Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Raumsonde Cassini untersucht den Saturnmond Titan aus nächster Nähe

26.10.2004


Was verbirgt sich unter der Wolkenhülle?


Umgeben von seinen blauvioletten stratosphärischen Schichten aus Methan erscheint der Saturnmond Titan in einem sanften Licht in sandgelbem Farbton. Im Januar 2005 wird auf dem rätselhaften, vollständig von Wolken umhüllten Trabanten die europäische Landesonde Huygens niedergehen und Bilder sowie Meßdaten direkt von der Oberfläche via Cassini-Orbiter zur Erde übermitteln (Bild NASA/JPL/Space Science Institute).


Einen ersten Blick auf die exotische Oberfläche des wolkenverhüllten Mondes Titan konnte Cassini mit dem Spektrometer "VIMS" für das sichtbare Licht und die nahen infraroten Wellenlängen am 2. Juli 2004 aus großer Entfernung werfen. Schon in dieser niedrigen Auflösung sind in Falschfarben unterschiedlich helle Oberflächenstrukturen erkennbar. In der südlichen Hemisphäre des Mondes ist eine große Methanwolke zu sehen, die sich im Verlauf der Beobachtungen veränderte. Gelbliche Gebiete sind durch einen hohen Gehalt an Kohlenwasserstoffen wie Ethan und Methan gekennzeichnet, während grün auf einen höheren Gehalt an Eis hindeutet (Bild: NASA/JPL/University of Arizona/USGS).



So dicht wie nie zuvor wird sich morgen, Dienstag 26. Oktober 2004, die amerikanisch-europäische Raumsonde Cassini dem größten Saturnmond Titan annähern. Das NASA-ESA-Raumschiff wird mit einer Geschwindigkeit von über sechs Kilometer pro Sekunde in nur 1.200 Kilometer Höhe über die dichte Wolkenhülle des Titan hinweg fliegen, um zahlreiche wissenschaftliche Experimente durchzuführen. Von besonderem Interesse sind dabei die Aufnahmen, die das Spektrometer für das sichtbare Licht und das nahe Infrarot (VIMS - Visusal and Infrared Mapping Spectrometer) gewinnen wird: Das Instrument ist in der Lage, durch die für das menschliche Auge undurchdringliche Atmosphäre des Titan hindurch zu sehen und einen Blick auf die rätselhafte Oberfläche des planetenartigen Mondes zu werfen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist direkt an der Datenauswertung des Spektrometers beteiligt. "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. "Wir befinden uns vor einer der aufregendsten Phasen der Cassini-Mission!"

... mehr zu:
»Cassini »Methan »Saturnmond »Spektrometer »Titan


Saturnmond Titan – fast so komplex wie ein eigener Planet

Der Saturnmond Titan ist eine ausgesprochen komplexe eigene Welt im Saturnsystem – viele Eigenschaften lassen ihn fast wie einen kleinen Planeten des inneren Sonnensystems erscheinen. Mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometer ist er größer als der Planet Merkur und nach dem Jupitermond Ganymed der zweitgrößte Trabant im Sonnensystem. Titan umkreist den Saturn in einer Entfernung von über einer Million Kilometer und ist umgeben von dichten Wolken aus Stickstoff und Kohlenwasserstoffen - wie Methan und Ethan - sowie Spuren von Wasser und Ammoniak. Da in Saturnnähe, in einer Entfernung von 1,4 Milliarden Kilometer zur Sonne, die Temperaturen extrem niedrig sind, verlaufen chemische Reaktionen und die Eigenbewegung der leichtflüchtigen, gasförmigen Moleküle sehr viel langsamer, so dass Titan seine Gashülle nicht gleich verliert, wie dies beispielsweise am Merkur der Fall wäre. An seiner Oberfläche herrschen Temperaturen von minus 180 Grad Celsius, in der Stratosphäre des Titan (in über 60 Kilometer Höhe) ist es 20 bis 40 Grad wärmer.

Feste oder flüssige Titan-Oberfläche? – Landung der europäischen Sonde Huygens am 14. Januar 2005 soll Geheimnis lüften

Doch wie die Oberfläche des Titan beschaffen ist, gilt als eine der spannendsten Fragen in der Planetenforschung: Seit den kurzen Vorbeiflügen der beiden amerikanischen Voyager-Sonden 1980 und 1981 an Saturn und seinem größten Mond ist nicht einmal klar, ob sich unter der dichten Atmosphäre und einer darüber liegenden Dunstglocke aus Methan von insgesamt etwa 200 Kilometer Mächtigkeit eine solide Oberfläche befindet oder ob auf Titan flache Meere aus Ethan und Methan anzutreffen sind. Nach seiner Ankunft im Saturnsystem am 1. Juli 2004 flog Cassini bereits tags darauf in einer Distanz von 338.000 Kilometer an Titan vorbei und übertrug erste wichtige Messungen zur Erde. Dr. Jaumann, Mitglied des Spektrometerteams von Cassini: "Die Auflösung der Spektrometerdaten war mit 150 Kilometer pro Messpunkt zwar zu gering, um Details auf der Oberfläche zu identifizieren, jedoch groß genug, um ausgedehnte Strukturen zu erkennen."

Bei einer kreisrunden Struktur in der Nähe des Äquators (330 Grad West, 11 Grad Süd) mit etwa 1.500 Kilometer Durchmesser handelt es sich vermutlich um einen Einschlagskrater, der durch eine gewaltige Kollision von Titan mit einem anderen Objekt erzeugt wurde. Von den beteiligten Forschern erhielt die Struktur bereits den Namen "Xanadu". Weiter sind einige breite und mehrere hundert Kilometer lange Strukturen und größere zusammenhängende Areale zu erkennen. Die Reflektion der Oberfläche bei einer Infrarotwellenlänge von 2,0 Mikrometer (tausendstel Millimeter) zeigt, dass es sich bei den dunkleren Gebieten um eisreiche Regionen handelt, während die helleren Stellen weniger Eis und somit noch andere Materialien (Kohlenwasserstoffe, vielleicht sogar gesteinsbildende Silikate) enthalten. In der Südpolregion liegt eine helle Wolke aus Methan über der Oberfläche. Diese Wolke veränderte mit der Zeit ihre Form und bewegte sich mit etwa 170 Kilometer pro Stunde – und löste sich nach mehreren Stunden auf.

Schon die Beobachtungen der amerikanischen Voyager-Sonden aus den frühen 1980er-Jahren stellten die Wissenschaftler vor ein Rätsel – gestatteten aber auch hochinteressante Überlegungen. Denn die auf Titan anzutreffenden chemischen Bestandteile und die theoretische Möglichkeit, dass sich unter der Titanoberfläche wärmere Flüssigkeitsschichten befinden, machen diesen Körper zu einem außergewöhnlichen Laboratrium: In weiter Ferne von der Erde können Prozesse studiert werden, wie sie in den ersten paar hundert Millionen Jahren auch im inneren Sonnensystem abgelaufen sein dürften – bis hin zur Entstehung von Leben, das sich in einer solchen oder ähnlichen "Ursuppe" gebildet haben könnte. Diesen fundamentalen Fragen nachzugehen, ist Hauptaufgabe der Landesonde Huygens der Europäischen Raumfahrtagentur ESA, die am 25. Dezember von Cassini abgetrennt wird und am 14. Januar 2005 durch die Wolken des Titan fliegen und auf der Oberfläche des Mondes landen wird.

Das abbildende Spektrometer "VIMS" für das sichtbare Licht und das nahe Infrarot (Visusal and Infrared Mapping Spectrometer) an Bord von Cassini kann eine Oberfläche in 352 "Farben" in Wellenlängen zwischen 0,3 Mikrometer (blau) bis 5,1 Mikrometer (mittleres Infrarot) gleichzeitig abbilden. Alle Materialien reflektieren Licht auf einzigartige Weise. So können Moleküle und Elementverbindungen durch die charakteristische Art, wie sie "diskrete" Farben ganz bestimmter Wellenlängen reflektieren oder absorbieren, identifiziert werden. Damit möchte das VIMS-Team nach dem Vorbeiflug an Titan die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Oberfläche von Titan bestimmen. Wissenschaftler aus den USA, Deutschland, Frankreich und Italien arbeiten im VIMS-Team zusammen. Das VIMS-Team-Center ist an der University of Arizona in Tucson Arizona.

Ansprechpartner:

Dr. Ralf Jaumann
DLR-Institut für Planetenforschung, Berlin-Adlershof
Tel.: 0 30 / 6 70 55 - 400/-401
Fax: 0 30 / 6 70 55 - 402

Katrin Stephan
DLR-Institut für Planetenforschung, Berlin-Adlershof
Tel.: 0 30 / 6 70 55 - 422
Fax: 0 30 / 6 70 55 - 402

Eduard Müller | DLR
Weitere Informationen:
http://www.dlr.de

Weitere Berichte zu: Cassini Methan Saturnmond Spektrometer Titan

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quanten-Boten kommunizieren doppelt so schnell
22.02.2018 | Österreichische Akademie der Wissenschaften

nachricht Highlight der Halbleiter-Forschung
20.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Sektorenkopplung: Die Energiesysteme wachsen zusammen

22.02.2018 | Seminare Workshops

Die Entschlüsselung der Struktur des Huntingtin Proteins

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics