Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie der Wind weht auf Titan - Ergebnisse der Cassini-Huygens Mission zum Saturn-Mond Titan

01.12.2005


RUB-Forscher berichten in NATURE-Sonderheft



In einem Sonderheft des Wissenschaftsmagazins NATURE über die NASA/ESA Mission Cassini-Huygens (Landung der ESA-Raumsonde Huygens auf Titan Anfang 2005) berichten Forscher der Ruhr-Universität Bochum um Prof. Dr. Peter Edenhofer (Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik) gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam erstmals über die Ergebnisse ihrer Messungen auf dem Saturn-Mond Titan. Bei dem von ihnen durchgeführten Doppler Wind Experiment (DWE) wurden über den - gewöhnlich in der Akustik bekannten - Dopplereffekt die Winde in der Titan-Atmosphäre in Abhängigkeit von der Höhe gemessen. Erwartungsgemäß entsprach die Windrichtung der Rotationsrichtung des Mondes. Die Windgeschwindigkeiten geben den Forschern jedoch auch noch Rätsel auf: Sie sind in bestimmten Bereichen sehr niedrig bis beinahe null.

... mehr zu:
»Huygens »Saturn-Mond »Titan


"Erdähnlicher" Saturn-Mond Titan

Beim DWE ging es darum, das Höhenprofil der Windgeschwindigkeiten in der Titan-Atmosphäre zu bestimmen und bei der bordseitigen Radar-Sondierung der Oberfläche dieses Mondes mitzuwirken. Das Höhenprofil wollten die Wissenschaftler ursprünglich über Transmissionsmessungen zwischen Huygens und dem Saturn-Orbiter Cassini bei ca. 2 GHz ermitteln. Dazu nutzten sie den physikalischen Effekt der sog. Dopplerfrequenzverschiebung bei der Signalverbindung zwischen der ESA-Sonde Huygens als Sender, die an einem Fallschirm durch die Atmosphäre des Titan flog, und Empfänger(n) auf dem NASA-Orbiter Cassini bzw. auf der Erde. Die Daten begleitender bordseitiger Radarmessungen und optischer Kamera-Beobachtungen erlauben es, Oberflächenstrukturen des "erdähnlichen" Titans zu erschließen. Die Erwartungen besagten, dass die Oberfläche vermutlich u.a. aus einem Ozean von flüssigen Kohlenwasserstoffen besteht. Der Titan wurde vor 350 Jahren von Christiaan Huygens entdeckt. Dieser größte Mond des Saturn zeichnet sich u.a. durch seine erdgeschichtliche Bedeutung aus, da seine Atmosphäre stark stickstoffhaltig und reich an organischen Verbindungen ist - was stets Fragen nach der Entstehung des Lebens aufwirft.

Bodenstationen zeichneten die Signale auf

"Durch eine kommandobedingte Fehlkonfiguration eines Übertragungskanals seitens ESA bei dem Empfänger des Cassini-Orbiters der NASA (Relais-Plattform zur Erde) kam die ursprünglich vorgesehene rein bordseitige Signalverbindung Huygens-Cassini leider nicht zustande", erklärt Prof. Edenhofer die Geschehnisse bei der Landung auf Titan am 14. Januar 2005. Daher mussten die Forscher auf Messungen der Dopplerfrequenzverschiebung des hochfrequenten und extrem frequenzstabilen Huygens-Signals (erstmals bei einer interplanetaren Mission bordseitige atomare Rubidium Oszillatoren im Bereich von 2 GHz) zurückgreifen, die empfangseitig direkt an Bodenstationen auf der Erde aufgezeichnet wurden. Dabei kamen insbesondere das Green Bank Telescope in West Virginia (USA) und das Parkes Radio Telescope (Australien) mit Parabol-Antennenspiegeln vom Durchmesser 100 m bzw. 64 m zum Einsatz. Das Ost-West-Windprofil (zonal) von Titan wurde mit einer hohen räumlichen Auflösung der Größenordnung 1 m/s bestimmt.

Ergebnisse werfen auch neue Fragen auf

Einige Ergebnisse: Maximale Windgeschwindigkeiten von etwa 430 km/h ergaben sich für Höhenbereiche um 120 km, für die letzten fünf Kilometer Höhe vor der Landung ergaben sich ca. ein Meter pro Sekunde. Die zonalen Winde stellten sich erwartungsgemäß als prograd heraus, d.h. gleichgerichtet zur Rotationsbewegung von Titan. Erstmals wurden Phänomene der Superrotation in der Titan-Atmosphäre experimentell bestätigt, d.h. es wurden bereichsweise Windgeschwindigkeiten bestimmt, die größer sind als die äquatoriale Rotationsgeschwindigkeit von Titan. "In Höhen zwischen 60 und 100 km wurden überraschenderweise niedrige Windgeschwindigkeiten bis nahe null gemessen", so Prof. Edenhofer. "Deren physikalische Interpretation befindet sich allerdings noch im Diskussionsstadium; wir vermuten etwa das Auftreten von Scherungswinden."

Förderung des Experiments

Das Doppler Wind Experiment wurde gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in Projektträgerschaft mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Titelaufnahme

M. K. Bird, M. Allison, S. W. Asmar, D. H. Atkinson, I. M. Avruch, R. Dutta-Roy, Y. Dzierma, P. Edenhofer, W. M. Folkner, L. I. Gurvits, D. V. Johnston, D. Plettemeier, S. V. Pogrebenko, R. A. Preston & G. L. Tyler: The vertical profile of winds on Titan. In: NATURE Special Issue on Huygens (Nov./Dec. 2005), doi: 10.1038/nature04060

Weitere Informationen

Prof. Dr. Peter Edenhofer, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Arbeitsgruppe Antennen und Wellenausbreitung am Institut für Hochfrequenztechnik, Tel. 0234/32-22901/-22977, edh@hf.rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature04060.html
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Berichte zu: Huygens Saturn-Mond Titan

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neuartige Halbleiter-Membran-Laser
22.03.2017 | Universität Stuttgart

nachricht Seltene Erden: Wasserabweisend erst durch Altern
22.03.2017 | Universität Basel

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: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen