Ontknoping nadert voor Huygens

Huygens scheidde zich op 25 december vorig jaar om 03.00 uur Nederlandse tijd af van zijn Amerikaans moederschip Cassini, dat zich enkele minuten later naar de aarde richtte en informatie over de scheiding doorstuurde.

Dit signaal deed er een uur en acht minuten over om de 1,2 miljard kilometer afstand tussen Cassini en de aarde af te leggen.

Odyssee

"Het afstoten is een nieuwe succesvolle mijlpaal in de odyssee van Cassini en Huygens", vertelde Dr David Southwood, directeur van het wetenschappelijk programma van ESA.

"Het was een vriendschappelijk afscheid, nadat Cassini en Huygens zeven jaar hadden samengeleefd. De twee ruimtetuigen gaan elk nu hun eigen weg, maar ze houden contact om deze opmerkelijke missie te voltooien. Nu stellen we al onze hoop en verwachting op het verkrijgen van de eerste in situ gegevens van een nieuwe wereld, die we al tientallen jaren lang willen verkennen."

Cassini-Huygens is een gezamenlijke missie van ESA en de Amerikaanse en Italiaanse ruimtevaartorganisaties NASA en ASI. Hij begon op 15 oktober 1997 een geslaagde lancering vanaf Cape Canaveral in Florida met behulp van een Titan 4B/Centaur-raket. Bij de lancering wogen de twee sondes samen 5548 kilogram, het zwaarste gewicht dat ooit naar de buitenste regionen van het zonnestelsel vertrok.

Op weg naar Titan

Om Saturnus te kunnen bereiken moest Cassini-Huygens voldoende snelheid halen en om dat te verwezenlijken passeerde het ruimtetuig twee keer de planeet Venus, één keer nog eens zijn moederplaneet aarde en één keer Jupiter.

Op 1 juli 2004 kwam Cassini-Huygens als eerste ruimtetuig in een baan rond Saturnus. Tijdens zijn derde baan rond de planeet met de ringen kwam het op 17 december op een traject dat het recht op Titan deed afstevenen, gevolgd door een kleine koerscorrectie op 22 december. Op 25 december werd dan Huygens afgestoten, terwijl Cassini op 28 december een manoeuver uitvoerde om te vermijden dat het moederschip op Titan zou crashen.

Huygens bevindt zich sindsdien dus op koers om zoals bedoeld wél op Titan terecht te komen en op 14 januari een duik te nemen in de atmosfeer van de vreemde Saturnusmaan. Huygens werd heel zachtjes van Cassini afgescheiden met een relatieve snelheid van 0,3 meter per seconde en zeven rotaties per minuut. De telemetrische gegevens die de afscheiding bevestigden werden opgevangen door de antennes van het Deep Space Network van de NASA in Madrid (Spanje) en Goldstone (California).

Doortocht door de atmosfeer

Huygens staat nu op non-actief. Kort voor zijn aankomst bij Titan moet een voorgeprogrammeerde timer de Europese sonde "wakkerschudden". Huygens zou op 14 januari om 10.06 uur Nederlandse tijd de atmosfeer van Titan moeten binnendringen met een vrij scherpe hoek van 65° en een snelheid van ongeveer 6 kilometer per seconde. Het doelgebied bevindt zich boven het zuidelijk halfrond op de dagzijde van de Saturnusmaan.

Huygens wordt tijdens zijn vurige afdaling beschermd door een hitteschild. Binnen de drie minuten neemt de snelheid van de sonde af tot 400 meter per seconde. Daarna wordt op een hoogte van 160 kilometer een parachute ontplooid met een diameter van 2,6 meter.

Deze parachute zal na 2,5 seconden het achterste deel van het tuig wegrukken en daarna ontvouwt de hoofdparachute met een diameter van 8,3 meter. Die moet de sonde stabiliseren. Daarna wordt het voorste schild afgestoten en begint Huygens met het verzamelen van wetenschappelijke gegevens over de atmosfeer van Titan. Alle apparatuur aan boord van Huygens zal rechtstreeks in de atmosfer metingen kunnen verrichten van de structuur, dynamica en scheikundige processen aldaar.

Landing op Titan

Tijdens de afdaling zullen ook foto's van het oppervlak van Titan worden gemaakt. Alle gegevens worden rechtstreeks naar het moederschip Cassini gestuurd, dat op dat ogenblik Titan voorbijvliegt met een minimale afstand van 60.000 kilometer. Radiotelescopen op de aarde zullen eveneens proberen het signaal rechtstreeks op te vangen.

Na 15 minuten zal Huygens op een hoogte van 120 kilometer zijn hoofdparachute afstoten. Daarna komt een kleinere parachute van drie meter naar buiten. Die moet een veilige doortocht door de atmosfeer toelaten binnen de operationele levensduur van de batterijen aan boord.

De volledige afdaling zal ongeveer 140 minuten duren alvorens Huygens met een snelheid van ongeveer zes meter per seconde op het oppervlak terechtkomt. Als Huygens de eigenlijke landing overleeft dan kan hij nog het oppervlak van Titan bestuderen, tenminste zolang de batterijen de instrumenten aan boord van energie kunnen voorzien en Cassini zich boven de horizon bevindt, i.e. maximaal 130 minuten.

Unieke wereld

Op dat ogenblik zal Cassini zijn schotelvormige antenne naar de aarde richten om de gegevens van Huygens door te sturen. Die zullen 67 minuten later worden ontvangen met de 70-meter antenne van de NASA in Canberra (Australië).

Men voorziet drie playback-sessies om alle ontvangen gegevens veilig en wel naar de aarde te kunnen doorsturen. Daarna gaat Cassini verder met zijn missie. De volgende maanden en jaren zal hij Saturnus en zijn manen verder verkennen en Titan nog verschillende keren passeren.

Titan is een unieke wereld in ons zonnestelsel. Hij is groter dan de planeet Mercurius en iets kleiner dan Mars. Titan is vooral zo bijzonder omdat hij een dikke wazige stikstofrijke atmosfeer heeft met op koolstof gebaseerde bestanddelen die belangrijke informatie kunnen opleveren over hoe leven op onze eigen planeet ontstaan is. De scheikundige samenstelling van de atmosfeer van Titan gelijkt waarschijnlijk goed op die van de aarde, toen er op onze planeet nog geen leven was. Titan is wel kouder dan de aarde (min 180°C) en er is dus geen vloeibaar water.

De in situ gegevens van Huygens en de waarnemingen tijdens de verschillende passages van Titan door Cassini moeten ons dus niet alleen een van de meest exotische leden van het zonnestelsel beter leren kennen, maar eveneens de evolutie van de nog jonge atmosfeer van de aarde en de mechanismen die hebben geleid tot het ontstaan van leven op onze planeet.

Zes wetenschappelijke instrumenten

De sonde Huygens is Europa's belangrijkste bijdrage aan het project Cassini-Huygens en werd voor ESA gebouwd door een industrieel team onder leiding van Alcatel Space. Huygens (320 kilogram op de aarde) heeft zes wetenschappelijke instrumenten aan boord die de atmosfeer van Titan tijdens de afdaling moeten bestuderen.

Bij de ontwikkeling van de wetenschappelijke apparatuur aan boord waren niet alleen laboratoria en onderzoekscentra uit de ESA-lidstaten betrokken, maar ook uit de Verenigde Staten, Polen en Israël:

Huygens Atmospheric Structure Instrument(HASI)
Meting van temperatuur en druk, wind en turbulentie. HASI kan ook bliksems detecteren en metingen verrichten aan het oppervlak van Titan, indien Huygens de landing overleeft.

Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS)
Chemische analyse van de atmosfeer.

Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP)
Verzamelen van aërosols (kleine deeltjes in de atmosfeer).

Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR)
Verzamelt beelden, spectra en andere gegevens van de atmosfeer, de stralingsbalans, de structuur van wolken, aërosols en het oppervlak.

Doppler Wind Experiment (DWE)
Voor het opstellen van een windprofiel.

Surface Science Package (SSP)
Kenmerken van het landingsgebied, als Huygens na de landing operationeel blijft.

Samenwerking

Cassini-Huygens is een samenwerkingsprogramma tussen NASA, ESA en het Italiaans ruimtevaartagentschap ASI. Het Jet Propulsion Laboratory (JPL), een afdeling van het California Institute of Technology in Pasadena, beheert het project voor het Office of Space Science van de NASA in Washington DC. JPL stond in voor het ontwerp, de ontwikkeling en de bouw van de Cassini orbiter.

Meer informatie

ESA Media Relations Division
Tel: +33(0)1.53.69.7155
Fax: +33(0)1.53.69.7690