Huygens

Nation	Europäische Weltraumorganisation (ESA)
Ziel(e)	Titanlandung
Raumschiff	Huygens
Raumfahrzeugmasse	852-Pfund (318-Kilogramm)
Missionsdesign und -management	NASA / JPL / ESA
Trägerrakete	Titan 401B-Centaur (TC-21 / Titan 401 Nr. 4B-33)
Startdatum und -zeit	Okt. 15, 1997 / 08:43 UT
Startplatz	Cape Canaveral, Florida. / Launch Complex 40
Wissenschaftliche Instrumente	1. Atmosphärisches Strukturinstrument (HASI) 2. Gaschromatograph Neutrales Massenspektrometer (GC/MS) 3. Aerosolsammler und Pyrolysator (ACP) 4. Descent Imager/Spektralradiometer (DISR) 5. Oberflächenwissenschaftspaket (SSP) 6. Doppler Wind Experiment (DWE)

Premieren

• Huygens war das erste Raumschiff, das im äußeren Sonnensystem landete, und das am weitesten von der Erde entfernte

Schlüsseldaten

Okt. 15, 1997: Start

Jan. 14, 2005: Titan landing

In Depth: Huygens

Das Cassini-Huygens-Projekt war ein Kooperationsprojekt zwischen NASA und ESA (sowie der italienischen Raumfahrtagentur ASI). Die NASA lieferte das Hauptraumschiff, den Orbiter Cassini, und die ESA lieferte den Lander Huygens.

Die Huygens-Sonde stieg 2005 in die Atmosphäre von Titan, Saturns größtem Mond, ab. Es lieferte eine detaillierte Untersuchung der Atmosphäre des Titans während seines 2,5-stündigen Abstiegs zur Oberfläche. Es übermittelte Daten und Bilder von Titans schlammiger Oberfläche für eine weitere Stunde und 10 Minuten.

Zu den primären wissenschaftlichen Zielen der Mission gehörten vielfältige Untersuchungen des Saturn, seiner Monde und seiner nahen Umgebung.

Der 6.900 Pfund (3.132 Kilogramm) schwere Orbiter mit einer ursprünglichen Lebensdauer von 11 Jahren wurde von drei Radioisotop-thermoelektrischen Generatoren (RTGs) angetrieben, die vom gleichen Design wie die RTGs an Bord von Ulysses, Galileo und New Horizons waren.

Der 740 Pfund (335 Kilogramm) schwere Huygens wurde nach dem niederländischen Physiker Christiaan Huygens (1629-1695) benannt. Cassini wurde nach dem italienischen Astronomen Giovanni Cassini (1625-1712) benannt.

Hugyens wurde entwickelt, um die Atmosphäre von Titan zu untersuchen, einschließlich chemischer Eigenschaften, Wind-, Temperatur- und Druckprofile von etwa 100 Meilen (170 Kilometer) bis zur Mondoberfläche. Die Sonde wurde nicht entwickelt, um die Landung zu überleben, obwohl Wissenschaftler die Möglichkeit nicht ausschlossen.

Cassinis Reise zum Saturn beinhaltete vier Gravitationsunterstützungen. Sieben Monate nach dem Start passierte das Raumschiff Venus am 26. April 1988 mit einer Reichweite von etwa 175 Meilen (284 Kilometer) und gewann 16.330 Meilen pro Stunde (26.280 Kilometer pro Stunde).

Cassini führte am 24.Juni 1999 einen zweiten Vorbeiflug der Venus in einer Entfernung von etwa 390 Meilen (623 Kilometer) und einen der Erde um 03:28 UT Aug durch. 18, 1999, in einer Entfernung von etwa 730 Meilen (1,171 Kilometer), bevor sie zum Jupiter fahren.

Während dieses Teils der Traverse passierte Cassini am Jan. den Asteroiden 2685 Masursky. 23, 2000, fliegen so nah wie etwa 932.000 Meilen (1,5 Millionen Kilometer) um 09:58 UT. Während der Begegnung nutzte Cassini seine Fernerkundungsinstrumente, um die Größe, Abmessungen und Albedo des Asteroiden zu untersuchen.

Fast ein Jahr später, am Dez. 30, 2000, passierte das Raumschiff Jupiter in einer Entfernung von etwa 6 Millionen Meilen (9, 7 Millionen Kilometer). Unter den zurückgegebenen Daten befand sich ein detailliertes globales Farbbild von Jupiter, wahrscheinlich das vollständigste Bild des gesamten Planeten zu dieser Zeit.

In den Jahren 2001-2002 bemerkten die Kontrolleure einen „Dunst“ in den von der Schmalwinkelkamera zurückgegebenen Bildern, der jedoch nach Phasen der Erwärmung des Raumfahrzeugs beseitigt wurde.

Cassinis Untersuchungen auf dem Weg zum Saturn beinhalteten ein Experiment im Oktober 2003, bei dem Wissenschaftler eine Frequenzverschiebung der Radiowellen zur und von der Sonde beobachteten, während diese Signale sich der Sonne näherten. Diese Ergebnisse bestätigten theoretische Vorhersagen, die auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie basierten.

Im Mai 2004 trat Cassini-Huygens in das Saturnsystem ein – die Anziehungskraft des Saturn wurde stärker als die Anziehungskraft der Sonne. Nach mehr als fünf Jahren Inaktivität wurde Cassinis Haupttriebwerk am 27. Mai als Test vor dem Einsetzen in die Umlaufbahn gestartet.

Nach einem Vorbeiflug des Mondes Phoebe am 11.Juni in einer Entfernung von nur 1.285 Meilen (2.068 Kilometer) führte Cassini fünf Tage später eine weitere Korrektur durch.

Schließlich, am 1. Juli 2004, feuerte der Raumfahrzeugmotor für 96 Minuten, wodurch Cassini-Huygens in eine 0,012 × 5,6 Millionen Meilen (0,02 × 9 Millionen Kilometer) Umlaufbahn um Saturn gebracht wurde. Es war das erste von Menschen geschaffene Objekt, das in die Umlaufbahn um den Saturn eintrat.

In den ersten Monaten lieferte Cassini während drei Vorbeiflügen (2. Juli, 27. Oktober und 13. Dezember) detaillierte Daten über Titan und entdeckte zwei kleine Neumonde, Methone und Pallene.

Am Weihnachtstag 2004 um 02:00 UT trennte sich der seit mehr als sechs Jahren ruhende Huygens-Lander von Cassini und begann seine 22-tägige Reise nach Titan. Es trat um 09:05:56 UT Jan in die Atmosphäre von Titan ein. 14, 2005, und innerhalb von vier Minuten hatte seinen 28-Fuß (8.5-Meter) Durchmesser Hauptfallschirm entfaltet.

Eine Minute später begann Huygens, mehr als zwei Stunden lang eine Fülle von Informationen an Cassini zurückzusenden, bevor er um 11:38:11 UT mit einer Geschwindigkeit von 15 Fuß pro Sekunde (4, 54 Meter pro Sekunde) auf die Oberfläche von Titan einschlug. Landekoordinaten waren 192,32 Grad westlicher Länge und 10,25 Grad südlicher Breite, etwa 4 Meilen (7 Kilometer) von seinem Zielpunkt entfernt.

Ein Problem im Kommunikationsprogramm begrenzte die Anzahl der Bilder, die Huygens an Cassini übermittelte, von etwa 700 auf 376. Doch zur Aufregung der Planetenforscher auf der Erde setzte es seine Übertragungen für weitere drei Stunden und 10 Minuten fort, in denen es einen Blick auf seine Umgebung übertrug (224 Bilder derselben Ansicht).

Huygens scheint auf einer sandähnlichen Oberfläche aus Eiskörnern gelandet zu sein. Oberflächenbilder zeigten eine flache Ebene, die mit Kieselsteinen übersät war, sowie Hinweise auf Flüssigkeit, die in jüngster Vergangenheit auf das Gelände einwirkte. Nachfolgende Daten bestätigten die Existenz flüssiger Kohlenwasserstoffseen in den Polarregionen von Titan.

Im April 2016 gab die ESA bekannt, dass eines der drei großen Meere von Titan in der Nähe des Nordpols, bekannt als Ligela Mare, mit reinem flüssigem Methan gefüllt ist und ein Meeresboden von einem Schlamm aus organischem Material bedeckt ist.

Der Cassini-Orbiter setzte unterdessen seine Hauptmission fort, das Saturnsystem zu untersuchen, wobei seine Reise durch wiederholte gezielte Vorbeiflüge verschiedener Monde unterbrochen wurde, insbesondere Titan, Enceladus, Tethys, Hyperion, Dione, Rhea und Iapetus.

Cassini beendete seine primäre Mission am 27.Mai 2008 mit dem 43. Vorbeiflug an Titan. Während dieser Zeit entdeckte das Raumschiff zwei neue Monde, Daphnis und Anthe.

Es deckte auch viele wertvolle Daten über Titan auf, einschließlich der ersten Radarbilder der Mondoberfläche, die während seiner Reise aufgenommen wurden. 27, 2004, Vorbeiflug. Cassini fand klare Beweise für große Seen von flüssigem Kohlenwasserstoff in den nördlichen Breiten von Titan.

Die Raumsonde führte auch eine Reihe von Radiobedeckungsexperimenten durch, um die Größenverteilung von Teilchen in Saturns Ringen und Atmosphäre zu untersuchen.

Der vielleicht aufregendste Vorbeiflug war der 12. März 2008, als Cassini innerhalb von 31 Meilen (50 Kilometer) von der Oberfläche von Enceladus flog und durch die Federn seiner südlichen Geysire flog. Das Raumschiff detektierte Wasser und Kohlendioxid und kartierte auch Oberflächenmerkmale.

Im April 2008 genehmigte die NASA eine zweijährige Verlängerung ihrer Mission (60 weitere Saturn-Umlaufbahnen), die offiziell am 1. Juli 2008 begann und Cassini Equinox Mission genannt wurde (sie fiel mit der Saturn-Tagundnachtgleiche zusammen).

Weitere Saturnmonde wurden identifiziert (Aegaeon und S / 2009 S 1, letzteres ein „Propellermondlet“, vielleicht nur etwa 1.300 Fuß oder 400 Meter breit), während Begegnungen mit Enceladus es Cassini ermöglichten, sehr hochauflösende Bilder seiner Oberfläche zu erhalten und seine kryo-vulkanischen Federn, die komplexe organische Chemikalien zu enthalten scheinen, direkt zu untersuchen.

Während der zweijährigen Equinox-Mission, die im September 2010 endete, führte Cassini 26 gezielte Vorbeiflüge von Titan, sieben von Enceladus und jeweils einen von Dione, Rhea und Helene durch.

Am Feb. 3, 2010, NASA kündigte an, dass Cassinis Mission über die ursprüngliche zweijährige Verlängerung hinaus in die neue Cassini Solstice Mission fortgesetzt werden würde, die bis September 2017 dauern würde, einige Monate nach Saturns Sommersonnenwende.

Die neue Mission wurde nach der Saturn-Sommersonnenwende im Mai 2017 benannt, die den Beginn des Sommers auf der Nordhalbkugel und des Winters auf der Südhalbkugel markierte. (Das Raumschiff war kurz nach der nördlichen Wintersonnenwende des Planeten auf Saturn angekommen. Die Erweiterung ermöglichte es den Wissenschaftlern, eine vollständige saisonale Periode des Planeten zu untersuchen.)

Die Cassini Solstice Mission wurde hauptsächlich von ihrer Fähigkeit geleitet, enge Studien über Titan fortzusetzen, insbesondere saisonale Klimaänderungen wie Stürme, Überschwemmungen und Veränderungen in Seen. Weitere Ziele für die Studie waren Enceladus, insbesondere sein astrobiologisches Potenzial, Eismonde wie Dione und Rhea sowie Saturns Magnetosphäre und Ringe.

Die Ausdehnung erlaubte 155 Umlaufbahnen um Saturn, plus 54 Vorbeiflüge von Titan, 11 von Enceladus, zwei von Rhea und drei von Dione.

Zu Beginn der Sonnenwendmission, am Nov. 2, 2010, Cassini stieß auf ein Problem, als eine Fehlfunktion im Computer des Raumfahrzeugs alle nicht essentiellen Systeme abschaltete. Langsam, über einen Zeitraum von etwa drei Wochen, gelang es den Controllern, alle Cassini-Instrumente wieder funktionsfähig zu machen. Nur ein gezielter Vorbeiflug von Titan war in der Zwischenzeit betroffen.

Am 6. März 2014 führte die Raumsonde ihren 100. Vorbeiflug an Titan durch (in einer Reichweite von etwa 930 Meilen oder 1.500 Kilometern) und führte Schwerkraftmessungen durch, um die Existenz eines globalen unterirdischen Ozeans zu erforschen.

Bis Juli 2014 hatte Cassini mindestens 101 verschiedene Geysire identifiziert, die in der Südpolregion von Enceledaus ausbrachen. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass flüssiges Wasser vom unterirdischen Meer des Mondes bis zur Oberfläche reichen kann (im April 2014 angekündigt). Das Vorhandensein dieses salzigen unterirdischen Ozeans, etwa 19 bis 25 Meilen (30-40 Kilometer) dick, unter einer 6 Meilen (10 Kilometer) Eisschale, erhöht die Möglichkeit, dass mikrobielles Leben dort existieren könnte.

Zu den bedeutenden Ereignissen in den Jahren 2015-2016 gehörte ein enger Vorbeiflug (bei etwa 29.000 Meilen oder 47.000 Kilometern) von Rhea im Februar 2015, der sehr hochauflösende Bilder des natürlichen Satelliten ermöglichte. Es gab einen Vorbeiflug des unregelmäßig geformten Hyperion im Mai 2015 bei etwa 21.000 Meilen (34.000 Kilometer), der eine tief vernarbte Oberfläche zeigte. Die letzten beiden Vorbeiflüge von Dione waren im Juni und August 2015, bei einer Reichweite von nur 321 und 295 Meilen (516 und 474 Kilometer).

Das vielleicht spektakulärste Missionsereignis des Jahres war Cassinis „Deep-Dive“ auf nur 30 Meilen (49 Kilometer) über der Südpolregion des geologisch aktiven Enceladus im Oktober 2015. Während der Begegnung nahmen die Gasanalysator- und Staubdetektorinstrumente der Raumsonde die Wolke aus Gas- und staubgroßen Eispartikeln des Mondes ab.

Ein letzter Vorbeiflug von Enceladus wurde im Dezember in einer Entfernung von etwa 3.100 Meilen (4.999 Kilometer) durchgeführt und schloss ein Kapitel in den Begegnungen der Cassini-Mission mit den Saturnmonden ab.

Im Dezember 2015 initiierte Cassini eine Reihe von heiklen Orbitalmanövern, um die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs aus der Saturnringebene zu kippen. Auf jedes Manöver folgte eine Schwerkraftunterstützung von Titan („Titan macht das ganze schwere Heben“, bemerkte Earl Maize, Cassini-Projektmanager am JPL), wodurch das Fahrzeug in eine zunehmend höhere Neigung (relativ zum Saturnäquator) gebracht wurde). Diese Manöver bereiteten Titan auf sein letztes dramatisches Jahr in den Jahren 2016-2017 vor, das zwei verschiedene Phasen der Mission umfasste.

Am Nov. 30, 2016, machte sich Cassini auf den Weg, der sie hoch über und unter den Saturnpolen trug, und tauchte alle sieben Tage durch die bisher unerforschte Region am äußeren Rand der Hauptringe. Diese Phase der Mission, genannt „Cassinis ringweidende Umlaufbahnen“, umfasste 20 „Tauchgänge“ durch diese Region. Es endete am 22. April 2017. Während einiger dieser Pässe nahm das Raumschiff direkt Ringpartikel und Moleküle schwacher Gase in der Nähe der Ringe auf.

Im März und April 2017 ließ Ring Crossings das Raumschiff durch die staubigen äußeren Regionen des F-Rings fliegen. Nachdem die letzte ringweidende Umlaufbahn am 22. April 2017 abgeschlossen war, formte ein Vorbeiflug von Titan Cassinis Flugbahn um, um sie in eine neue Phase der Mission zu schicken, das „Große Finale“, das 22 Stürze umfasst, die erste am 26. April durch die 1.490 Meilen (2.400 Kilometer) lange Lücke zwischen Saturn und seinem innersten Ring.

Die Mission endete im Sept. 15, 2017, auf seiner 293. Umlaufbahn des Saturn, als Cassini in die Saturnatmosphäre eintauchte und eine der ehrgeizigsten und spektakulärsten Missionen in der Geschichte der Planetenforschung beendete.

Nach den meisten Schätzungen verbrannte das Raumschiff in der Atmosphäre und wurde etwa 45 Sekunden nach der letzten Übertragung zerstört. In den letzten Augenblicken des Abstiegs strahlten Daten von acht wissenschaftlichen Instrumenten von Cassini wichtige Daten zurück zur Erde und gaben Einblicke in die Entstehung und Entwicklung des Planeten.