Die äußeren Planeten – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – enthalten etwa 99 Prozent der planetaren Masse unseres Planetensystems. Aufgrund der großen Entfernung von der Sonne ist die Materie in diesen Planeten seit ihrer Entstehung weitgehend unverändert geblieben. Deshalb ist es möglich, hier Einblicke in die Anfänge und die Entwicklung der Planeten und des Sonnensystems als Ganzes zu erhalten.
Start: 15. Oktober 1997, Ankunft am Saturn: 1. Juli 2004, Landung der Huygens-Sonde auf Titan: 14. Januar 2005, Missionsende: 15. September 2017
Cassini/Huygens war eine interplanetare Mission zur Erforschung des Planeten Saturn und seiner eisigen Monde. Insbesondere sollten seine Magnetosphäre, die Atmosphäre und das Ringsystem untersucht werden. Weitere Ziele waren die Erforschung des größten Saturnmondes Titan, der als einziger Mond im Sonnensystem eine dichte Atmosphäre besitzt, und des Eismondes Enceladus, auf dem aktiver Wasservulkanismus entdeckt wurde.
Das Projekt wurde nach dem Entdecker des Titan, dem niederländischen Naturforscher Christiaan Huygens (1629-95), und dem italienischen Astronomen und Erforscher des Saturns Giovanni Domenico Cassini (1625-1712) benannt. Cassini/Huygens war ein gemeinsames Vorhaben der ESA, die sich mit der Titan-Sonde Huygens beteiligte, und der NASA, die den Orbiter Cassini - ein Raumfahrzeug vom Typ Mariner Mark II - und die Trägerrakete stellte.
Die Mission startete am 15. Oktober 1997 vom Kennedy Space Center in Florida aus. Da die Energie der Feststoffraketen für die weite Reise des relativ schweren Raumfahrzeugs zum Saturn nicht ausreichte, wurde die notwendige Bahnenergie durch Ausnutzung der Anziehungskräfte von Venus, Erde und Jupiter bei sehr nahen Vorbeiflügen (so genannten „Fly-by“-Manövern) gewonnen.
Die Huygens-Sonde nach der Abtrennung von Cassini auf dem Weg zum Saturnmond Titan.
Künstlerische Darstellung der Abtrennung der europäischen Huygens-Sonde von Cassini, die am 25. Dezember 2004 erfolgte. Huygens landete am 14. Januar 2005 planmäßig auf dem größten Saturnmond Titan.
Nach einer sechs Jahre und neun Monate dauernden Reise zum Saturn erreichte die Sonde am 1. Juli 2004 das System des Riesenplaneten und schwenkte in eine Umlaufbahn um Saturn ein. Am 25. Dezember 2004 wurde die Huygens-Sonde abgetrennt und landete am 14. Januar 2005 planmäßig auf dem Saturnmond Titan. Der Eintrittskörper wurde dabei zunächst durch die Atmosphäre des Mondes abgebremst und sank dann an Bremsfallschirmen zur Oberfläche hinab. Die während der Abstiegsphase und am Boden des Titan aufgenommenen Messdaten wurden über den Cassini-Orbiter, der als Relais-Station diente, zur Erde gesendet. Cassini setzte seine wissenschaftliche Tour im Saturnsystem bis September 2017 fort.
Die Federführung der Cassini/Huygens-Mission lag in den Händen des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena (Kalifornien). Der europäische Anteil, die Huygens-Sonde, stellte die erste Mittlere Mission (M1) im ESA-Wissenschaftsprogramm „HORIZON 2000“ dar. Die wissenschaftlichen Instrumente wurden von den einzelnen Teilnehmerstaaten aus den nationalen Programmen finanziert. Auch Deutschland nahm an Cassini/Huygens über das ESA-Programm teil und förderte über die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR im Rahmen des deutschen nationalen Weltraumforschungsprogramms Beteiligungen an elf von insgesamt 18 Instrumenten dieser Mission, von denen zwei unter deutscher Federführung entwickelt und gebaut wurden.
Kurzübersicht der wissenschaftlichen Ziele
Saturn
Analyse der Zusammensetzung der Ionosphäre, der Wolkeneigenschaften und der Zirkulation der Atmosphäre
Aufnahme von Wind- und Temperaturprofilen
Untersuchung der inneren Struktur und der Planetenrotation
Magnetosphäre des Saturn
Bestimmung der Plasmazusammensetzung und der Magnetosphärendynamik
Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind, den Monden und den Ringen
Ringe
Charakterisierung von Struktur, Zusammensetzung, dynamischen Prozessen
Erforschung der Wechselwirkung von Monden und Ringen und des Staubs in der Umgebung
Titan
Untersuchung der Dynamik und Zusammensetzung der Atmosphäre, insbesondere der Verteilung der Spurengase und Aerosole
Untersuchung des Oberflächenzustandes (fest/flüssig) und der Zusammensetzung
„Eisige“ Monde
Untersuchung der Eigenschaften der eisigen Saturnmonde und Analyse der geologischen Geschichte
Bestimmung ihrer Oberflächenzusammensetzung und inneren Struktur (zum Beispiel Wasservorkommen, Vulkanismus)
Missionsdaten
Start:
15. Oktober 1997
Startplatz:
Kennedy Space Center, Cape Canaveral, Florida
Trägerrakete:
Titan IV B/Centaur
Flugbahn:
Transferbahn in der Ekliptik mit „Gravity Assist“ durch Venus (2x), Erde (1x) und Jupiter (1x)
Einschwenken in Saturn-Umlaufbahn:
01. Juli 2004
Abtrennung der Huygens-Sonde:
25. Dezember 2004 (Flugzeit bis zum Titan: 3 Wochen, Abbremsung durch Fallschirmsystem)
Landung der Sonde auf Titan:
14. Januar 2005
Messzeit der Huygens-Sonde:
ca. 2,5 Stunden
Missionsende:
15. September 2017 (Ende der „Cassini Solstice Mission“)
Datenempfang:
Kein Real-Time-Betrieb, Zwischenspeicherung der Daten in Massenspeicher an Bord des Orbiters, Übertragung der Daten während der Kontaktzeiten zu den Bodenstationen auf der Erde
Bodenempfangsstationen:
Deep Space Network der NASA
Bodenkontrollstation:
NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Kalifornien
