Fernerkundungsinstrumente
Imaging Science Subsystem (ISS):
Das Kamerasystem des JPL, bestehend aus einer Weitwinkelkamera (ISS-WAC) und einer Kamera mit Teleobjektiv (ISS-NAC), nimmt verschiedene Objekte ins Visier. Neben Saturn werden seine Ringe, Titan und die "eisigen Monde" sowie die Atmosphären von Saturn und Titan abgebildet. Ein wesentliches Ziel ist die Erkundung der Oberflächenstruktur, der Morphologie und der geologischen Entwicklung der Saturnmonde.
TL: Dr. C. Porco, University of Arizona, USA; TM: Prof. G. Neukum, FU Berlin.
Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS):
Zwei abbildende Spektrometer für sichtbares und infrarotes Licht werden die räumliche Verteilung von Mineralien und chemischen Verbindungen derselben Objekte wie das ISS untersuchen.
TL: Dr. R. Brown, JPL, USA; TM: Dr. R. Jaumann, DLR Berlin.
Während der Mission werden multispektrale Aufnahmen von ISS und VIMS zum DLR-Institut für Planetenerkundung Berlin-Adlershof übertragen, um Oberflächen zu kartieren, Oberflächenparameter zu bestimmen, Kraterformen und -dichten zu analysieren und die Zusammensetzung von Krusten und Atmosphären zu untersuchen sowie Vergleiche mit anderen Monden in unserem Planetensystem zu erstellen. Von besonderem Interesse sind Vergleiche mit Resultaten der Jupiter-Mission GALILEO.
Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS):
Das Instrument besteht aus einem UV-Spektrographen, einem Photometer und einer Wasserstoff-Deuterium-Absorptions-Zelle (HDAC) des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung. Es wird Okkultationsmessungen zur Bestimmung der Zusammensetzung und der Chemie von Titan und Saturn, von Aerosol-Eigenschaften sowie der Zusammensetzung und den energetischen Verhältnissen der Atmosphäre durchführen. Die Messung des Deuterium/Wasserstoff-Verhältnisses ist für entwicklungsgeschichtliche Vergleiche im Sonnensystem eine kritische Größe.
PI: Dr. L. W. Esposito, Universität von Colorado, USA; deutsche Co-Investigatoren (Co-I's): Dr. H. U. Keller, Dr. A. Korth, H. Lauche, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.
Composite Infrared Spectrometer (CIRS):
Das Instrument misst die Gaszusammensetzung und ihre Variation sowie Temperaturprofile zur Überprüfung von Theorien zur Atmosphärendynamik und Zirkulation. Außerdem sammelt es Informationen zu Wolken, Dunst sowie zu organischen Komponenten und analysiert atmosphärische Prozesse aus simultanen Messungen der Zusammensetzung, der Temperatur und des Windes.
PI: V. G. Kunde, Goddard Space Flight Center, USA; Co-I: Prof. Dr. K. U. Großmann, Bergische Universität Gesamthochschule Wuppertal.
Die Universität Karlsruhe war an der Entwicklung der bolometrischen Detektoren beteiligt.
CIRS am JPL
RADAR:
Das Radar mit synthetischer Apertur kann als abbildendes Instrument, als Altimeter in Rückstreuung und als Radiometer betrieben werden. Es wird in der Lage sein, die dichte Atmosphäre des Titan zu durchdringen und Radarbilder von der Oberfläche zu liefern.
TL: Dr. C. Elachi, JPL, USA.
RADAR am JPL
Radio Science Subsystem (RSS):
Das Experiment nutzt die vorhandenen Sender und Bodenempfangsstationen. Aus Dopplerverschiebungen und Änderungen der Signale wird auf Zusammensetzung , Drücke und Temperaturen von Atmosphären und Ionosphären von Saturn und Titan geschlossen.
TL: Dr. A. Kliore, JPL.
RSS am JPL
Nahfeld-Instrumente:
Cosmic Dust Analyzer (CDA):
Aufgabe des Staubanalysators ist die simultane Untersuchung von Staubpartikeln im Hinblick auf ihre elektrische Ladung, Geschwindigkeit, Flugrichtung, Masse und chemische Zusammensetzung im interplanetaren Raum, besonders in der Nähe von Jupiter und Saturn. Verbessert gegenüber früheren Einsätzen von ähnlichen Staubanalysatoren auf GIOTTO (Komet Halley) und auf GALILEO (Jupiter) wurde CDA durch einen chemischen Analysator, bei dem ein Flugzeit-Massenspektrometer die chemische Zusammensetzung des Staubes untersucht. Da im Bereich der Saturnringe relativ hohe Staubdichten erwartet werden, wird zusätzlich ein amerikanischer Detektor für hohe Zählraten eingesetzt. Der Staubanalysator wurde unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. E. Grün, Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPK) in Heidelberg, entwickelt und für die Mission vorbereitet. Die mechanischen Bauteile des Instruments einschließlich eines Drehtisches mit dem das Gerät unabhängig vom Raumfahrzeug auf erwartete Staubansammlungen ausgerichtet werden kann, wurden vom Institut für Weltraumsensorik und Planentenerkundung des DLR in Berlin-Adlershof entwickelt und gefertigt.
PI: Dr.-Ing. R. Srama (MPI für Kernphysik), Senior Scientist: Prof. E. Grün (MPI-K)deutsche Co-I's: Prof. H. Fechtig, Prof. E. Igenbergs (TU München), Prof. E.K. Jessberger (Universität Münster), Dr. S. Kempf, Dr. H. Krüger (beide MPI-K), Dr. F. Lura (DLR, Berlin-Adlershof), Prof. D. Möhlmann (DLR, Köln-Porz), Prof. G.E. Morfill (MPI für Extraterrestrische Physik), Dr. F. Spahn (Universität Potsdam), Dr. R. Wäsch (DLR, Berlin-Adlershof)
Dual Technique Magnetometer (MAG):
Das Instrument besteht aus einem Fluxgate- und einem Vektor-Helium-Magnetometer. Die Geräte sollen die Magnetfelder des Planeten und seiner Monde sowie die Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind bestimmen. An der TU Braunschweig wurde die digitale Prozessor-Einheit entwickelt.
PI: Prof. M. Dougherty, Imperial College London, GB; deutsche Co-I's: Dr. G. Musmann, Prof. Glaßmeier, TU Braunschweig; Prof. Neubauer, Universität Köln.
Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI):
Das Instrument besteht aus drei Teilinstrumenten, die hochenergetische Ionen, Elektronen und Neutralteilchen in mehreren Energiebereichen nachweisen. Projektziele sind die Untersuchung der Saturnmagnetosphäre und ihrer Wechselwirkung mit dem Sonnenwind. Ein Ziel des vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung(MPS) entwickelten Low Energy Magnetospheric Measurement System (LEMMS) ist es, mit Hilfe eines Drehtisches auch Winkelverteilungen von Elektronen aufzunehmen.
PI: Dr. M. Krimigis, Johns Hopkins Universität, Baltimore, USA. Co-I: Dr. S. Livi, Dr. W.-H. Ip, Dr. E. Kirsch, Dr. B. Wilken (+), Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.
Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS):
Mit dem Massenspektrometer sollen vor Ort die Zusammensetzung von neutralen und geladenen Teilchen in der Atmosphäre und Ionosphäre des Titan sowie in der Magnetosphäre des Saturn untersucht werden. Gase, die von den Oberflächen der eisigen Monde und von den Ringen emittiert werden, sollen analysiert werden.
Team-Leiter: Dr. J. H. Waite, Southwest Research Institute, USA; Team-Mitglied: Dr. W.-H. Ip, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.
CASSINI Plasma Spectrometer (CAPS):
Das Instrument besteht aus einem Elektronenspektrometer, einem Ionen-Massen-Spektrometer und einem Ionen-Ladungsspektrometer. Es wird die Zusammensetzung, Temperatur, Geschwindigkeit und Dichte von niederenergetischen Ionen und Elektronen in der Saturn-Magnetosphäre messen.
PI: Dr. T. Young Southwest Research Institute, USA.
Radio and Plasma Wave Science (RPWS):
Das Ensemble besteht im wesentlichen aus einer Langmuir-Sonde, entfaltbaren Antennen und einer Suchspule. Es soll die elektrischen und magnetischen Felder im interplanetaren Medium und in der Saturn-Magnetosphäre sowie die Elektronendichte und -temperatur messen.
PI: Dr. D. Gurnett, University of Iowa, USA.
Experimente auf der Huygens-Sonde (mehr auf der ESA Huygens-Website)
Doppler Wind Experiment (DWE):
Das Experiment setzt zwei ultrastabile Oszillatoren ein, je einen im Sender auf der Sonde und im Empfänger auf dem Orbiter, um Dopplerverschiebungen im Signal zu bestimmen. Diese können durch windbedingtes Abdriften der Sonde verursacht werden und lassen eine Untersuchung zonaler Winde in der Titanatmosphäre beim Abstieg sowie die Bestimmung des Einschlagortes zu. Der ultrastabile Oszillator für den Sonden-Transponder wurde im Auftrag der Universität Bonn von Daimler-Benz Aerospace (heute: Astrium), Ottobrunn, entwickelt.
PI: Dr. M. Bird, Universität Bonn; deutscher Co-I: Dr. Edenhofer, Universität Bochum.
DWE bei ESA
Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR):
DISR nutzt die Drehung der Sonde beim Abstieg, um mit einem Detektorfeld im Spektralbereich vom UV bis zum nahen Infrarot in alle Blickrichtungen Aufnahmen zu machen. Bestimmt werden sollen die Dichte, Größe, Form und optischen Eigenschaften von Aerosolen und Wolkenpartikeln. Gesucht wird auch nach Dunstschichten aus kondensierten Kohlenwasserstoffen. Höhenprofile des Mischungsverhältnisses von Methan sollen aufgenommen werden und die Titan-Oberfläche soll abgebildet und spektral analysiert werden. Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung hat hierfür den CCD-Detektor mit zugehöriger Fokalebenen-Elektronik und die Datenkompressionselektronik entwickelt.
PI: Dr. M. G. Tomasko, University of Arizona, USA; Co-I: Dr. H. U. Keller, Dr. N. Thomas, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.
Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI):
Beschleunigungsmesser, Sensoren für elektrische Felder, Temperatur und Druck sollen die physikalischen und elektrischen Eigenschaften der Titanatmosphäre messen.
PI: Dr. M. Fulchignoni, Observatoire de Paris, F; Co-I: Prof. Neubauer, Universität zu Köln.
HASI am Centro Interdipartimentale Studi ed Attività Spaziali "G.Colombo" (CISAS), Padua
Surface Science Package (SSP):
Falls die HUYGENS-Sonde die Landung auf der Titan-Oberfläche übersteht wird eine Reihe einfacher Sensoren versuchen, die Oberflächeneigenschaften zu bestimmen.
PI: Dr. J. Zarnecki, Unversität von Kent, GB.
Planetary and Space Sciences Research Institute, GB
Gas Chromatograph/Mass Spectrometer (GCMS):
Ein Massenspektrometer analysiert Atmosphärenbestandteile beim Abstieg der Sonde. Kondensierte Teilchen werden kurz vor der Landung verdampft und auf ihre Zusammensetzung untersucht.
PI: Dr. H. Niemann, Goddard Space Flight Center, USA.
Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP):
ACP fängt Atmosphärenteilchen mit einem ausfahrbaren Sammler ein. Die Proben werden in einem Ofen verdampft und im GCMS analysiert.
PI: Dr. G. Israel; CNRS Verrieres-le-Buisson, F.
ACP am Service d'Aéronomie du Centre National de la Recherche Scientifique (SA/CNRS), Frankreich