Endspurt zum Saturn

Aufnahme des Saturn vom 16.05.2004 beim Anflug von Cassini

Nach dem Abschluss der Jupiterbeobachtungen im März 2001 schloss sich der siebte Huygens-Check von insgesamt 17 an. Dann wurde es ruhig im interplanetaren Raum. Das Späher-Duo befand sich auf seinem endgültigen Kurs zum Saturn. Bis zum lang ersehnten Ziel lagen aber noch nahezu dreieinhalb Jahre Flug vor den Sonden. Diese Zeit verdeutlicht die mächtigen Entfernungen zwischen den Riesenplaneten im äußeren Sonnensystem.

Im Vergleich zum Heimatplaneten Erde, der im Mittel 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt ist, trennen Jupiter 778 Millionen Kilometer vom Zentralgestirn und Saturn sogar 1,427 Milliarden Kilometer. Cassini muss für die Strecke Erde – Saturn 3,5 Milliarden Kilometer zurücklegen. Bereits bei diesen – nach menschlichen Maßstäben gigantischen, aber astronomisch äußerst geringen – Entfernungen versagt das menschliche Vorstellungsvermögen.

Die über dreijährige Flugzeit zum Saturn nutzten die Wissenschaftler auf der Erde für wichtige Logistikarbeiten, galt es doch die Beobachtungen und damit die Flugroute von Cassini durch das Saturnsystem für den Zeitraum 2004 bis 2008 detailliert auszuarbeiten.
Diese liegt nun seit April 2002 in ihrer endgültigen Fassung vor. Das Hauptproblem der komplizierten Cassini-Orbit-Tour bestand darin, dass sich Cassini immer wieder Titan nähern muss. Der größte Mond wird dabei nicht nur intensiv erkundet, sondern auch als „große“ Masse für Swingby-Manöver genutzt. Er ist der einzige Körper im Saturnsystem, der signifikante Bahnänderungen aufgrund seiner Masse bewirken kann. Ohne Titan-Vorbeiflüge wären sonst entweder nur sehr geringe Bahnänderungen möglich oder man müsste unverhältnismäßig viel Treibstoff opfern.

Aber warum Geld für Treibstoff ausgeben, wenn es eine Gratis-Tankstelle im Saturnsystem gibt? Die nun ausgearbeitete Cassini-Orbit-Tour sieht daher zwischen Oktober 2004 und Mai 2008 insgesamt 45 gezielte Vorbeiflüge an Titan vor, dem einzigen Satelliten in unserem Sonnensystem, der eine dichte, ausgedehnte Atmosphäre besitzt.

Wissenschaftler stehen Schlange

Titan: Das Ziel von Huygens

Nach Ankunft von Cassini im Saturnsystem sind insgesamt 75 Umläufe der Raumsonde geplant. Trotz vierjähriger Forschungstour von 2004 bis 2008 konnten nicht alle Beobachtungswünsche der weltweit beteiligten Wissenschaftlerteams berücksichtigt werden. Bei manchen für die Forscher besonders interessanten Flugabschnitten – so genannten Segmenten – war der Andrang so groß, dass eine mehrfache Überbuchung der kostbaren Beobachtungszeit drohte. Dennoch gelang es den so genannten „Target Working Teams“, das sind Gruppen, die aus Vertretern der einzelnen wissenschaftlichen Instrumententeams sowie aus Vertretern des JPL bestehen, insgesamt 39 000 Wünsche zu berücksichtigen. Diese Zahlen deuten darauf hin, dass über eine Missionsverlängerung bereits heute nachgedacht wird, vorausgesetzt der Treibstoffvorrat sowie der technische Zustand der Raumsonde lassen dies zu und die Finanzierung ist gesichert.

In einem – noch andauernden – weiteren Planungsschritt erfolgt der endgültige Feinschliff. Die in die schon erwähnten Segmente aufgeteilten 75 Umläufe wurden in 41 softwaredefinierte Sequenzen zusammengefasst. In jeder Sequenz werden Sondenausrichtung, Einsatz der Instrumente sowie Beobachtungsziele chronologisch festgelegt und per Software minutiös festgeschrieben. Wenige Tage vor einer neuen Sequenz werden die entsprechenden Kommandopakete mit den Anweisungen zur Sondenausrichtung und Instrumentensteuerung zu Cassini geschickt. Die Raumsonde weiß dann für die nächsten Wochen ganz genau, was sie wann, wo und wie zu tun hat. Die erste Sequenz „SO1“ – und zugleich der Orbit „0“ – begannen am 14. Mai 2004, die letzte Sequenz – „S41“ – endet am 30. Juni 2008.

Mit Beginn der Saturnbeobachtungen am 6. Februar 2004 aus einer Entfernung von 70 Millionen Kilometern bis zum – vorläufigen – Abschluss am 30. Juni 2008 wird Cassini rund um die Uhr Objekte im Saturnsystem im Fokus haben. Vorrangiges Ziel in der Annäherungsphase sind aber zunächst regelmäßige Atmosphärenbeobachtungen sowie Bildsequenzen von Saturn und Titan.

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