Generalprobe am Jupiter

Die Montage zeigt eine komplette Drehung des Jupiter

Beim Vorbeiflug am größten Planeten unseres Sonnensystems, dem Jupiter wurde es für die Forschungsinstrumente von Cassini/Huygens erstmals ernst. Da der Gasplanet frappierende Parallelen zu Saturn aufweist, bot der Jupitervorbeiflug hervorragende Möglichkeiten zum Test sämtlicher Systeme unter echten Einsatzbedingungen. Also eine Art Generalprobe. So standen während des fast sechsmonatigen Jupiter-Beobachtungsprogramms vom 1. Oktober 2000 bis zum 22. März 2001 Strategien, Software, Bordgeräte, das Zusammenspiel beider Raumsonden sowie die Kommunikation mit der Erde auf dem Prüffeld.

Generalprobe bestanden

Sonderschichten gab es für die Fernerkundungsgeräte, die – im Gegensatz zu anderen Raumsonden – sich nicht auf einer beweglichen Plattform befinden, sondern direkt an den Grundkörper montiert worden sind. Aus Kostengründen. Für Cassini bedeutet das: Entweder Fernerkundung betreiben oder mit der Erde kommunizieren. Nur ganz selten ist beides zugleich möglich. Dabei gilt als täglicher Richtwert: Auf 15 Stunden Beobachtungen kommen neun Stunden Datenübertragung.
Das sind natürlich Mittelwerte, die alle Geräte einbeziehen. Die beiden Daten-Recorder können zusammen knapp vier Gigabit Daten speichern, die in etwa neun Stunden zur Erde übertragen werden. Vorausgesetzt, eine der 70-Meter-Antennen vom Deep Space Network der NASA in Goldstone (Kalifornien, USA), Madrid (Spanien) oder Canberra (Australien) kann genutzt werden. Steht hingegen nur eine der 34-Meter-Antennen zur Verfügung, reduziert sich die Datenrate auf ein Viertel. Man würde also für die gleiche Datenmenge von vier Gigabit dann 36 Stunden benötigen.

Mit den beiden Kameras von Cassini entstanden in den sechs Monaten Beobachtungszeit 26 287 Aufnahmen vom Jupiter und seinen Monden, die die Raumsonde allesamt zur Erde übertrug. Unterbrochen wurde die Erfolgstory lediglich im Dezember 2000, als ein für die Lageregelung wichtiges Schwungrad nahezu komplett ausfiel und es unfreiwillig zu einer zehntägigen Messpause kam. Es ließ sich jedoch noch rechtzeitig reparieren, so dass das Fernerkundungsprogramm zum Zeitpunkt der größten Jupiterannäherung – am 30. Dezember 2000 – wieder voll lief.

Hilfe für ein Forschungsfossil

Die 70m-Parabolantenne im kalifornischen Goldstone
Die 70m-Parabolantenne im kalifornischen Goldstone

Zudem konnte Cassini die Mission der seit Dezember 1995 im Jupiterorbit agierenden Raumsonde Galileo unterstützen, die aufgrund ihrer defekten Hauptantenne und der daraus resultierenden drastisch reduzierten Datenübertragungsrate kaum Bilder vom Wettergeschehen auf Jupiter zur Erde übermitteln konnte.
Dank der kontinuierlichen Cassini-Aufnahmen, die die Veränderungen in der turbulenten Atmosphäre aufschlussreich dokumentieren, mussten die Wissenschaftler ihr bisheriges Modell der Jupiteratmosphäre mit den sinkenden (dunkle Wolkenbänder) sowie aufsteigenden Luftmassen (helle Wolkenbänder) komplett revidieren. Es ist genau umgekehrt.

Cassini beobachtete außerdem einen riesigen schlauchförmigen Gasring um Jupiter, den so genannten Io-Torus. Er bewegt sich mit Jupiters Eigenrotation auf einer kreisförmigen Bahn um den Gasplaneten herum. Von diesem Io-Torus hat Cassini nahezu sechs Monate die Gase sowie deren Temperaturen erkundet und dabei festgestellt, dass Helligkeit und Bestandteile des Torus abnehmen. Dabei scheint es einen unmittelbaren Zusammenhang mit den Vulkanausbrüchen auf dem Feuer speienden Mond Io zu geben. Vermutlich dienen sie als Energie- und Materiallieferant.
Cassini und Galileo gelang es, erstmals einen derartigen gigantischen Vulkanausbruch auf Io simultan von zwei verschiedenen jupiternahen Standpunkten aus festzuhalten. Überraschungen lieferte auch das Magnetfeld des Jupiters. Es ist stark asymmetrisch und weist Lecks auf. Nicht alle Magnetfeldlinien sind geschlossen, kehren also zum Planeten zurück. Manche sind offen. Diese dienen den energiereichen, geladenen Teilchen als Fluchtweg. Einige können sogar bis zur Erde gelangen.

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