Der Cosmic Dust Analyzer (CDA) ist im Rahmen der amerikanisch-europäischen Cassini-Mission im Oktober 1997 an Bord eines amerikanischen Raumschiffes gestartet. Eine Titan IV/Centauer-Rakete brachte das - einschließlich Treibstoff - 5,5 t schwere Cassini-Raumschiff zunächst in eine Erdumlaufbahn, von der aus eine 7jährige Reise zum Saturn begann. Die lange Reisezeit war Folge von insgesamt 4 sogenannten "Swing by"- Manövern (2 x Venus, 1 x Erde, 1 x Jupiter), bei denen die Sonde jeweils durch die planetaren Gravitationskräfte zusätzlich beschleunigt wurde.
Die wissenschaftliche Aufgabe für den CDA ist die Staubanalyse im äußeren Sonnensystem. Mit diesem komplexen Instrument sollen simultan elektrische Ladung, Geschwindigkeit, Flugrichtung, Masse und chemische Zusammensetzung von einzelnen Staubpartikeln im interplanetaren Raum, besonders aber im Umfeld von Jupiter und Saturn, analysiert werden. In Erweiterung der Meßmöglichkeiten von Staubanalysatoren früherer Missionen (VEGA, Giotto, Galileo und Ulysses) kann der CDA durch den integrierten sogenannten "Chemischen Analysator" und basierend auf einem Laufzeit-Massenspektrometer, erstmals gleichzeitig auch die chemische Zusammensetzung der Staubpartikel bestimmen. Um auch die relativ sehr hohen Staubpartikelraten während der Kreuzphasen im Bereich der Saturnringe messen zu können, ist im CDA weiterhin ein sogenannter "High Rate Detector" (HRD) integriert.
Die instrumentellen Komponenten des CDA sind:
Die ersten 3 Komponenten bilden den Staubanalysator (DA) für Staubraten im Bereich 3•10-8 m-2•s-1 bis max. 102 m-2•s-1.
Für Staubraten darüber ist der HRD meßfähig.
Der DA ist unter der wissenschaftlicher Leitung von Prof. E. Grün und in Zusammenarbeit der Institute Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, (MPI-K), und Institut für Weltraumsensorik der DLR, Berlin, (IWS) sowie dem Ingenieurbüro G. Pahl, München, - hauptsächlich aus DARA-Mitteln finanziert - entwickelt worden. Der HRD wurde von der Universtität Chicago entwickelt, gebaut und getestet. An der Entwicklung des Chemischen Analysators hat die University of Kent in Canterbury entscheidenden Anteil. Technologieentwicklung, Fertigung und alle Tauglichkeitstets für die Hardware-Komponenten der mechanischen Teile des gesamten DA erfolgten unter Federführung und weitgehend im Institut für Weltraumsensorik. Bedeutende Fertigungsunterstützung für komplizierte CNC-Frässtrukturen kam von den Technischen Betrieben der DLR aus Braunschweig. Die Elektronikentwicklung und die Gesamtfunktionstests wurden im MPI-K durchgeführt.
Im Bild sind die wesentlichen Komponenten des Sensorsystems gut zu erkennen. Der DA, dessen Hauptstrukturelemente in extremer Leichtbauweise (Al-Honeycomb) gefertigt wurden, dominiert die Außenabmessungen mit ca. 500 mm und ca. 600 mm Höhe. Der HRD ist im Bildvordergrund mit seinen beiden kreisrunden Fenstern am Rand der DA-Öffnung zu sehen. Die Gesamtmasse liegt unter 17 kg - einschließlich der äußeren sogenannten Superisolationshülle (goldene Hülle im Bild), die zur weitgehenden thermischen Isolation des Sensorsystems gegen die sich im Laufe der Mission drastisch ändernden thermischen Umgebungsverhältnisse (Sonneneinstrahlung in Venusnähe ca. 2800 W•m-2 und in Saturnnähe nur noch ca. max. 58 W•m-2 !) unverzichtbarer Schutz ist. Der DA mit seinen filigranen Gittersystemen mußte Startbeschleunigungen bzw. akustischen Belastungen von 15 g bzw. bis 150 dB widerstehen. Zur Gewährleistung der Meßgüte des DA war außerdem bis unmittelbar vor dem Start eine ständige Gasspülung mit Reinstickstoff erforderlich, die jegliche Kontamination des hochgereinigten sogenannten chemischen Targets verhindert hat.