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08.12.2005

Titan: Kalt, aber sanft zum Landen

Erste Auswertungen der beim Abstieg der ESA-Sonde Huygens auf den Saturnmond Titan gesammelten Daten in "Nature"



Die ESA-Sonde Huygens ist am 14. Jänner 2005 durch die Atmosphäre des größten Saturnmondes, Titan, abgestiegen und sicher auf seiner Oberfläche gelandet. An zwei der sechs Geräte an Bord ist das Institut für Weltraumforschung (IWF) der ÖAW maßgeblich beteiligt: an ACP (Aerosol Collector and Pyrolyser) und an HASI (Huygens Atmospheric Structure Instrument). Im Wissenschaftsmagazin "Nature" (Ausgabe vom 8. Dezember 2005) sind erste Auswertungen der Messergebnisse erschienen.

Beim Abstieg zum Titan arbeiteten die Geräte auf Hochtouren. Der Aerosol Collector and Pyrolyser, dessen Hard- und Software unter der Leitung des IWF gebaut und entwickelt wurde, sammelte Staubteile und Tröpfchen der Atmosphäre ein und erhitzte sie. Die durch das Erhitzen entstehenden Gase wurden vom Gas Chromatograph and Mass Spectrometer (GCMS) einer ersten Analyse unterzogen.

Ziel ist die genaue Zusammensetzung der Aerosole zu entschlüsseln. Hier sind die Forscher noch am Anfang: Da nur die einzelnen chemischen Bestandteile gemessen wurden, muss die ursprüngliche Zusammensetzung in aufwändigen Laborversuchen rekonstruiert werden. "Bisher hat man sich auf die leichteren Moleküle beschränkt, weitere Auswertungen werden folgen", sagt Manfred Steller vom IWF.

In 500 Kilometern Höhe wärmer als auf der Oberfläche

Für eine erste Überraschung sorgten die vom Huygens Atmospheric Structure Instrument gemessenen Daten. Sie geben Aufschluss über Temperatur- und Druckverteilung von der äußersten Atmosphärenschicht bis zur Oberfläche sowie die elektrische Leitfähigkeit der Atmosphäre.

Die Auswertung ergab, dass in der höheren Atmosphärenschicht sowohl Temperatur als auch Dichte höher als erwartet sind: In 500 Kilometern Höhe herrschen Temperaturen von minus 121 Grad Celsius. Das absolute Minimum findet sich mit minus 203 Grad Celsius in der Übergangsschicht von der Troposphäre zur Stratosphäre in 44 Kilometern Höhe. Die Oberflächentemperatur liegt bei minus 179 Grad Celsius.

Das Grazer IWF ist für das HASI-Teilexperiment PWA (Permittivity, Wave, and Altimetry Experiment) verantwortlich, das in der Titanatmosphäre elektrische Größen gemessen hat. Die Forscher entdeckten unter anderem eine ionenreiche Schicht zwischen 40 und 140 Kilometern Höhe. "Diese Schicht ist für die Ausbreitung der von Blitzen ausgesandten Radiowellen sehr wichtig", sagt Konrad Schwingenschuh vom IWF. Signaturen von Blitzen wurden gemessen, es stünde jedoch noch nicht fest, ob sie nicht möglicherweise durch die Huygens-Sonde selbst verursacht worden waren. Schwingenschuh: "Höchstwahrscheinlich wurden diese Blitze am Südpol des Titan erzeugt."

Auch ein am IWF gebauter Akustiksensor gehört zum PWA-Experiment. Hier (wav, 1,6 MB) können Sie die vom Sensor beim Abstieg der Huygens-Sonde aufgenommenen Töne anhören.

Eine weiche Landung für Huygens

Mit besonderer Spannung erwarteten die Forscher die ersten Auswertungen des Surface Science Package (SSP), an denen das Institut für Weltraumforschung der ÖAW ebenfalls beteiligt ist. Die Oberfläche von Titan versteckt sich unter einer dicken Wolkenschicht aus Methan, über ihre Beschaffenheit war bisher wenig bekannt. Die Daten lassen vermuten, dass Huygens auf einem relativ weichen Boden gelandet ist, welcher laut Projektmitarbeiter Günter Kargl vom IWF an feuchten Sand erinnert. Bestehen dürfte er aus mit Kohlenstoffen verunreinigten, gefrorenen Wasserkörnern.

Das IWF hat auch geholfen, Huygens sicher auf den Saturnmond zu bringen: Im Rahmen einer Doktorarbeit arbeitete das IWF an der Planung und nachträglichen Rekonstruktion der Abstiegskurve von Huygens mit.


Weitere Informationen:
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