28.06.2004

RAUMFAHRTSturzflug ins Gasmeer

Nach fast siebenjähriger Reise durchs All erreicht der Spähroboter „Cassini“ den Saturn. Die aufwendigste und teuerste Raumsonde, die je gebaut wurde, soll vor allem die rätselhaften Monde des Ringplaneten erkunden. Ähnelt der größte von ihnen - Titan - der Ur-Erde?
Gerhard Neukum, 60, hat in seinem Leben schon viele Monde gesehen. Fast immer waren es riesige, von Kratern zerfurchte Gesteinsbrocken. Aber eine solche Trümmerlandschaft wie diesmal ist ihm noch nie untergekommen.
"Sehen Sie nur, wie viele Meteoriten im Laufe der Zeit dort eingeschlagen sein müssen", sagt der Planetenforscher von der FU Berlin und zeigt auf eine Nahaufnahme des fernen Himmelskörpers. "Das ist die höchste Kraterdichte, die wir je vermessen haben. Dieser Mond ist offenbar 4,5 Milliarden Jahre alt - so alt wie unser Sonnensystem."
Vor rund zwei Wochen hat die europäisch-amerikanische Raumsonde "Cassini" das Schwarz-Weiß-Foto zur Erde gefunkt. Die Gelegenheit war günstig: Der Phoebe genannte Mond im Außenbezirk des Saturn, im Durchmesser so groß wie Schleswig-Holstein, lag quasi am Wegesrand - denn "Cassini" befindet sich im Anflug auf den Ringplaneten. Der Besuch bei Phoebe war auch ein Test, wie gut die Bordkamera die knapp siebenjährige Reise durchs All überstanden hat.
Doch die eigentliche Bewährungsprobe steht der interplanetaren Mission erst bevor. Am Donnerstag dieser Woche soll "Cassini" in eine Umlaufbahn um den Saturn einschwenken. Damit sie zu einem künstlichen Mond werden kann, ist es erforderlich, die derzeit 23 000 Stundenkilometer schnelle Sonde stark abzubremsen. Dazu muss das Haupttriebwerk 96 Minuten feuern. Neukum: "Ein so langes Bremsmanöver ist eine heikle Sache."
Zumal wenn so viel auf dem Spiel steht: "Cassini" ist die größte, schwerste und teuerste Raumsonde, die je von Menschen ins All geschossen wurde. Über drei Milliarden Dollar hat der fliegende Roboter gekostet, er hat die Ausmaße eines Kleinbusses und wog beim Start fast sechs Tonnen. In den nächsten vier Jahren soll "Cassini" über 500 000 Fotos aus dem Reich des Ringplaneten heimwärts senden. 260 Wissenschaftler aus 17 Ländern sind an dem Unternehmen beteiligt; Neukum leitet das deutsche "Cassini"-Team.
Die Himmelskundler zweifeln nicht daran, dass sich der Aufwand lohnen wird: Saturn ist ein Planet voller Geheimnisse.
Niemand weiß, ob die zumeist aus Wasserstoff und Helium bestehende Gaskugel (neben der die Erde so winzig wirkt wie eine Erbse neben einer Apfelsine) einen festen Kern besitzt. Offen ist auch der Ursprung jener infernalischen Wirbelstürme, die beinahe mit Schallgeschwindigkeit frostige Ammoniak-Wolken um den Planeten treiben. Und warum nur strahlt der Himmelskörper mehr Energie ab, als er von der Sonne empfängt?
Rätsel umgeben auch die berühmten Ringe des Saturn. Die bis zu zehn Meter großen Eisbrocken, aus denen sie bestehen, sind vermutlich die Überreste eines Kometen, der vor Urzeiten mit einem Saturn-Mond kollidierte. Unklar ist nur, warum die Ringe sich im Laufe der Äonen nicht längst aufgelöst haben.
Vor allem interessieren sich die Planetenforscher für die Monde des Saturn. 31 Trabanten umkreisen den Gasplaneten. "Phoebe war nur der Anfang", verkündet Neukum. "Wir werden noch viele Überraschungen erleben - jeder Mond ist eine eigene Welt mit einer eigenen Geschichte." So seltsame Exemplare sind darunter wie Iapetus, der Mond mit den zwei Gesichtern: Die eine Hälfte ist von einer strahlend weißen Eisfläche überzogen, die andere
Hälfte besteht aus einem noch unbekannten nachtschwarzen Stoff. Neukum: "Bislang gibt es keine überzeugende Erklärung, wie sich derart unterschiedliche Mondseiten bilden konnten."
Saturns faszinierendster Trabant aber heißt Titan. Er ist größer als die Planeten Merkur und Pluto. Als einziger Mond im gesamten Sonnensystem besitzt er eine eigene Atmosphäre, die überwiegend aus Stickstoff und Methan (dem Hauptbestandteil von Erdgas) besteht. Auf Grund der bitterkalten Temperaturen von minus 180 Grad Celsius kann auf seiner Oberfläche zwar kein flüssiges Wasser existieren - dafür aber verflüssigtes Gas. Wahrscheinlich regnet es deshalb auch Methan-Tropfen vom Titan-Himmel. Und vielleicht kommen auf dem fernen Mond sogar Seen oder Meere aus Methan und anderen Kohlenwasserstoffen vor.
Viele Forscher erinnert die chemische Zusammensetzung der Titan-Hülle an die Verhältnisse auf der jungfräulichen Erde, wo vor Jahrmilliarden in einer Ursuppe die ersten Biomoleküle zusammengebraut wurden. "Titan ist eine Art Zeitmaschine, die uns womöglich zurückbringt in die Vergangenheit der Erde", hofft "Cassini"-Chefwissenschaftler Dennis Matson vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa in Pasadena. "Der Mond könnte uns Hinweise liefern, wie sich die primitive Erde einst in einen Leben tragenden Planeten verwandelte."
Bislang lässt sich indes nur darüber spekulieren, ob Titan so etwas wie eine zweite Ur-Erde darstellt. Denn noch nie hat ein Mensch auf die Oberfläche des sagenhaften Mondes geschaut; ständig versperrt seine Wolkenhülle den Blick. "Titan gehört zu den wenigen wirklich weißen Flecken im Sonnensystem", schwärmt Neukum, "ein unbekanntes Land."
Die Erkundung des Rätselmondes gilt denn auch als wichtigstes Ziel der "Cassini"-Mission. Insgesamt 45-mal wird die Raumsonde so dicht wie möglich an Titan vorbeifliegen. Mit ihren Infrarotaugen und Radarsensoren soll es endlich gelingen, die orangefarbene Dunstglocke zu durchdringen.
Eine grobe Infrarotkarte des Riesenmondes haben die Planetenforscher bereits vor wenigen Tagen, während des Anflugs von "Cassini", erstellt. Ein gigantischer Eiskontinent zeichnet sich darauf ab. Doch für weitere Entdeckungen war der Schnappschuss aus der Ferne noch zu ungenau. Ein erster Annäherungsversuch soll nun gleich nach der Ankunft am Saturn Ende dieser Woche unternommen werden.
"Bald wissen wir mehr", versichert Neukum. "Wenn auf dem Infrarotbild vollkommen glatte, dunkle Flächen ohne jegliche Unebenheiten erscheinen sollten, würde es sich dabei wohl tatsächlich um die ersten Meere außerhalb der Erde handeln. Aber ich glaube noch nicht so recht daran."
Endgültige Klarheit dürfte erst die Landung auf dem Saturn-Mond bringen - der Höhepunkt der Mission: Zu Weihnachten wird vom Mutterschiff "Cassini" die kleine Tochtersonde "Huygens" abgesprengt, um drei Wochen später in die eisigen Titan-Wolken einzutauchen. Fallschirme bremsen den Sturzflug ab. Kameras, Mikrofone und weitere Messinstrumente sollen alles aufzeichnen und an die Bodenstation übertragen.
Wenn alles glatt läuft, plumpst "Huygens" in ein Meer aus flüssigem Gas und wird so zum ersten Boot, das über ein außerirdisches Gewässer treibt. Bis zu einer halben Stunde könnte das Raumschiff schwimmend überstehen. Irgendwann aber wird eine hochhaushohe Methanwelle über "Huygens" hinwegschwappen - und der irdische Sendbote versinkt für immer in den titanischen Fluten. OLAF STAMPF
* Mit der von ihm entwickelten Weltraumkamera HRSC.
Von Olaf Stampf

DER SPIEGEL 27/2004
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