist der Mond eine Katastrophe: Dichte Wolkendecken, heftige Sturmfronten, starke Schauer und Methan-Regentropfen von bis zu neun Millimeter Größe sind hier keine Seltenheit. Trotz diverer Fly-by-Flüge einiger Raumsonden und Observationssequenzen von erdgebundenen und orbitalen Observatorien verbirgt der bizarre Trabant seine Geheimnisse hinter einem ständig präsenten, dichten orange-braunen Wolkenteppich, der in einer Höhe von 400 Kilometern über der Mondoberfläche treibt. Was unterhalb dieser Dunstglocke aus Methan und anderen Kohlenwasserstoffen genau ist, bleibt vorerst nebulos.

Diesen trägen und trüben Vorhang etwas zur Seite geschoben hat jetzt die NASA-Raumsonde Cassini. Wie die US-Raumagentur NASA und die Europäische Raumagentur ESA jüngst bekannt gaben, trafen die ersten von rund 500 Bildern des spektakulären Vorbeifluges bei der NASA-Station in Madrid ein, die rund eine Stunde und 14 Minuten benötigten, um die lange Strecke bis zur Erde zu überwinden.

Optimale Auflösung: 20 Kilometer pro Pixel

Das Raumschiff war am Dienstag gegen 18.45 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit in nur 1200 Kilometer Entfernung am Titan vorbeigeflogen und hatte förmlich seine äußere Atmosphäre angekratzt. Während das Raumgefährt mit einer Geschwindigkeit von zirka sechs Kilometer pro Sekunde über die dichte Wolkenhülle des Titan hinwegflog, führten die Cassini-Instrumente zahlreiche wissenschaftliche Experimente durch und schossen nebenher auch etliche Fotos von der fernen Welt. Höchstarbeit verrichten musste vor allem das VIMS-Spektrometer (Visusal and Infrared Mapping Spectrometer), das einen Blick durch die für das menschliche Auge undurchdringliche Titan-Atmosphäre ermöglichte und einige Details der rätselhaften Oberfläche des planetenartigen Mondes offenlegte.

Auf dem Saturnmond Titan sind deutlich unterschiedliche Oberflächeneinheiten zu erkennen, wie dieses erste globale, detailreiche Bild des Spektrometers VIMS (Visible and Infrared Imaging Spectrometer) an Bord der amerikanisch-europäischen Raumsonde Cassini-Huygens eindrucksvoll zeigt. (Bild

In puncto Leistungsfähigkeit lässt VIMS nichts zu wünschen übrig. Schließlich kann das Cassini-Bordinstrument eine Oberfläche in 352 "Farben" in Wellenlängen zwischen 0,3 (blau) bis 5,1 Mikrometer (mittleres Infrarot) gleichzeitig abbilden. "Mit einer Auflösung von 20 bis 30 Kilometer pro Bildpunkt kann das abbildende Spektrometer ganz bestimmte chemische Elemente und Moleküle identifizieren. Ich denke, wir werden dem Titan nun so manches Geheimnis entlocken", sagt Dr. Ralf Jaumann vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof, dessen Team direkt an der Datenauswertung des Spektrometers beteiligt ist. "Wir befinden uns vor einer der aufregendsten Phasen der Cassini-Mission."

Eisreiche Regionen aufgespürt

Leicht verschwommen, aber keineswegs farblos kam Titan bereits beim ersten Vorüberflug der Cassini-Huygens-Doppelsonde Anfang Juli dieses Jahres daher. Als der Cassini-Satellit den Saturn-Trabanten in einer Entfernung von 339.000 Kilometer passierte und einen Blick auf die Oberfläche des Mondes riskierte, prahlte Titan mit exotischen Attributen. Erstmals konnten Cassini-Wissenschaftler auf Titan erstmals geologische Strukturen ausmachen.

Jetzt aber konnten die Forscher einzelne Strukturen noch besser auflösen, wie etwa die kreisrunden Region in der Nähe des Äquators (330 Grad West, 11 Grad Süd). Bei diesem 1.500 Kilometer Durchmesser großen Gebilde handelt es sich wahrscheinlich um einen Einschlagskrater, der durch eine gewaltige Kollision von Titan mit einem anderen Objekt erzeugt wurde.

Die beiden Aufnahmen des abbildenden Spektrometers VIMS (Visual Infrared Mapping Spectrometer) zeigen die Oberfläche des Titan in zwei verschiedenen Wellenlängen im Bereich des Nahen Infrarots. Zur Zeit der Aufnahme befand sich die Raumsonde Cassini während ihres zweiten Vorbeifluges am Titan 1200 Kilometer über dessen Oberfläche, die bisher grösste Annäherung an den Saturnmond. (Bild

Näher spezifizieren konnten die Astronomen auch einige breite und mehrere hundert Kilometer lange Strukturen und größere zusammenhängende Areale. Dank der Reflexion der Oberfläche bei einer Infrarotwellenlänge von 2,0 Mikrometer scheint sicher, dass es sich bei den dunkleren Gebieten um eisreiche Regionen handelt, wobei die helleren Stellen weniger Eis und somit noch andere Materialien (Kohlenwasserstoffe, vielleicht sogar gesteinsbildende Silikate) enthalten.

Von besonderem Interesse ist auch eine über dem Südpol schwebende helle Wolke, die aus Methan besteht und die wie die Beobachtungen ergaben mit der Zeit ihre Form veränderte und sich mit etwa 170 Kilometer pro Stunde bewegte, bevor sie sich nach mehreren Stunden auflöste.

Aufschlussreich ist ferner die grün dargestellte Aurora, die den über 5.000 Kilometer großen Mond umgibt. Sie zeigt feinste Methantröpfchen, so genannte Aerosole, in der Stratosphäre, die sich bis zu 200 Kilometer ins All erstreckt.

"Wasserung" auf Ethan-See

Letzte Gewissheit über die Verhältnisse auf Titan werden die NASA- und ESA-Wissenschaftler wohl erst dann haben, wenn am 14. Januar 2005 der Huygens-Lander während eines zweieinhalbstündigen Sinkfluges durch die eisigen Stürme des Saturnmondes gleitet und mit pausenlos arbeitenden Sensoren die Umgebung und die chemische Zusammensetzung der dunstigen Atmosphäre analysiert sowie Daten über die Temperatur, den Luftdruck, die Windrichtung und die Windstärke des Mondes sammelt.

Das abbildende VIMS-Spektrometer hat die Aufgabe, die chemischen und mineralogischen Eigenschaften der Atmosphären von Saturn und Titan, der Ringteilchen und der Oberflächenbestandteile der Saturnmonde im Bereich des visuellen Lichts und des Nahen Infrarot zu untersuchen. (Bild

Läuft alles nach Plan, dann schwebt der kleine Roboter nach dem Durchbrechen der Wolkendecke, quasi in der letzten Phase des Abstiegs, seinem Zielgebiet, einem fremden Ozean, entgegen. Einem Ozean, der aus öligem, genauer gesagt flüssigem Kohlenwasserstoff besteht. Dann nimmt ein Kameraauge die bislang unbekannte Oberfläche des Himmelskörpers ins Visier und funkt augenblicklich sämtliche Daten und Bilder an das Mutterschiff, die dort zwischengespeichert und dann zur Erde gesendet werden.

Immerhin wurde die 343 Kilogramm schwere Eintrittssonde so konstruiert, dass sie den harten Aufschlag wenigstens für kurze Zeit überlebt. Garantiert werden drei Sekunden, erhofft dagegen 30 Minuten. Daher wurde die Sonde sowohl für eine Landung auf dem Festland als auch für ein "Wasserung" in einem möglichen Ethan-See ausgelegt. Möglicherweise herrschen dort unten 180 Grad unter null, und womöglich existieren hier Eisberge aus Methan und Ammoniak, unter denen sich eine Schicht aus Wassereis befinden könnte. Sicher ist nur, dass die Sonde auf der kargen Titan-Oberfläche zurückbleibt. Da sich der Saturnmond derzeit in einem Zustand befindet, der dem der Erde vor 4,6 Milliarden Jahren sehr ähnelt, vermuten Astrobiologen auf Titan zwar kein biologisches Leben, aber in der Atmosphäre immerhin reichlich Aminosäuren und Moleküle, die eine Vorstufe zum organischen Leben darstellen und die für die Bildung von Leben unabdingbar sind.

http://www.heise.de/tp/artikel/18/18682/1.html