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Ende im Saturn

Requiem für Cassini

Von Ulf von Rauchhaupt
 - 15:00

Ganz am Ende wird nur noch das Iridium übrig sein. Das seltene Edelmetall schmilzt bei über 2600 Grad Celsius und bleibt bis dahin stabil. Deswegen sind damit die 72 glühend heißen Tabletten aus keramischem Plutoniumdioxid an Bord der amerikanisch-europäischen Raumsonde Cassini umhüllt. Die Wärme aus dem radioaktiven Zerfall des Plutoniums hatte die Sonde seit ihrem Start vor fast zwanzig Jahren mit Energie versorgt und liefert noch immer mehr als 600 Watt elektrische Leistung. Strommangel ist also nicht der Grund, warum Cassini am morgigen Freitag den 15. September seine Existenz beenden muss. Vielmehr ist der Treibstoff für die Steuerdüsen so gut wie aufgebraucht. Bevor das zweieinhalb Tonnen schwere Gerät außer Kontrolle gerät, wurde es daher am vergangenen Montag so an dem riesigen Mond Titan vorbeigeschickt, dass dessen Schwerkraft es in die Saturnatmosphäre schleudert, wo es von der Reibungshitze aufgeschmolzen und verdampft werden wird.

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In gewisser Hinsicht hat sich Cassini dieses Ende selbst eingebrockt. Im Februar 2005 flog die Sonde zum ersten Mal an dem kleinen Saturnmond Enceladus vorbei. Dabei machte sie eine Entdeckung, für die Curt Niebur von der Nasa-Zentrale in Washington vergangene Woche auf der letzten Pressekonferenz vor Missionsende nur das Wort „schockierend“ einfiel: Aus Spalten am Südpol des Trabanten schießen Fontänen aus Eiskristallen ins All. Sie können nur aus einem unterirdischen Ozean kommen, der unter der Eiskruste des Enceladus schwappt.

Der Minimond wird von Saturns Schwerefeld offenbar ausreichend durchgewalkt, um sein Inneres auf lauschige Temperaturen zu erwärmen. Später wurden in den Ausgasungen noch organische Verbindungen sowie Wasserstoff entdeckt. Theoretisch könnte es dort primitives Leben geben. Und irdische Mikroben, die auf Cassini als Sporen möglicherweise überlebt haben, könnten sich dort munter vermehren, sollte die Sonde, einmal manövrierunfähig geworden, zufällig auf den Enceladus stürzen. Das kann nur die Einäscherung Cassinis im Saturn verhindern.

„So etwas wie Enceladus hat da eigentlich nichts verloren“, wundert sich Niebur noch nach zwölf Jahren. Zwar wird auch unter dem Eis des Jupitermondes Europa ein Ozean vermutet. „Aber Enceladus hat unsere Ansicht erschüttert, so etwas sei die große Ausnahme.“ Letztlich bedeutet dies, dass in den Tausenden fremder Planetensysteme, die bisher entdeckt wurden, auch Gefilde in großer Entfernung zu ihrer Sonne potentiell habitabel sind – auch wenn das (anders als oft behauptet) noch nichts über die Wahrscheinlichkeit von extraterrestrischem Leben sagt, da wir schlicht nicht wissen, ob Leben immer entsteht, wenn die Bedingungen dafür gegeben sind.

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Auch Cassinis Chefwissenschaftlerin Linda Spilker von Jet Propulsion Laboratory (JPL) der Nasa nannte die Geysire des Enceladus die wichtigste Entdeckung der Mission – aber nur zögernd. Zu vieles hatte sie und ihre Kollegen überrascht, erstaunt, verblüfft. 635 Gigabyte an Daten hatte Cassini seit seinem Eintreffen am Saturn im Juni 2004 zur Erde gefunkt, darunter fast eine halbe Million Bilder. Neben komplett Neuem wie auf Enceladus waren dort auch viele Dinge zu sehen, von denen man nach den Vorbeiflügen der Sonden Pioneer 11 (1979) sowie Voyager 1 und 2 (1980 und 1981) zwar wusste, die aber erst Cassini als erste Sonde in Saturns Umlaufbahn genauer studieren konnte. Dazu zählt etwa der sechseckige Sturm an Saturns Nordpol, dessen Zustandekommen den Wissenschaftlern noch immer ein völliges Rätsel ist. Schließlich gab es die Dinge, die man nur ahnen konnte, wie die Seen aus benzinähnlicher Flüssigkeit auf Titan, dem einzigen bekannten Himmelskörper außer der Erde, auf dem es regnet.

Titan war neben Saturn das Hauptobjekt der Mission. Während Enceladus 23 Mal angeflogen wurde und acht andere Eismonde zusammen 15 Mal, waren es bei Titan 127 nahe Vorbeiflüge, was allerdings auch daran lag, dass die Schwerkraft dieses Mondes, der größer ist als der Planet Merkur, Cassini immer wieder andere Orbits um den Saturn ermöglichte. Im Januar 2005 klinkte die Sonde ein kleines Beiboot namens „Huygens“ aus. Europäische Wissenschaftler und Ingenieure hatten es entwickelt, die französisch-italienische Firma Alcatel Alenia hatte es gebaut und die European Space Agency (Esa) betreut.

Cassinis europäische Rettung

Huygens landete auf dem Titan. Es war die erste Landung im äußeren Sonnensystem überhaupt, und für den Raumfahrtingenieur Earl Maize vom JPL, heute Cassinis Projektmanager, war dies noch vor Enceladus die größte Errungenschaft der Mission. „Den Moment, als das erste Bild von der Oberfläche des Titan ankam, werde ich nie vergessen“, sagt er. Tatsächlich hätte es ohne Huygens die gesamte, mehr als drei Milliarden Dollar teure Saturn-Mission nicht gegeben. Denn einige Jahre vor dem Start 1997 drohte die Nasa in Budgetnöten, den Stecker zu ziehen. „Cassini stand kurz davor, abgesagt zu werden, Huygens war die Rettung“, erinnert sich Maize. Die europäischen Wissenschaftler machten politisch Druck, schließlich wäre Huygens ohne Cassini nicht zum Titan gekommen.

Auch insofern war die Cassini-Huygens-Mission – zu der noch die italienische Raumfahrtorganisation ASI die Hauptantenne beisteuerte – etwas Besonderes. Als internationales Megaprojekt ist es allenfalls vergleichbar mit dem Hubble Space Telescope, der wohl ertragreichsten wissenschaftlichen Weltraummission aller Zeiten, sowie seinem Nachfolger, dem James Webb Space Telescope, das 2018 endlich starten soll. Doch die Kosten, vielleicht aber auch gerade die Scheu vor politischen Verpflichtungen, welche die Amerikaner sich mit solchen Kooperationen auferlegen, verhindern heute, dergleichen noch einmal zu versuchen.

Rückkehr am liebsten mit Hubschraubern und U-Booten

Dabei wäre es wissenschaftlich extrem attraktiv, Orbiter vom Kaliber Cassinis nun auch zu Uranus und Neptun samt ihren Monden zu schicken. Von diesen Planeten weiß man heute noch viel weniger, als vor Cassini über den Saturn bekannt war. Gerade die boomende Exoplaneten-Astronomie wäre an detaillierten Informationen über alle Planeten unseres eigenen Sonnensystems dringend interessiert. Ebenso wie an einer weiteren Erforschung des Titan mit seiner dichten Stickstoffatmosphäre. Pläne für einen Titan-Orbiter, der die Seen und Flusslandschaften dort genau kartiert, liegen bereits in den Schubladen, ebenso wie für mobile Oberflächensonden. Statt an fahrbare Rover wie auf dem Mars denken die Forscher dabei eher an Ballone, Luftschiffe, robotische Hubschrauber oder an U-Boote, um damit die Kohlenwasserstoff-Seen zu erkunden. Das alles wäre möglich – mit zwanzig Jahren Zeit und für die Hälfte der Kosten eines Flugzeugträgers.

Doch bei der Nasa backt man heute kleinere Brötchen. Nicht zuletzt die Kostenüberschreitungen beim James-Webb-Teleskop haben neue Projekte vom Cassini-Format, sogenannte „Flagship“-Missionen, auf die lange Bank geschoben. Was aber nicht bedeutet, dass nach Cassini die Erforschung des äußeren Sonnensystems eingestellt würde. Fest geplant ist von der Nasa der „Europa Clipper“, eine Mission zu dem gleichnamigen Jupitermond, die um 2022 herum starten soll und eine etwa gleichzeitige europäische Mission zu den Eismonden des Jupiter gut ergänzen würde.

Die für lange Zeit letzten Bilder vom Saturn

Außerdem sollen im kommenden November Vorschläge für weniger hochpreisige Missionen der „New Frontiers“-Klasse zum weiteren Studium ausgewählt werden. Eine davon soll dann 2019 beschlossen und 2024 gestartet werden. Unter den Kandidaten befindet sich auch eine kleine Saturn-Sonde. Sie würde aber nicht zum Titan zurückkehren, sondern an einem Fallschirm 250 Kilometer tief in die Saturnatmosphäre sinken, um etwa eine Stunde lang Daten zu sammeln. Angesichts der Konkurrenz – darunter der Vorschlag zur näheren Erkundung der aktiven Vulkane auf dem Jupitermond Io – sind die Aussichten allerdings bescheiden, dass die Nasa oder sonst jemand in der ersten Hälfte des 21. Jahrhunderts noch einmal zum Saturn zurückkehren wird.

Daher werden wohl die meisten der heute Lebenden den Ringplaneten zum letzten Mal aus der Nähe so sehen wie er sich Cassini am heutigen Donnerstag den 14. September zeigt. Gegen zehn Uhr heute Abend mitteleuropäischer Sommerzeit wird die Sonde ihr allerletztes Bild machen. Nach Angaben von Linda Spilker wird es eine „Propeller“ genannte Erscheinung in den Ringen zeigen. Zuvor wird ein letztes Mal auf dem Titan nach dem Wetter gesehen, der Sechseck-Wirbel am Saturnpol beäugt und ein Abschiedsfoto von Enceladus beim Untergang über den Rand des Planeten geschossen.

Dann wird die Kamera abgeschaltet, um die Bandbreite der Funkverbindung zur Erde ganz für die Instrumente nutzen zu können, die nun wichtig werden. „Wir machen Cassini nun zu einer Atmosphärensonde“, sagt Linda Spilker. Mit den letzten Kilo Treibstoff wird die Sonde, solange es geht, den dynamischen Kräften der Saturnatmosphäre trotzen und sich auf die Erde ausgerichtet halten, damit Werte von Luftzusammensetzung, Dichte, Temperatur und Magnetfeldern übertragen werden können. Es werden aber nur Daten aus Saturns Stratosphäre sein. Denn bereits etwa 1500 Kilometer oberhalb der Wolkengrenze wird Cassini unweigerlich ins Trudeln geraten und das Signal gegen kurz vor zwei Uhr morgen Mittag verlorengehen.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Luftreibung der Sonde nicht mehr Wärme zuführen, als wir auf der Erde verspüren, wenn wir uns in die Sonne legen. Doch dann steigt die Hitze dramatisch. Nach höchstens einer Minute ist der Schmelzpunkt von Aluminium erreicht, Cassini zerbricht. Zwanzig Sekunden später wird verflüssigtes Plutoniumoxid aus den deformierten Iridiumbehältern tropfen – alles andere ist da schon längst verdampft. Ralph Lorenz von der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore, der an dem Huygens-Lander beteiligt war und unlängst ein umfassendes Sachbuch über die Technik der Cassini-Mission veröffentlich hat, rechnet nicht damit, dass selbst dem Iridium die vollständige Auflösung in seine Atome erspart bleibt. Wenn aber Fragmente davon überleben, dann nur als Tropfen. „Es gibt im Saturn wahrscheinlich keine Schicht, die dichter ist als Iridium“, sagt er. „Wenn Iridiumtropfen überleben, werden sie bis zum Mittelpunkt des Saturn sinken.“

Quelle: F.A.S.
Ulf von Rauchhaupt
verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.
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