Cassini-Huygens

Cassini-Huygens
Kënschtleresch Duerstellung vum Cassini (grouss Sond) an Huygens (lénks) virum Titan (ganz vir) a Saturn (Hannergrond)
Missiounszil	Saturn a seng Mounden
COSPAR-Bezeechnung	1997-061A
Dréierrakéit	Titan-IV(401)B
Optrag vun der	NASA
Startmass	2523 kg
Start	15. Oktober 1997, 8:43:00 UTC
Startplaz	Cape Canaveral SLC-40
Missiounsenn	15. September 2017, 12:08 UTC
Cassini wärend der Montage

Cassini-Huygens ass eng Missioun mat zwou Raumsonde fir d'Erfuersche vum Planéit Saturn a senge Mounden. De Cassini ass en Orbiter, deen op Bestellung vun der NASA vum Jet Propulsion Laboratory gebaut gouf, fir d'Objeten aus der Saturnëmlafbunn z'ënnersichen. Den Huygens (gebaut vun Aérospatiale op Bestellung vun der ESA) gouf als Lander konzipéiert, dee vum Cassini ofgekoppelt gouf an um Mound Titan gelant ass, fir do d'Atmosphär an d'Uewerfläch z'erfuerschen. Wéinst der dichter Atmosphär vum Mound wier et net méiglech gewiescht, dat vun engem Orbiter aus ze maachen. Un där Missioun war och déi italieenesch Raumfaartagentur ASI bedeelegt.

Déi béid uneneegekoppelt Sonde goufen de 15. Oktober 1997 vum Launch Complex 40 op Cape Canaveral mat enger Titan-IVB-Rakéit gestart. Den 1. Juli 2004 ass de Cassini an d'Saturnëmlafbunn ëm de Saturn ageschwenkt, an de 14. Januar 2005 ass d'Huygens dräi Wochen no der Trennung vum Cassini um Mound Titan gelant an huet dono 72 Minutte laang Daten op d'Äerd geschéckt.

De Lander, wéi och de Cassini-Orbiter, hu mat hire wëssenschaftlechen Instrumenter vill nei, deelweis revolutionär Erkenntnesser am Bezuch op de Saturn a seng Mounde geliwwert. D'Missioun gouf dacks verlängert an ass de 15. September 2017 mam Antrëtt vun der Sond an d'Saturnatmosphär op en Enn gaangen.

Virgeschicht

Entwécklung

Eng Missioun op der Saturn an op den Titan gouf scho kuerz nom Erfolleg vun de Sonden Voyager 1 an Voyager 2 (gestart 1977, 1980 beim Saturn) a Betruecht gezunn. Am Joer 1983 gouf eng Studie vum Solar System Exploration Committee virgestallt, déi véier Planéitemissioune bis d'Joer 2000 virgesinn hunn. De Kommitee war en Zesummeschloss tëscht de Gremie fir Weltraumfuerschung vun der europäescher Wëssenschaftsstëftung an der National Academy of Sciences, dee schonn 1982 mat senger Aarbecht ugefaangen hat. Nieft der Cassini-Missioun (deemools nach als Saturn Orbiter/Titan Probe-Programm resp. SOTP bezeechent) entstounge sou och d'Magellan-Raumsond an de Mars Observer. Am Ufank huet d'Saturn/Titan-Missioun nach zum Mariner Mark II-Projet gehéiert, an deem senge Kader och eng änlech gebaut Sond fir de Laanschtfluch bei engem Asteroid oder Koméit, genannt Comet Rendezvous/Asteroid Flyby (CRAF), entwéckelt sollt ginn. Fir Käschten ze spueren, war geplangt, béid Sonden aus méiglechst villen Instrumenter a Systemer déi sech gläichen, ze bauen. No positiven Expertisen, déi zesumme vun der ESA an der NASA gemaach goufen, hat d'ESA déi éischt Studie vun der Sond 1986 akzeptéiert. D'Sond krut den Numm "Cassini", genannt nom Giovanni Domenico Cassini, deen d'Saturnmounde Iapetus, Rhea, Dione an Tethys entdeckt hat.

Am Zäitraum 1987 bis 1988 ass d'Entwécklung vun der Mariner-Mark-II-Sond weider viru gaangen, wärend an Europa am Kader vum „Horizon 2000“-Programm éischt Studien zu der Titan-Landesond duerchgefouert goufen. D'Landesond ass nom Christiaan Huygens genannt ginn, deen de Mound entdeckt hat an d'Saturnréng als éischte korrekt verstanen hat. Am Joer 1989 goufen d'Mëttele fir d'Entwécklung vun der Mariner Mark II bewëllegt, awer schonn dräi Joer méi spéit goufen d'Ausgabe fir d'Sond vum Kongress begrenzt, soudatt d'CRAF-Missioun gestrach gouf. Duerch d'Astellung vum CRAF-Projet koum sou och dat ganzt Cassini-Projet a Gefor. Doropshin huet den deemolegen Direkter vun der ESA, de Jean-Marie Luton, e Bréif un den Vizepresident vun de Vereenegte Staate vun Amerika Al Gore, an den Aussenminister vun de Vereenegte Staate vun Amerika Warren Christopher an un de Goldin (NASA-Direkter) geschriwwen. Besonnesch huet hien den Alenggank vun den USA an där Ugeleeënheet kritiséiert:

Virbereedung vum Cassini-Huygens am Oktober 1996 fir en Temperatur- a Vibratiounstest

Kuerz Zäit méi spéit huet de Goldin d'Weiderféierung vum Projet akzeptéiert. Trotzdeem war d'Missioun 1995 nees eng Kéier an d'Bléckfeld vum United States Senate Committee on Appropriations geroden, deen de Projet astelle wollt. Déi Entscheedung gouf nees zeréckgeholl. Déi eenzel Komponente vun de Sonde goufen 1996 zesummegebaut an éischten Tester ënnerzunn. De Cassini gouf den 21. Abrëll 1997 op Cape Canaveral transportéiert, wou am Summer déi lescht Tester gemaach goufen.

Parallel zum Cassini-Programm an den USA gouf an Europa die Huygens-Landesonde entwéckelt, woubäi och d'NASA bei wichtegen Decisioune bedeelegt war. Wärend der Entwécklung vum Huygens goufen am Ganzen dräi Prototype gebaut, fir eenzel Aspekter wéi zum Beispill d'elektresch Systemer oder d'Drofähegkeet vun der Konstruktioun ze testen. Am Abrëll 1991 goufen d'Definitioune vun den Ufuerderungen an den éischten Designvirschlag akzeptéiert. Am Fréijoer 1994 goufen dann d'Konzepter fir déi mechanesch an elektresch Systemer verifizéiert. Déi lescht a wichtegst Hürd, eng kritesch Ënnersich vum ganzen Design, gouf am September 1995 ofgeschloss. An de nächsten zwee Joer huet nach eng extern Kommissioun vun der NASA d'Konzept op seng Asazméiglechkeet ënnersicht. Allerlescht Tester waren am Joer vum Start (1997).

De Start war de 15. Oktober 1997. 5.000 Leit aus 18 Natioune weltwäit waren un der Missioun bedeelegt.

Käschten

D'Käschte vum Projet gi vun der NASA esou uginn:

Posten	Käschten
Entwécklung virum Start	1422 Mio. US$
Missiounsënnerstëtzung	0710 Mio. US$
Suivi vun der Missioun	0054 Mio. US$
Start	0442 Mio. US$
Käschte vun der ESA	0500 Mio. US$
... dovun aus Däitschland:   zirka 120 Mio. EUR
Käschte vun der ASI	0160 Mio. US$
Total	3288 Mio. US$

Et goufen all Joer Käschte vu 60 Milliounen US-Dollar.

Missiounsziler

D'Cassini-Huygens-Missioun gouf konzipéiert, fir d'Versteesdemech iwwer vill Objeten a Virgäng am Saturnsystem ze verbesseren. Virum Start goufe vun der NASA an der ESA follgend Fuerschungsschwéierpunkten definéiert:

Titan

• Bestëmmung vun der Atmosphärzesummesetzung an d'Isotopenverhältnesser, inklusiv den enthalenen Edelgaser; historesch Entwécklung
• Observatioun vun der Gasverdeelung an der Atmosphär, Sich no weideren organesche Verbindungen an der Energiequell fir cheemesch Prozesser an der Atmosphär, Studium vun der Verdeelung vun Aerosolen
• Miessung vu Wanden an Temperatur, Ënnersich vun der Wollekebildung an der saisonale Verännerungen an der Atmosphär, Siche no elektreschen Entluedungen
• Ënnersich vun der ieweschter Atmosphär, besonnesch am Hibléck op Ionisatiounseffete an hir Roll als Quell fir elektresch gelueden an ongelueden Deelercher fir d'Magnéitosphär
• Erfaassung vun der Uewerflächestruktur an -zesummesetzung souwéi Ënnersich zum Moundkär

Magnetosphär

• Bestëmmung vun der geneeën Konfiguratioun vum axial-symmetresche Magnéitfeld a seng Bezéiung zu der Radiostralung am Kilometerberäich
• Bestëmmung vun der Zesummesetzung, Quellen a Senke vu geluedenen Deelercher an der Magnéitosphär
• Ënnersich vun de Wellen-Deelercher-Interaktiounen, Dynamik vun der Magnéitosphär op der Dagsäit, dem Magnéitotail vu Saturn an de Wiesselwierkunge mat Sonnewand, Mounden an de Reng
• Studien zu der Wiesselwierkung vun der Titanatmosphär an Exosphär mam Plasma dee ronderëm ass

Veräist Mounden

• Ermëttlung vun de generellen Eegenschaften a geologescher Vergaangenheet vun de Mounden
• Erfuerschung vun de Mechanisme fir Verformung vun der uewerflächlecher a bannenzeger Kuuscht
• Ënnersich vun der Zesummesetzung a Verdeelung vum Uewerflächematerial, besonnesch donkel, organesch Matière souwéi déi mat niddregem Schmëlzpunkt
• Erfuerschung vun de Wiesselwierkunge mat der Magnéitosphär an dem Ranksystem, souwéi méiglech Gasabréngung an d'Atmosphär

Saturn a säi Ranksystem

• Studie vun der Konfiguratioun vun de Réng a vun den dynamesche Prozesser, duerch déi d'Réng entstane sinn
• Kartéierung vun der Zesummesetzung a gréisstenofhängeger Verdeelung vum Rankmaterial
• Ënnersich vun de Wiesselwierkunge vun de Réng mat der Magnetosphär vum Saturn, Atmosphär an Ionosphär souwéi mat de Mounden
• Bestëmmung vun der Stëbs- a Meteoritteverdeelung an der Géigend vun de Saturnréng
• Bestëmmung vun der Temperatur, Wollekeneegeschaften an Zesummesetzung vun der Atmosphär
• Miessung vun de globale Wanden, inklusiv vun de Wellen- a Wierbelstrukturen
• Observatioun vun de Wollekestrukturen a -prozesser
• Erfuerschung vun der bannenzeger Struktur a Rotatiounseegeschafte vun der déiwer Atmosphär
• Studium vun den deeglechen Ännerungen an dem Afloss vun der Magnéitosphär op d'Ionosphär
• Bestëmmung vun de Restriktioune fir Modeller fir d'Erfuersche vun der Genesisgeschicht vum Saturn
• Ënnersich vu Quellen an der Struktur vu Blëtzer a stateschen Entluedungen an der Atmosphär

Technik vum Cassini-Orbiter

Mat enger Startmass vu 5.364 kg (dovun 3.132 kg Dreifstoff) ass de Cassini déi schwéierst US-amerikanesch Raumsond, déi jeemools gebaut gouf. Hir zylinderfërmeg 6,7 m héich a 4 m breet Zell besteet haaptsächlech aus Aluminium an ass a verschidde Flächen agedeelt (vun ënnen no uewen: Undriff, ënnescht Ausrëschtungsfläch plus Energieversuergung, iewescht Ausrëschtungsfläch, Kommunikatioun). Wéinst der Fluchbunn vun der Sond ass e komplext Klimasystem integréiert ginn, dat d'Asazfäegkeet souwuel bei der Venus wéi och beim Saturn sécherstellt. Wärend dem Swing-by-Manöver bei der Venus muss de Cassini wéinst der kuerzer Distanz zu der Sonn gekillt ginn, wat mat goldbeschichte Mylar-Folien op der sonnenzougedréiter Säit a Radiateuren op der sonnenofgedréiter Säit vun der Sond realiséiert gouf. Beim Saturn ass d'Sonnestralung nees esou kleng, datt d'Elektronik an déi wëssenschaftlech Instrumenter musse gehëtzt ginn. Dat geschitt haaptsächlech duerch d'Benotze vun der verluerener Hëtzt vun den dräi Radionuklidbatterien, an anersäits duerch kleng Heizwidderstänn.

Energieversuergung

Eng vun den dräi Radionuklidbatterien

Schnëttduerstellung vun engem GPHS-RTG

Wéinst der grousser Distanz zu der Sonn beim Saturn goufen bei Cassini dräi Radionuklidbatterien (Bezeechnung: „GPHS RTG“) als d'Energiequell agesat, well Solarzelle wéinst der gebrauchter Gréisst a Mass net ze gebrauche waren. Gefëllt sinn déi 56 kg schwéier Batterië mat jee 12,2 kg vun der Verbindung Plutoniumdioxid (dovun sinn jee 9,71 kg ²³⁸Pu), dat duerch säi radioaktiven α-Zerfall (Hallefwäertszäit: 87 Joer) pro Batterie 4400 Watt Leeschtung fräisetzt. D'Wäermt gëtt mëttels Silicium-Germanium-Thermoelementer mat enger Effizienz vu 6,5 bis 7 % an elektresch Energie ëmgewandelt. Déi elektresch Leeschtung pro Radioisotopenbatterie ass beim Start 285 Watt (am ganzen 855 Watt) an hëlt zanterhir pro Joer ëm 3,1 % of, well d'Aktivitéit vum Plutonium stänneg ofhëlt an d'Thermoelementer duerch Ofnotzen ëmmer méi ineffizient ginn. 2010 hunn all Batterien zesummen ongeféier 670 Watt elektresch Leeschtung geliwwert, zum Enn vun der Missioun 2017 sollen nach ronn 605 Watt zur Dispositioun stoen.

Well déi 29,4 kg Plutonium héichgëfteg an eng ganz staark Quell vu Radioaktivitéit sinn, gouf bei der Konstruktioun vun der RTGs e méischichtegt Sécherheetssystem entwéckelt: De Plutonium läit als gesintert Plutoniumdioxid vir, dat eng Keramikmatrix bilt, déi bei mechanescher Belaaschtung a gréisser Stécker zerbrécht, awer net zu rengem Stëbs gëtt, deen ageotemt kéint ginn. Ausserdeem widdersteet d'Verbindung Plutoniumdioxid der Hëtzt beim eventuellen Neesantrëtt an d'Atmosphär, ouni ze verdämpen, a reagéiert cheemesch net mam Sauerstoff oder Stéckstoff vun der Loft, nach mam Waasser an och kaum mat anere Stoffer. An der Batterie ass d'Plutoniumkeramik an 18 eenzel Kapselen ënnerbruecht, déi all en eegent Hëtzschëld an en opprallséchert Gehais hunn. Bannenzeg vun de Kapselen ass d'Keramik vun ettleche Loe vun ënnerschiddlechem Material ëmginn (dorënner Iridium a Graphit), déi duerch hiren héije Glouspunkt an hir grouss Resistenz géigeniwwer Korrosioun den Austrëtt vu radioaktive Stoffer no engem Opschlag verhënnere sollen. Déi baussenzeg Schutzbarrière besteet aus enger Kuelefaserëmmantelung an dem Aluminiumgehais.

Fir d'Energieverdeelung ass d'Power and Pyrotechnic Subsystem (PPS) zoustänneg. Et suergt fir d'Produktioun vun der Bordspannung vun 30 Volt Gläichspannung (op zwou Leitunge mat jee +15 V an −15 V) an initiéiert pyrotechnesch Virgäng, zum Beispill d'Oftrennung vun der Centaur-Uewerstuf. De Stroum gëtt iwwer e Kabelsubsystem (Cabling Subsystem, CABL) verdeelt, dat aus iwwer 20.000 Kabelverbindunge besteet an zirka 1630 Verbindungskniet opweist. Am Ganze goufen iwwer 12 km Kabelsträng am Cassini-Orbiter verbaut. D'Verkabelung ass elektresch vollstänneg passiv an huet keng Leeschtungselektronik oder Komponente fir d'Datenveraarbechtung, woumat si nëmmen der Stroumféierung an dem Datentransfer déngt.

Den Engineering Flight Computer

De Massespäichermodul

E Modul vum EPS

Elektronik

Déi béid wichtegst Elementer vun der Elektronik sinn déi béid SSD-Massespäicher an den Engineering Flight Computer (EFC) vun der Firma IBM, dee fir all Steierungsaufgabe vun der Sond zoustänneg ass. Hien huet iwwer am Ganzen 58 Mikroprozesseren, dorënner ee vum Typ MIL-STD-1750A.

Dee Prozesser koum schonn an ettleche Militärsystemer (ë. a. Northrop B-2, General Dynamics F-16 an Hughes AH-64) zum Asaz a gouf déi éischt Kéier fir eng Raumfaartmissioun benotzt. Hie baséiert op enger 16-Bit-Architektur, huet eng Recheleeschtung vun 1,7 MIPS an huet intern iwwer 8 kbit Späicher. De Aarbechtsspäicher vum EFC ass 32 Mbit grouss a besteet aus SRAM-Späicherzellen, déi géigeniwwer konventionellen SDRAM-Zellen zwar wiesentlech manner Capacitéit hunn, awer méi stralungsresistent sinn a méi héich Datequoten erlaben.

Déi béid Massespäicher (Solid State Recorder, SSR genannt) baséiere fir di éischt Kéier an der Raumfaartgeschicht net op Magnéitbänner, mä op DRAM-SSD-Technik. Géigenowwer de Magnéitbänner huet déi agesate SSD-Architektur ënner anerem follgend Virdeeler:

• méi héich Zouverlässegkeet (keng beweeglech Deeler)
• simultant Liesen a Schreiwen
• kleng Zougrëffszäiten
• méi héich Datequoten
• manner Energieverbrauch.

All Rekorder huet eng Späicherkapazitéit vun 2,56 Gbit, woubäi 560 Mbit fir d'Späicherung vun Préifzomme reservéiert sinn. D'Rekorder sinn a jee 640 DRAM-Zelle mat jee 4 Mbit Späicherplaz opgedeelt, déi simultan mat enger Datequot vun 2 Mbit pro Sekonn ausgelies a beschriwwe kënne ginn. Wéinst der intensiver Stralung am oppene Weltraum an am Jupitersystem si Feeler an de Späicherzelle net ze vermeiden. Dofir gouf hardwaresäiteg e Feelererkennungs- a Korrektursystem integréiert, dee futtis Späicherberäicher erkennt, Daten sou wäit wéi méiglech restauréiert an d'Späicherplaz als futti zeechent. Déi benotzte Gate-Arrays hunn eng Logik fir de Boundary Scan Test, fir Iwwerdroungs- a Formatfeeler mat enger Warscheinlechkeet vun iwwer 99 % z'erkennen. Beim Systementworf gouf ageplangt, datt bis zum Enn vun der Missioun zirka 200 Mbit Späicherplaz duerch Stralung an Ofnotzung verluer ginn. Jiddwer SSR weit 13,6 kg, ass 0,014 m³ grouss a brauch 9 Watt elektresch Leeschtung.

D'SSR- an d'EFC-Komponenten sinn zesumme mat aneren elektronesche Baudeeler am zylinderfërmegen Electronic Packaging Subsystem (EPS) ënnerbruecht, dat sech an der ieweschter Ausrëschtungsfläch direkt ënner der Antennesektioun läit. Den EPS ass an 12 standardiséierte Moduler ënnerdeelt, déi di enthalen elektresch Systemer viru Stralung an Stéiersignaler vun der benoperten Elektronik schützt. Ausserdeem suergt et mat engem Temperaturkontrollsystem dofir, datt d'Komponente bannen hirer Temperaturspezifikatioune schaffen a kee Schued duerch Ënnerkillung oder Iwwerhëtzung erliewen.

Kommunikatioun

D'Héichgewënnantenn bei engem Test

D'Antennesektioun wärend der Montag

D'Radiosignaler fir d'Kommunikatioun mam Cassini gi vum Radio Frequency Subsystem (RFS) erzilt. Kär vum System sinn zwou Wanderfeldréier-Verstärker mat enger Leeschtung vu jee 20 Watt. Déi kënnen och gläichzäiteg agesat ginn, fir d'Sende- an Empfanksleeschtung z'erhéijen, kënnen awer och allengstoend schaffen, wann e Verstärker futti ass (Prinzip vun der Redundanz). Duebel sinn och d'Baugruppen Telemetriekontroll, Signalveraarbechtung an Transponder. Weider Komponente sinn en héchstabillen Oszillator, en Diplexer an eng Schaltung zu der Usteierung vun den Antennen.

Iwwerdroe ginn déi erschafe Signaler uschléissend iwwer d'Antenna Subsystem (ANT). Wichtegste Bestanddeel ass d'Héichgewënnantenn (HGA) op der Spëtzt vun der Sond, déi als Cassegrain-Parabolantenn konzipéiert ass. Si huet en Duerchmiesser vu 4 m a gouf vun der italieenescher Raumfaartagentur Agenzia Spaziale Italiana bereetgestallt. D'HGA huet eng héich Richtwiirkung, wouduerch zum engen d'Datequot bei der selwechter Sendeleeschtung staark erhéicht konnt ginn, zum anere muss d'Antenn awer och ganz prezis op d'Äerd ausgeriichtet ginn.

Weider sinn nach zwou Niddreggewënnantennen (LGA) do, déi op der Spëtzt vum HGA-Subreflekter an um aneren Enn vun der Sond festgemaach sinn, soudatt bei jiddwer Fluchlag Daten iwwerdroe kënne ginn. Well d'Datequot wéinst der kompakter Antennekonstruktioun nëmme ganz kleng ausfält, ass se haaptsächlech als Noutléisung geduecht, wann d'HGA net op d'Äerd ausgeriicht ka ginn. Wärend der Marschfluchphas goufen d'Antennen och fir d'plangméisseg Kommunikatioun benotzt, well fir déi kuerz routineméisseg Systemchecker keng héich Datequoten néideg waren.

Well d'HGA-Antenn nieft der Kommunikatioun och Capacitéite fir en ettlech wëssenschaftlech Radioexperimenter bidde muss, ass hiren Opbau vill méi komplex wéi bei anere Raumsonden. Et follegt eng Iwwersiicht vun de benotze Frequenzen a Systemer:

Antenn	Frequenz- band	Mëtt- frequenzen	Bandbreet / Antennegewënn	Iwwerdroungs- richtung	Assoziéiert System	Aarbechten
HGA
	S-Band
		2040 MHz	10 MHz / 35 dBi	Empfang	RFS	Kommunikatioun mam Huygens
		2098 MHz
		2298 MHz		Senden	RSS	radiotechnesch Atmosphärefuerschung
	X-Band
		7175 MHz	50 MHz / 47 dBi	Empfang	RFS	Kommunikatioun mat der Äerd
		8425 MHz		Senden
		k. A.		Senden	RSS	radiotechnesch Atmosphärefuerschung
	Ku-Band	13.776 MHz	200 MHz / 51 dBi	Senden, Empfänken	RADAR	SAR-Radarbiller
	Ka-Band
		32.028 MHz	200 MHz / 57 dBi	Senden	RSS	radiotechnesch Atmosphärefuerschung
		34.316 MHz		Empfang
LGA
	X-Band
		7175 MHz	50 MHz / k. A.	Empfang	RFS	Kommunikatioun mat der Äerd (nëmmen techneschTelemetrie)
		8425 MHz		Senden

Am Zentrum vun der HGA-Parabolantenn ass eng Konstruktioun, déi d'Transmitter fir d'X-Band an d'K_a-Band ophëlt, well op där Positioun den héchsten Antennegewënn erzilt ka ginn. D'K_u-Band Radarsystem huet e ganzt anert Aufgabegebitt wéi déi aner Radioinstrumenter, woufir e komplexen Opbau néideg ass: Nieft dem Transmëtter an der Mëtt sinn nach am Ganzen 100 Welleleeder do, déi an 4 Modulgruppen ëm dee Beräich erëm montéiert sinn. Den S-Band-Transmëtter ass am Subreflekter hanner enger spezieller Uewerfläch, déi fir déi aner Frequenzbänner onduerchléisseg ass a sou als Reflekter wiirkt, a stralt d'Parabolantenn direkt un. D'Héichgewënnantenn gouf wärend dem Marschfluch och als Hëtzeschëld géint d'Wärmtstralung vun der Sonn benotzt, soulang déi manner wéi 2,7 AE ewech war.

Zesumme mat den äerdgebonnenen Antenne vum Deep Space Network goufe follgend Sendequoten erreecht:

• bei Jupiter 249 kbit/s mat 70-m-Antenn, zirka 62 kbit/s mat 34-m-Antenn;
• bei Saturn 166 kbit/s mat 70-m-Antenn, zirka 42 kbit/s mat 34-m-Antenn.
• Iwwer déi Niddreggewënnantenn ginn, jee no Distanz zu der Äerd, d'Datequote vu bis zu 948 Bit/sec erreecht.
• Déi klengstméiglech Datequot läit bei 5 bit/s.

Fir d'Kommunikatioun mat der Huygens-Sond koum déi Héichgewënnantenn a Kombinatioun mam S-Band-Transmëtter zum Asaz. Empfaange gouf op zwéin Kanäl mat jee 8 kbit/s, woubäi ee Kanal wéinst engem Designfeeler ausgefall war (Detailer kuckt wgl. bei Missiounsverlaf).

Iwwersiicht vun der Fluchsteierung

Fluchsteierung

Déi béid Haaptdreifwierker

De Cassini huet en Undriffsystem (Propulsion Module Subsystem, PMS) an e Lagkontrollsystem (Attitude and Articulation Control Subsystem, AACS), fir seng Fluchbunn an Ausriichtung am Raum reguléieren ze kënnen. Béid Sektioune sinn um ënneschten Enn vun der Sond. Den AACS huet en eegene Computer, deen och op engem MIL-STD-1750A-Prozesser baséiert an iwwer 8 MBit RAM huet. Seng Haaptaufgab ass d'Berechnung vu Korrekturmanöveren op Basis vun den Date béider Stäresensore, déi véier bis fënnef besonnesch hell Stären an hirem 15°-Siichtfeld als Leetstär auswielen. Nieft deene Sensore komme fir d'Lagbestëmmung nach dräi inertiale Navigatiounssystemer zum Asaz.

De Cassini huet och zwéin Haaptdreifwierker mat jee 440 Newton Schub, déi fir all gréisser Fluchbunnkorrekture zoustänneg sinn. Als Dreifstoff déngt Monomethylhydrazin (1870 kg), als Oxidationsmëttel Distéckstofftetroxid (1130 kg). Déi Komponente gi mat Helium-Drockgas un d'Brennkummere vu béiden Haaptdreifwierker gefërdert an entzünde sech direkt bei Kontakt (Hypergol). Béid Komponente sinn an engem groussen Tank, getrennt duerch eng intern Oftrennung. Den Tank hëlt déi allergréisste Plaz an der Raumsond an, ëm deen déi elektresch a wëssenschaftlech Moduler rankfërmeg ugemaach sinn. Den zylinderfërmegen Heliumtank faasst 9 kg an ass säitlech un der Sond installéiert.

Fir d'Manövere vun der Lagännerung komme 16 kleng Dreifwierker an den Asaz, déi jee 0,5 Newton Schub liwweren an a Véierergruppen u véier Ausleeër festgemaach sinn. Als Dreifstoff déngt hei Hydrazin, deem säi kugelfërmegen 132-kg-Tank op der géigeniwwerleiender Säit installéiert ass. All Tanke gi geheizt, fir d'Afréiere vum Contenu ze verhënneren.

D'Ausriichtung vun der Sond am Raum gëtt mat véier Reaktiounsrieder virgeholl, déi sech an der Géigend vun den Haapt- a Lagkontrolldreifwierker befannen.

Technik vun der Huygens-Sond

E Modell vun der Huygens-Sond (ouni Hëtzschëld)

D'Huygens-Landesond déngt der Erfuerschung vum Saturnmound Titan a gouf vun der Europäescher Weltraumorganisatioun (ESA) bereetgestallt. Si ass mat engem Adapter um Cassini-Orbiter ugemaach. Si huet e Gewiicht vun 318 kg a méisst 1,6 m am Duerchmiesser. Hir Zell besteet haaptsächlech aus Aluminium, dat a verschidden décke Sandwich-Wabekärfläche benotzt gouf (25 bis 72 mm). D'Fläche ginn an de meeschte Fäll duerch ettlech Titan-Striewe banne verbonnen a verstäift.

Huygens ass wärend dem Marschfluch fest mam Cassini verbonnen. Iwwer e Stecker geschitt niewent der Kommunikatioun och d'Energieversuergung (bis 210 W) vun der Huygens-Landesond, fir datt déi net hir Batterië fir Funktiounstester belaaschte muss. D'Oftrennung geschitt 22 Deeg virun der Landephas mat dräi klenge Sprengluedunge. De néidegen Impuls kritt Huygens duerch dräi Stolfiederen, déi eng Kraaft vu jee 500 N opbrénge kënnen. Si acceleréiert no der Trennung mat zirka 0,3 m/s vum Cassini. Féierungsrolle suergen dann fir eng Rotatioun vun der Sond ëm déi eegen Achs mat 7 Ëmdréiunge pro Minutt.

Fir d'Energieversuergung vum Huygens sinn fënnef Batterië zoustänneg. Jiddwer Batterie besteet aus zwéi Moduler mat jee dräizéng a Serie geschalteten LiSO₂-Zelle mat enger Capacitéit vu 15,2 Ah. Domat stinn der Sond am Ganzen 76 Ah bei enger Spannung vun 28 V zur Dispositioun. Wärend dem Marschfluch si bal all elektresch Systemer deaktivéiert, fir Energie ze spueren; et gi just e puer kleng Funktiounstester periodesch duerchgefouert. Den Energieverbrauch klëmmt dann op bis zu 351 W, woubäi d'Energiesystem maximal 400 W liwwere kann. De Verbrauch wärend den eenzele Missiounsphase war wéi follegt geplangt:

E Bléck vun uewen an den Huygens

Missiounsphas	Leeschtungs- ophuel	Dauer	Verbrauch
Marschfluch no der Oftrennung	000,3 W	22 d	0158 Wh
Phas virum Antrëtt	125 W	18 min	0037 Wh
Éischt Ofstiigsphas	339 W	80 min	0452 Wh
Zweet Ofstiigsphas	351 W	73 min	0427 Wh
Uewerflächemissioun	351 W	45 min	0263 Wh
Am Ganzen		22,15 d	1338 Wh
Reserv			0790 Wh (37 %)

Fir d'Steierung vun der Sond ass d'Command & Data Management Subsystem (CDMS) zoustänneg. Well nom Oftrenne vum Cassini keng Kommandoe méi un d'Sond geschéckt kënne ginn, ass d'Elektronik an engem ganz héijem Mooss op Ausfallsécherheet ausgeluecht. Dofir ass den CDMS-Haaptcomputer duebel ausgeluecht. Jiddwer Computer benotzt ee MIL-STD1750A-Prozesser mat engem 1 MBit EPROM fir d'Späicherung vun der Software, déi nei programméiert ka ginn, soulaang d'Sond mam Cassini-Orbiter verbonnen ass. Follgend Systemer sinn och redundant:

• Mission Timer Unit (dräifach, Zäitgiewer)
• Central Acceleration Sensor Unit (dräifach, Accelleratiounssensor)
• Radarhéichtemiesser (zweefach)
• Solid State Recorder (zweefach, Datenspäicherung)
• Probe Data Relay Subsystem (zweefach, Kommunikatioun)

Bléck op d'Hëtzschëld vum Huygens (mat zousätzlecher Isolatiounsfolie)

Dat redundant Kommunikatiounssystem besteet aus jee engem 10-Watt-S-Band-Sender an enger omnidirektionaler Antenn. D'Datequot zu der Héichgewënnantenn vum Cassini zielt 1 bis 8 KBit/sec. Déi zwou Sendeanlage schaffen zur Sécherheet gläichzäiteg, si senden déi selwecht Date (mat Ausnam vu Biller) noenee ëm sechs Sekonne zäitversat. D'Date ginn mam Cassini SSR-Massespäicher opgezeechent an no Enn vun der Missioun op d'Äerd iwwerdroen. Wärend dem Marschfluch kënnen Daten auch direkt zur Äerd iwwermëttelt ginn, wann d'Antenne vum Deep Space Network fir den Empfang disponibel sinn.

Well den Huygens an déi dicht Atmosphär vum Mound antriede muss, gëtt si vun engem 79,3 kg schwéieren Hëtzschëld virun den héijen Temperaturen (bis zu 1500 °C) geschützt. Dat viischt Haaptschëld ass kegelfërmeg an huet en Duerchmiesser vun 2,75 m. Hie besteet haaptsächlech aus Keramik-Hëtzschutzkachele mat enger Déckt vu 17 bis 18 cm. Déi droend Struktur besteet aus kuelestofffaserverstäerktem Konschtstoff (CFK) an Sandwich-Wabekär-Bauweis. Och déi iewescht Säit vun der Sond gëtt duerch e Schëld geschützt. Hien huet bei engem Duerchmiesser vun 1,6 m nëmmen e Gewiicht vun 11,4 kg, well hien op der Récksäit vill manner Hëtzt ofkritt. Als Material gouf eng Konstruktioun aus versteiftem Aluminiumblech an enger dënner Schicht aus opgespréiten Siliciumkigelcher benotzt.

Nodeems d'Sond den Deel vum Antrëtt iwwerstanen huet, muss si staark ofgebremst ginn, fir bei der Landung op der Uewerfläch net zerstéiert ze ginn. Heizou kommen dräi Fallschiermer hannerenee zum Asaz. Den éischte gëtt an enger Héicht vun zirka 160 km opgemaach, kuerz nodeem eng kleng Ofdeckung um ieweschten Hëtzschëld ofgesprengt ginn ass. Hien huet en Duerchmiesser vun 2,59 m an hänkt un engem 27 m laange Seel an déngt dem Erauszéie vum 8,3-m-Haaptschierm. Well e sou grousse Schierm d'Sénkvitess ze staark faale géif (d'Batterië zu der Energieversuergung hunn nëmmen eng staark begrenzte Liewensdauer), gëtt dee Schierm kuerz nom Ofworf vum viischten Hëtzschëld bei 0,6 Mach ofgetrennt. De leschte Fallschierm huet en Duerchmiesser vun 3,03 m an iwwerhëlt d'Votesskontroll vum leschte Fluchdeel. All Schiermer bestinn aus engem Kevlar-Nylon-Material a sinn an zwéin reiwungsaarme Lager festgemaach, fir datt si vun der Dréibeweegung vun der Sond lass gekoppelt ginn.

Wëssenschaftlech Instrumenter vum Cassini

Iwwerbléck

Follgend Grafik weist d'Positioun vun de meeschte wëssenschaftlechen Instrumenter vum Cassini. De Radio Science Subsystem an den Cosmic Dust Analyzer sinn net ze gesinn, well si op der Récksäit vum Orbiter leien.

Déi follgend Grafik gëtt en Iwwerbléck op déi ofgedeckten elektromagnéitesch Spektren vun den opteschen Instrumenter vum Cassini:

Follgend Grafik weist d'Siichtfelder vum Cassini sengen opteschen Instrumenter:

Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS)

D'UVIS-Instrument

Coupe vum FUV-Instrument:
Den EUV ënnerscheet sech nëmmen duerch déi feelend Pompel am ënneschten Deel.

D'UVIS ass d'Primärinstrument fir d'Fuerschung am Ultraviolett-Spektrum. Zu de Fuerschungsschwéierpunkte gehéiert d'Ënnersiche vun der Zesummesetzung vun Atmosphären an Uewerfläche vum Saturn souwéi senge Mounden a Réng. Am Fokus stinn heibäi d'Elementer Waasserstoff, Stéckstoff a Kuelestoff. D'Instrument gëtt ausserdeem och fir d'Ënnersich vu Liichtevenementer a Aurorae agesat, déi duerch Magnéitfelder entstinn. Fir all wëssenschaftlech Ufuerderungen ze erfëllen, huet d'UVIS véier verschidden Teleskopkonstruktioune mat entspriechenden Detekteren: d'EUV fir den extremen UV-Beräich, den FUV fir de wäiten UV-Beräich, den HSP fir breetbandeg Intensitéitsmiessunge an den HDAC, fir d'Konzentratioun vu Waasserstoff an Helium z'ermëttelen. Dat ganzt Instrument huet e Gewiicht vu 14,46 kg, a brauch maximal 11,83 W elektresch Leeschtung an erreecht eng Datequot vu bis zu 32 Kilobit pro Sekonn.

Den éischte Kanal bilt den Far Ultraviolet Spectrograph-Instrument (FUV); hie méisst d'Stralung am wäiten UV-Beräich bei enger Wellelängt vun 110 bis 190 nm. Et benotzt en Teleskop mat enger Brennwäit vun 100 mm bei engem Duerchmiesser vun 20 mm. Duerch dräi Schlitzer virun deem mat Magnesiumfluorid/Aluminium beschichtete Spigel kënne follgend horizontal Siichtfelder ausgewielt ginn (vertikal fest bei 3,6°): 0,043°, 0,086° an 0,34°. Dat afalend UV-Liicht gëtt uschléissend duerch eng Gitterkonstruktioun an 1024 Spektren opgedeelt, déi da vu 64 linear bestëmmten Caesiumiodid-Photokathode gemooss ginn, déi eng Quantenausbeut vun 8 % erreechen. De ganzen Detekter ass 25,6 mm × 6,4 mm grouss, woubäi en eenzele Pixel 25 µm × 100 µm huet..

Den Extreme Ultraviolet Spectrograph-Instrument (EUV) bilt den zweete Moosskanal an erfaasst Stralung am extremen UV-Beräich bei 56 bis 118 nm. Hie benotzt déi selwecht Teleskopkonstruktioun wéi de FUV, huet awer en anere Spigel (hei mat Borcarbid beschicht) an een Detekter, deen am extremen UV-Spektralberäich empfindlech ass. Seng Gréisst gläicht dem FUV, allerdéngs baséieren d'Photokathoden op Kaliumbromid an huet eng wiesentlech méi héich Quantenausbeut vun 25 %.

Opbau vum HSP

En anert opgebauten Instrument ass den High Speed Photometer (HSP). Et soll d'Réng vum Saturn ënnersichen, andeem et d'UV-Liicht analyséiert, dat bei enger Okkultatioun vun engem Stär duerch d'Réng déi passéiert. Heizou kënnt en Teleskop mat enger Brennwäit vun 200 mm, engem Duerchmiesser vun 135 mm an engem Siichtfeld vun 0,35 Grad zum Asaz. De Spigel konzentréiert d'UV-Stralung op eng Magnesiumfluorid-Lëns, déi kuerz virum Detekter läit. Dee baséiert op Caesiumiodid an ass am Beräich vun 115 an 190 nm empfindlech. E besonnescht Kennzeeche vum Sensor ass seng extreem kuerz Beliichtungszäit vun nëmme 2 ms. Dat ass néideg, fir wärend der relativ kuerzer Okkultatioun-Phas méiglechst vill, fäin opgeléiste Miessungen duerchféieren ze kënnen.

Coupe vum d'HDAC-Instrument

De véierten a leschte Kanal bilt den Hydrogen-Deuterium Absorption Cell Channel-Instrument (HDAC). Well et nëmmen d'Spektren vu Waasserstoff an Helium (déi Haaptbestanddeeler vun der Saturnatmosphär) miesse soll, mussen ettlech Absorptiounsschichte benotzt ginn. Déi bestinn aus dräi Kummeren, déi mat Waasserstoff, Sauerstoff an Deuterium gefëllt an duerch Fënster aus Magnesiumfluorid getrennt sinn. D'Sauerstoffzelle hu misse virum Start entlëft ginn, well sech do Waasser niddergeschloen hat, woumat d'Absorptiounsschicht keng Wierkung gehat hätt. An de Waasserstoff- an Deuterium-Zelle sinn Wolfram-Gléiwendl, déi duerch héich Temperaturen d'Absorptiounseegenschafte vun dëse Stoffer verännere kënnen a sou differentiell Miessunge vum UV-Spektrum erméiglechen Als Detekter déngt en Kanalelektronenkopéierer, deen d'Waasserstoff- an Deuterium-Spektre vun der Lyman-Serie bei 121,53 an 121,57 nm miesst.

Imaging Science Subsystem (ISS)

Dëst optescht Instrumentesystem déngt der Fabrikatioun vu Biller am visuelle Spektrum souwéi am noen Infrarout- an Ultraviolettberäich. Et ass an eng Wäitwénkel- an eng Telekamera ënnerdeelt, déi béid fest un der Struktur vun der Sond festgemaach sinn. Fir en Objet ze fotograféieren, muss also déi ganz Sond entspriechend ausgeriicht ginn. De System féiert eng breet Pallett vu wëssenschaftleche Missiounen duerch, haaptsächlech am Beräich Atmosphärefuerschung, Uewerflächenanalys an d'Ënnersich vun de Saturnréng. Sekundär déngt d'System och fir d'0optesch Navigatioun. Den ISS huet e Gewiicht vu 57,83 kg a brauch maximal 55,90 Watt el. Leeschtung.

Grafik vun der Wäitwénkelkamera (WAC)

Béid Kamerasystemer benotzen eng Elektronik, déi zimmlech d'selwecht ass. D'Kärstéck bilt e MIL-STD-1750A-Prozessor a generéiert pro Sekonn bis zu 366 kBit un Daten. De stralungsgeschützten CCD-Bildsensor huet eng Opléisung vun 1024×1024 Pixelen an ass empfindlech am Spektrum vun 200 bis 1050 nm. D'UV-Empfindlechkeet gëtt duerch eng dënn Phosphorbeschichtung um Sensor erméiglecht. Pro Pixel ginn Hellegkeetsinformatioune mat 12 Bit erfaasst, woubäi déi zu der Kierzung vun der Datequot och op bis zu aacht Bit erof gerechent ka ginn. D'Beliichtungsdauer ass a 64 Schrëtt vu 0,005 bis 1200 Sekonne ze wielen. Nodeem d'Elektronik d'Bilddaten aus dem jeeweilege Sensor erausgelies huet, ginn déi kompriméiert, fir Späicherplaz an Iwwerdroungsvolumen ze spueren. Heizou gëtt et souwuel verloscht wéi och verloschtfräi Methoden. Déi lescht deelt an de meeschte Fäll d'Bildgréisst, ouni datt d'Qualitéit méi schlecht gëtt. Bei Biller mat villen Detailer hëlt d'Effizienz vum Algorithmus allerdéngs staark of. Déi verloschträicht DCT-Method (Basis vun der JPEG-Kompressioun) erreecht méi héich Kompressiounsquoten, féiert allerdéngs zu däitleche Artefakten a gëtt dofir nëmme ganz rar agesat. Eng weider Kompressiounsmethod ass d'Zesummerechne vu Pixelen. Heibäi kënnen 2×2 oder 4×4 Pixel zu engem eenzegen zesummegefaasst ginn, wat d'Opléisung an domat d'Dateigréisst ëm dat 4- resp. 16-facht reduzéiert.

Grafik vun der Telekamera (NAC)

D'Wäitwénkelkamera (WAC – Wide Angle Camera) déngt der Observatioun vu grousse Raumberäicher an huet dofir e verhältnesméisseg grousst Siichtfeld vun 3,5° op. D'Optik baséiert op der Konstruktiounsweis vun de Voyager-Sonden, huet en Duerchmiesser vu 57,15 mm an huet eng Brennwäit vun 200 mm. Am Ganze sinn 18 Filteren disponibel, déi mat engem zweeriederege Mechanismus virun de Bildsensor geschalt kënne ginn. Déi beweeglech Komponente vum System baséieren op Experienze mat der WFPC-Kamera vum Hubble-Weltraumteleskop. Wéinst de speziellen Transmissiounseegenschaften vun der Optik ass d'Wäitwénkelkamera nëmmen am Beräich vu 400 bis 700 nm héichempfindlech, woubäi eng kleng Empfindlechkeet nach bis zirka 1000 nm ginn ass.

D'Telekamera (NAC – Narrow Angle Camera) huet een ëm de Facteur 10 méi engt Siichtfeld, wat zu zéngmol méi héijen Opléisunge féiert. Dofir gëtt d'NAC primär fir detailléiert Ënnersich vun eenzele Raumgebidder benotzt. D'Brennwäit läit bei 2002 mm bei engem Teleskop-Duerchmiesser vun 190,5 mm. Och dës Kamera huet en zweeriederegt Filtersystem, mat am Ganzen 24 Filteren. Fir d'Bildrauschen z'eliminéieren, ass de CCD-Sensor mat engem kombinéierten Heiz- a Killsystem ausgeriicht, dat vum Rescht vun der Kamera isoléiert ass. Duerch besser Transmissiounseegeschafte kann d'Telekamera am ganze Spektralberäich vum Sensor héichempfindlech schaffen.

Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS)

De VIMS

D'selwecht wéi den ISS ass de VIMS primär fir Ënnersich vun den Atmosphären a Réng geduecht, woubäi en och an der Lag ass, d'Uewerfläch vum Titan ofzeliichten. Et schafft am Beräich vum noen UV-Spektrum iwwer dat visuellt Liicht bis hin zum mëttleren Infrarout-Spektrum. Vill organesch Molekülle hunn hei hiren Absorptiounsspektrum, wouduerch déi mam VIMS-Instrument besonnesch gutt erfaasst kënne ginn. Dëst huet géigeniwwer dem ISS e bessert Kontrastverméigen, huet awer eng verhältnesméisseg méi niddreg Opléisung als Folleg, soudatt béid Instrumenter sech ergänzen, statt sech z'ersetzen. De VIMS ass an zwéin separat Teleskope opgedeelt, déi nëmmen duerch eng kollektiv Auslieselektronik matenee verbonne sinn: de VIMS-V fir de visuelle Spektralberäich an de VIMS-IR fir den infraroude Beräich. Dat komplett VIMS-Instrument huet e Gewiicht vu 37,14 kg, a brauch bis zu 27,20 Watt el. Leeschtung (nominal: 21,83 W) a produzéiert bis zu 183 kBit Date pro Sekonn.

Dat am visuelle Beräich schaffend VIMS-V-Instrument huet en Teleskop mat enger Brennwäit vun 143 mm bei engem Duerchmiesser vu 45 mm an engem Siichtfeld vun 1,83 Grad. Den CCD-Sensor besteet aus 256 × 512 Pixelen an ass a 96 Spektren am Beräich vun 0,30 bis 1,05 µm (noen Ultraviolett bis noen Infrarout) empfindlech. Déi siliciumbaséiert Pixelelementer sinn 24 µm² grouss, erreechen e Quantegewënn vun 13 bis 41 Prozent a liwweren jee 12 Bit Hellegkeetsinformatiounen Fir d'Kalibréierung kommen zwou speziell Liichtdioden a Referenzstären zum Asaz.

Opbau vum VIMS

Zum VIMS-IR gehéiert en Teleskop mat enger Brennwäit vu 426 mm an engem Siichtfeld vun 1,83°. Den CCD-Sensor op Indium-Antimon-Basis besteet aus 256 lineare Pixelen an erreecht e Quantegewënn vun iwwer 70 %. Hien ass an 256 Spektren am Beräich 0,85 bis 5,1 µm empfindlech an e Pixelelement ass 103 µm × 200 µm grouss. D'Kalibréierung erfollegt mat enger Laserdiod, Hellegkeetsinformatioune gi pro Pixel mat 12 Bit erfaasst. Am Géigesaz zum VIMS-V gëtt d'Instrument opwendeg gekillt, well schonn d'Eegewäermt vun der Elektronik zu däitleche Stéierunge féiere géifen. De Sensor selwer ass direkt un e Radiateur ugeschloss, fir d'Wäermt ofzeféieren, an ass vum Rescht vum Instrument, besonnesch vun der Elektronik, héichgradeg isoléiert. Am Beräich vum Teleskop komme speziell Materialien zum Asaz, déi bei Erwäermung nëmmen e Minimum un Infraroutstralung am Spektralberäich vum VIMS-IR emittéieren. Dat ganzt Instrument ass zum Weltraum an zu der Sond selwer zousätzlech isoléiert, woubäi och speziell Kabele benotzt ginn, déi manner Wäermt leede wéi konventionell Kofferkabel. Duerch déi Aktioune kann de Sensor bis op 60 Kelvin (−213 °C) erofgekillt ginn, wärend d'Elektronik bei där fir si optimale Temperature vun 288 K (+15 °C) gehale gëtt.

Déi kollektiv Elektronik benotzt en 80C86-Prozesser fir Dateveraarbechtung, woubäi deen op 64 kByte RAM an 96 kByte PROM zougräife kann. E 4-Mbyte-Puffer tëschespäichert d'Date virun der Iwwerdroung zum Bussystem vum Cassini. D'Bilddate vun de VIMS-Instrumenter kënne sou och verloschtfräi kompriméiert ginn, fir Späicherplaz an Iwwerdroungsvolumen ze spueren. Dobäi kënnt e separaten RISC-Koprozesser vum Typ ADSP 2100 an den Asaz, dee mat 9 MHz gebilt ass an op der Harvard-Architektur baséiert. Fir d'Kompressioun stinn 8 kByte RAM zur Dispositioun, d'Zäitsignal gëtt mat engem 24 MHz Oszillater-Bausteng ausgeléist. De Prozesser brauch 1,76 ms, fir e Spektralkanal ze kompriméieren, woubäi d'Kompressioun meeschtens eng verloschtfräi Dateigréisstenreduktioun ëm dat 2,5- bis 3-facht erreecht. Wéi beim ISS ass och d'Zesummerechne vu Pixele méiglech (konkreet an de Modi 3-zu-1 an 5-zu-1).

Composite Infrared Spectrometer (CIRS)

D'CIRS-Instrument

Mat deem am Infraroutberäich schaffenden CIRS solle primär Uewerfläche- an Atmosphäretemperature souwéi hir Zesummesetzung erfuerscht ginn. Et besteet aus engem Teleskop, deem säi ganzt Liicht op eng vun dräi ënnerschiddlechen Detektore geriicht gëtt. Déi ginn all vun enger kollektiver Elektronik ausgelies. Déi produzéiert bis zu sechs kBit Date pro Sekonn. D'Teleskop huet eng Brennwäit vun 304,8 mm bei engem Duerchmiesser vu 50,8 mm. E Sonneschutz kierzt Stéieraflëss an déngt gläichzäiteg als Killelement. Den CIRS huet e Gewiicht vu 39,24 kg a brauch maximal 32,89 Watt el. Leeschtung, woubäi am Normalbetrib e Gebrauch vun zirka 26 Watt virläit.

Dat éischt Spektrometer schafft am Beräich vu 7,16 bis 9,09 µm an huet eng Opléisung vun 0,237 mrad. Den Detekter baséiert op Cadmiumtellurid (CdTe) a besteet aus zéng linear Pixelen. Den zweete Spektrometer gesäi d'selwecht aus wéi den éischten, schafft awer am Beräich vun 9,09 bis 16,7 µm. Fir eng gutt Kalibréierung z'erméiglechen, ass e weidert Spektrometer derbäi, dat d'Referenzstralung aus enger LED-Infraroutquell auswäerte kann. Den drëtte Spektrometer huet e Siichtfeld von 0,25° an ass am Spektralberäich vu 16,67 bis 1000 µm empfindlech. Dee Beräich ass op d'Wärmestralung vun de Saturnmounden an de Réng ofgestëmmt, woufir dee Spektrometer primär fir Temperaturmiessunge benotzt gëtt.

Radar

E puer Betribsmodi fir d'Radarsystem

Well de Saturnmound Titan eng ganz dicht Atmosphär huet, ka seng Uewerfläch duerch passiv optesch Instrumenter nëmme begrenzt ënnersicht ginn. Als Léisung gouf bei Cassini e bildméissege Radar agebaut, dat d'Atmosphär ouni nennenswäert Qualitéitsaboussen duerchdrénge kann an dräidimensional Terrainsprofiller vun der Uewberfläch hierstelle kann. Fir de Konstruktiounsopwand ze reduzéieren, benotzt d'System d'Kommunikatiounsantenn mat, wouduerch allerdéngs Dateniwwerdroung an d'Radarbiller net gläichzäiteg méiglech sinn. D'Instrument huet dräi Subsystemer: e Radarhéichtemiesser, en Synthetic Aperture Radar firr d'Produktioun vun 3D-Terrainsprofiller an e passive Radiometer. Dat ganzt Instrument huet e Gewiicht vun 41,43 kg, a brauch eng elektresch Leeschtung vu maximal 108,40 Watt a produzéiert eng Datequot vu bis zu 365 kBit pro Sekonn.

De Synthetic Aperture Radar ass dat wichtegst Subsystem, well et 3D-Terrainsprofiller mat relativ héijer Genauegkeet produzéiere kann. De Sender erreecht eng Ofstralleeschtung vun zirka 46 Watt, woubäi fir d'Verstäerkung eng Wanderfeldröhre mat enger Betribsspannung vu 4000 Volt zum Asaz kënnt. Jee no Betribsmodus schafft d'System mat enger Impulsfollegfrequenz (PRF) vun 1,8 bis 6,0 kHz an enger Sendezäit (och Pulsbreet) vun 200 bis 400 Millisekonne bei enger Bandbreet vun 0,43 oder 0,85 MHz. Fir d'Bild kann tëschent héijer an niddreger Opléisung gewielt ginn. Am héichopléisende Modus läit d'Distanzopléisung, jee no Orbitalpositioun an Distanz, bei 0,48 bis 0,64 km an d'horizontal Opléisung beweegt sech am Beräich vun 0,35 bis 0,41 km. De niddreg opléisende Modus bitt eng Distanzopléisung vun 0,48 bis 2,70 km an eng horizontal Opléisung vun 0,41 bis 0,72 km. Béid Modi bilde pro Miessung ënner 1,1 % vun der Titanuewerfläch of.

En Deel vun der Radar-Elektronik

Bei der Energieversuergung gouf et wärend der Entwécklung Problemer, well de Radar vill méi Energie fir déi gefuerdert Opléisung benotzt huet, wéi d'Radionuklidbatterië liwwere konnten. An den éischten Entwërf waren dofir Batterien als Puffer virgesinn, déi wärend der inaktiver Phas geluede ginn an da bei Radaroperatiounen zousätzlech Energie liwwere kënnen. Allerdéngs huet d'Ofnotzungsproblematik, déi duerch d'Stralung am oppene Weltraum nach verschäerft gouf, an d'Gréisst vun de Batterien den Ingenieuren Suerge gemaach, woufir schliisslech eng Léisung op Basis vu Kondensatoren als Energiepuffer benotzt gouf. Well den Tastgrad vum Radar bei maximal zéng % läit, kënne sech d'Kondensatore wärend den aneren 90 % mat 34 Watt oplueden an déi gespäichert Energie an engem 90 bis 3000 Millisekonne laange Sendeimpuls mat enger Leeschtung vu bis zu 200 Watt komplett ofginn. Dee Komplex gëtt als Energy Storage Subsystem (ESS) bezeechent a konnt de Spëtzenenergiegebrauch bei ongeféier selwechter mëttlerer Leeschtung däitlech kierzen.

Fir d'Distanz vun der Sond zu der Titanuewerfläch exakt ze bestëmmen, gëtt e Radarhéichtemiesser benotzt. Hie mécht keng Biller a méisst d'Distanz mat enger Opléisung vu 60 m. D'Impulsfollegfrequenz läit bei 4,7 bis 5,6 kHz an d'Sendezäit ass 150 ms bei enger Bandbreet vu 4,25 MHz. Wann den Héichtemiesser mat klenger Opléisung schafft, kann d'Réckstreeung vun der Uewerfläch gemooss ginn. Déi gewonne Date ginn op der Äerd mat de SAR-Biller kombinéiert, well déi wéinst de variéierende Radarquerschnëtter vun der Uewerfläch soss u Qualitéit abousse géifen. D'Impulsfollegfrequenz läit bei 1 bis 3 kHz an d'Sendezäit ass 500 ms bei enger Bandbreet vun 0,11 MHz. Et kënnen 20 % vun der Titanuewerfläch an engem Miessduerchgank erfaasst ginn, déi horizontal Opléisung läit bei 55 bis 140 km.

D'Radarsystem kann och an engem passive Modus schaffen, an deem et d'Radiostralung bei 13,78 GHz méisst, déi vum Titan oder aneren Objeten ofgestralt ginn. An engem Miessduerchgank ka 40 % vun der Titan-Uewerfläch mat enger horizontaler Opléisung vu 6 bis 600 km erfaasst ginn, woubäi d'Bandbreet bei 135 MHz läit. Duerch déi gewonnen Date kënne bei der Auswäertung Réckschlëss op d'Temperatur (bis op 5 Kelvin genee) an op d'Photochemie vum Titan an anere Mounde gezu ginn.

Radio Science Subsystem (RSS)

Skizz mat der Funktiounsweis vum RSS

Mam RSS sollen d'Atmosphären an déi genee Masse vum Saturn a senge Mounden ënnersicht ginn. Och d'Erfuerschung vum Ranksystem an d'Verbesserung vun den Ephemeriden-Date gehéieren zum Asazspektrum. Dofir ginn dräi Sende-Empfangs-Anlagen agesat, déi d'Verännerung vu Radiowelle miessen, wa se d'Atmosphären oder d'Ranksystem duerchdréngen, fir esou hir Temperatur, Dicht an Zesummesetzung z'ermëttelen. Jee no Frequenzband ginn d'Signaler duerch Cassini selwer oder duerch d'Anlage vum Deep Space Network (DSN) ausgewäert.

Am Beräich vum S-Band sent Cassini eng héchstabill Drowell a Richtung vum DSN, ouni selwer Signaler z'empfänken. Heibäi gëtt de Sender vun der Kommunikatiounsanlag benotzt, deen d'Drowell mat enger Leeschtung vun zéng Watt ofstralt. Analog gëtt och am X-Band gesent, woubäi och ofgestralte Signaler vum DSN empfaangen an ausgewäert kënne ginn.

Fir Miessungen am K_a-Band (bei 32,028 GHz an 34,316 GHz) benotzt den RSS en eegene Transmitter, dee speziell fir d'Usrëch vum Instrument konstruéiert goufen. Et ka sowuel Signaler zum DSN sende wéi och empfänken. Fir d'Verstäerkung kënnt eng Wanderfeldröhre zum Asaz, woubäi d'Drowell mat enger Leeschtung vu siwe Watt ofgestralt gëtt. Den Transmitter huet e Gewiicht vu 14,38 kg an dat ganzt Instrument brauch bis zu 80,70 Watt elektresch Leeschtung.

Radio and Plasma Wave Science Instrument (RPWS)

D'Antennenanlag (ouni Ausleeër) vum RPWS

D'Langmuir-Sond

Den RPWS soll primär d'Wiesselwierkung von interplanetarem Plasma mat de Magnéitfelder an ieweschten Atmosphärschichte vum Saturn a senge Mounden erfuerschen. Heizou wäert et déi nidderfrequent Radiowelle mat grousser Wellelängt aus, well déi haaptsächlech bei de genannte Wiesselwierkunge entstinn.

Et ginn dräi verschidden Detektere gebraucht: eng Langmuir-Sond, en Empfänger fir magnéitesch an ee fir elektresch Wellen. Dee leschte benotzt fir den Empfang dräi Y-fërmeg placéiert 10 Meter laang Stafantennen, déi aus engem Alliage vu Beryllium a Koffer fabrizéiert sinn an déi wéinst hirer Gréisst eréischt nom Start auserneegefaalt ginn. Di dräi Antenne fir magnéitesch Welle si mat 25 cm laang an hunn en Duerchmiesser vun 2,5 cm. Si hunn e Virverstäerker a stinn jee senkrecht zuenee, soudatt dräidimensional Miessunge méiglech sinn. D'Langmuir-Sond huet en Ausleeëraarm mat enger Längt vun 1 m, an hiert Enn eng Kugel mat engem Duerchmiesser vu 5 cm. Si kann Elektronendichte vu 5 bis 10.000 Elektronen/cm³ an Energiespektre vu 0,1 bis 4 Elektronenvolt erfaassen.

All vun den Antennenanlagen opgefaange Welle kënne mat Hëllef vun enger Schaltlogik an eng vu fënnef Empfängeranlage geleet ginn:

• Héichfrequenz-Empfänger: 440 Kanäl am Beräich vun 3,5 bis 16 MHz, nëmmen elektresch Antennen
• Mëttelfrequenz-Empfänger: 80 Kanäl am Beräich vun 0,024 bis 16 kHz, eng magnéitesch oder elektresch Antenn
• Nidderfrequenz-Empfänger: 28 Kanäl am Beräich vun 1 bis 26 Hz, zwou verschidden Antennen
• 5-Kanal-Welleform-Empfänger: empfindlech an de Beräicher 1 bis 26 Hz an 3 bis 2,5 kHz. Fënnef Antennen aller Aart parallel
• Breetbandempfänger: empfindlech an de Beräicher 60 bis 10,5 kHz an 0,8 bis 75 kHz, eng Antenn

D'Elektronik vum RPWS besteet am Wiesentlechen aus dräi Veraarbechtungseenheeten: dem Low-rate-Prozesser (LRP), dem High-rate-Prozesser (HRP) an dem Kompressiounsprozesser (DCP).. D'Kärstéck vun allen dräi Komponenten ass e 16-Bit-80C85-Mikroprozesser, dee mat 3 Megahertz getackt ass an op 64 bis 96 kByte RAM zougräife kann. Dat ganzt Instrument weit 37,68 kg, brauch bis zu 16,38 Watt elektresch Leeschtung a generéiert bis zu 366 kBit Date pro Sekonn.

Dual Technique Magnetometer (MAG)

Den V/SHM-Detekter (Deel vum MAG-Instrument)

Dëst Instrument soll den Opbau vun de Magnéitfelder am Saturn-System ënnersichen an hir Verännerung duerch d'Sonnenaktivitéit observéieren. Heizou kommen zwee Subsystemer zum Asaz, déi un engem 11 m laangen net-magnéiteschen Ausleeër festgemaach sinn: de Vector/Scalar Helium Magnéitometer (V/SHM) fir d'Feldrichtungs- oder Stäerkemiessung an d'Fluxgate-Magnéitometer dat gläichzäiteg d'Richtung an d'Stäerkt vun engem Magnéitfeld moosse kann. Béid Systemer gi vun enger zentraler Elektronik gesteiert. Däre Kär stellt en duebelt redundante Prozesser vum Typ 80C86 duer, dee mat 4 MHz getakt ass an op 128 kByte RAM fir Programmcode zougräife kann. Zousätzlech sinn 32 kByte PROM an 16 MB RAM fir wëssenschaftlech Daten ugebonnen. Déi zentral Elektronik ka pro Sekonn 16 bis 250 Miessunge ausliesen (Oftaschtung), woubäi jiddwer Datepak 16 bis 19 Bit grouss ass. D'Date ginn an engem stralungstoleranten 64-kByte-Späichermodul gepuffert an iwwermëttelt am Standardmodus all véier Sekonnen 136 Miessunge an de Cassini-Bordcomputer. Dat ganzt Instrument huet e Gewiicht vun 3 kg, brauch 3,10 Watt elektresch Leeschtung a produzéiert bis zu 3,60 kBit Date pro Sekonn.

De Vector/Scalar Helium Magnéitometer schafft entweeder am Magnéitfeldstäerkt- oder am Richtungsmodus. Bei dem leschte Modus kann d'Instrument entweeder am Stäerkteberäich vun ±32 Nanotesla mat enger Opléisung vu 3,9 Pikotesla schaffen oder Miessungen am Beräich ±256 nT bei enger Genauegkeet vun 31,2 pT duerchféieren. Am Stäerktemodus kënnen d'Magnéitfelder mat enger Stäerkt vu 256 bis 16.384 nT erfaasst ginn.

Parallel Richtungs- a Stäerktemiessunge kënne mam Fluxgate-Magnéitometer duerchgefouert ginn. Et stinn véier Miessberäicher mat ënnerschiddlechen Eegenschaften zur Dispositioun:

• Beräich: ±40 nT Opléisung: 4,9 pT
• Beräich: ±400 nT Opléisung: 48,8 pT
• Beräich: ±10.000 nT Opléisung: 1,2 nT
• Beräich: ±44.000 nT Opléisung: 5,4 nT.

Cassini Plasma Spectrometer (CAPS)

D'CAPS-Instrument. Lénks ass d'IBS ze gesinn, riets den IMS (Ëffnung ass dem Observer zougedréit) an uewen den ELS.

D'CAPS méisst den Ionen- an Elektrone-Floss mat de Funktione Mass pro Transport (nëmme fir Ionen) an Energie pro Transport, souwéi den Optreffwénkel vun dësen Deelercher. Et soll primär d'Zesummesetzung vu geluedene Deelercher feststellen, déi aus der Atmosphär vum Titan a Saturn entweechen, souwéi hir Wiesselwiirkunge mat de Magnéitfelder am Saturn-System. Heizou kommen dräi Instrumenter zum Asaz: en Ionen-Massespektrometer (IMS), en Elektrone-Massespektrometer (ELS) an en Ionestral-Spektrometer (IBS), dat déi dräidimensional Vektrodate liwwert. All Instrumenter ginn iwwer eng kollektiv Elektronik ugesteiert, däre Kärstéck zwou bal identesch Leederplacke sinn. Si sinn mat eegenem RAM, ROM an engem 16-Bit-Prozesser vum Typ PACE 1750A ausgeriicht, deen op der Basis vum MIL-STD-1750A schafft. All Miessinstrumenter vum CPAS ginn duerch e Motor stänneg mat ënnerschiddlecher Vitess iwwer e Beräich vun 216° beweegt, wouduerch och d'Ursprongsplaz vun optreffenden Deelercher ermëttelt ka ginn. Dat ganzt System huet e Gewiicht vun 12,5 kg, an huet eng elektresch Leeschtung vu 14,50 Watt a generéiert 8 kBit Date pro Sekonn

Den Ione-Massespektrometer (IMS) besteet aus engem torusfërmegen, elektrostatesche Filter, dee nëmme positiv gelueden Deelercher mat engem bestëmmten Energiespektrum zum Fluchzäitmassespektrometer duerchléisst. De Filter méisst doriwwer eraus och d'Energie pro Deelchen a verklengert den Ëffnungswénkel, wat zu enger besserer Opléisung féiert. De Spektrometer méisst dann uschléissend d'Mass pro Transport. Fir datt et och Deelercher mat klenge Luedunge vun bis zu 1 eV erfaasse kann, ginn déi virum Antrëtt an d'Instrument duerch eng Glidderung vun 8 dënne Kuelenstoff-Folien acceleréiert, déi e lineart elektrescht Feld mat engem Potential vu 15 kV opbauen. Beim Passéiere vun de Folie gi weider grouss Moleküllen an hir atomar Bestanddeeler zerluecht. No der Acceleratioun treffen d'Deelercher op zwou Mikrokanalplacke, déi aus Bläiglas bestinn an zirka 300 Elektrone pro Deelchenaschlag produzéieren, déi dann zu der Ermëttlung vum Spektrum gemooss ginn.

Den Elektronespektrometer (EMS) méisst nëmmen de Floss an den Optreffwénkel vun de negativ geluedenen Elektronen. Soss schafft et mat de selwechte Prinzipië wéi den Ionespektrometer, allerdéngs huet et keng Kuelestoff-Folie fir d'Acceleratioun vun den Elektronen.

Den Ionestral-Spektrometer (IBS) ass a sengem Opbau bal d'selwecht wéi den Ione-Massespektrometer (IMS), awer et feelen och him d'Kuelestoff-Folië, wouduerch och grouss ioniséiert Molekülle miessbar sinn. Weider verschafftt et 100-mol méi Elektrone pro Zäiteenheet, woubäi allerdéngs keng Miessunge vun der Mass pro Luedung duerchgefouert ginn.

De LEMMS-Instrument (Deel vum MIMI)

Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI)

D'selwecht wéi de CAPS, soll dat Instrument de Plasma am Saturn-System ënnersichen, allerdéngs an engem méi héijem Energieberäich. Et besteet aus dräi Detektore mat ënnerschiddlechen Aufgaben: de "Low Energy Magnetospheric Measurement Systems" (LEMMS) fir d'Miessung vun Ionen, Protonen an Elektronen, de "Charge-Energy-Mass Spectrometer" (CHEMS) fir Luedungsmiessung an d'"Ion and Neutral Camera" (INCA), déi d'dräidimensional Verdeelung an d'Zesummesetzung vun Ionen ofbilde kann. Dat ganzt Instrument huet e Gewiicht vun 28,1 kg, brauch duerchschnëttlech 20,3 Watt elektresch Leeschtung a produzéiert ongeféier 1–4 kBit Date pro Sekonn.

De LEMMS ka follgend Energiespektre miessen: Elektrone mat 0,015 bis 10 MeV, Protone mat 0,015 bis 130 keV an Ione mat 0,02 bis 130 MeV. Fir d'Miessung treffen d'Deelercher op verschidde Folien, woubäi aus de Stroumimpulser déi dobäi entstinn, deenen hir Energie errechent gëtt. D'Instrument huet zwou Ëffnungen, dovun eng mat engem Siichtfeld vu 15° fir Deelercher mat niddreger Energie an eng fir héichenergetesch Deelercher mat engem 30° Siichtfeld. Fir och Wénkel moossen ze kënnen, rotéiert de LEMMS ëm 360°. D'Instrument huet e Gewiicht vu 6,27 kg a brauch nominal 5,2 Watt elektresch Leeschtung.

De CHEMS analyséiert de Plasma an der Géigend vum Saturn. Den Energiespektrum läit bei 10 bis 220 keV. D'Siichtfeld ass 160°. Fir Miessung kënnt e Fluchzäitmassespektrometer an en zousätzlechen Detekter zum Asaz. De CHEMS huet e Gewiicht vu 6,66 kg a brauch an der Moyenne 3,5 Watt elektresch Leeschtung.

D'INCA-Instrument zeechent sech aus duerch seng Fäegkeet fir d'Erstelle vun dräidimensionale Kaarte vun der Verdeelung vun Ionen- a erhëtztem Neutrone-Plasma. Den Neutrone-Plasma gëtt duerch seng thermesch Stralung erfaasst, de Spektrum reecht vu 7 keV bis 8 MeV pro Nukleon. D'Siichtfeld méisst 120° × 90°. D'INCA huet e Gewiicht vu 6,92 kg a brauch am Normalbetrib 3 Watt elektresche Leeschtung.

Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS)

Den INMS

Beim INMS handelt et sech ëm e weidere Spektrometer fir Ënnersich vun der ieweschter Titanatmosphär souwéi hirer cheemescher Zesummesetzung. Heizou ginn Ionen an Neutronen agefaangen an ënnersicht. Dat ganzt Instrument huet e Gewiicht vu 9 kg, brauch am Schnëtt 27,70 Watt elektresch Leeschtung a generéiert nominal 1,5 kBit/sec.

Den INMS huet eng zouen an eng oppe Ionequell. Doduerch erginn sech dräi méiglech Betribsmodië fir d'Instrument:

• zouen Ionequell: Detektioun vun neutrale Molekülle
• oppe Quell: Erfaassung vu fräie Radikale
• oppe Quell plus Ioniséierung: Nowäis vu positiv geluedenen Ione mat enger Energie vun ënner 100 eV

Déi agefaangen Deelercher gi fir d'éischt mat engem Quadrupol-Massespektrometer no hirer Mass getrennt an uschléissend op d'Ionendetektore vun de béide Quelle geleet. Déi sinn als Sekundärelektronekopéierer ausgeluecht an hunn zwee Moossberäicher fir Atommasse vun 1 bis 12 u an 12 bis 199 u. Déi ënnescht Nowäisgrenz am zouene Modus läit bei 70.000 Deelercher/cm³, am oppene Modus läit d'Grenz bei 700.000 Deelercher/cm³. Zousätzlech gëtt et nach zwee weider Detektore fir d'Erfaassung vu Spueregase, déi bis zu zwou Milliounen Deelercher/s auswäerten a Verbindunge mat Stoffmasse bis erof op 100 piko-mol bestëmme kënnen.

CDA-Instrument

Cosmic Dust Analyzer (CDA)

  Haaptartikel zu dësem Theema: Cosmic Dust Analyzer 

Den CDA soll d'Eegenschafte vum interplanetarem Stëbs bannenzeg vum Saturn-System ënnersichen. Weider solle Partikelen aus dem interstellare Raum a Meteoritten no bei de Réng erfuerscht ginn. D'Instrument, dat sech ëm bis zu 270 Grad fräi schwenke léisst, huet eng Ëffnung mat engem Duerchmiesser vun 41 cm, mat deem Stëbs agefaangen an uschléissend duerch véier Gitter geleet gëtt. Dat éischt an dat lescht Gitter ass geäerd, soudatt sech déi béid aner, elektresch geluede Gitter an engem faradayesche Käfeg befannen. Treffen elo elektresch geluede Stëbsdeelercher, wéi si am Saturn-System heefeg unzetreffe sinn, op d'Gitter, sou kann hir Charge op e Billiardstel Coulomb genee bestëmmt ginn. Déi béid Gitter stinn ausserdeem och ëm jee 9 Grad schréi zu hirer Achs, soudatt och d'Afallswénkel mat enger Genauegkeet vun 10 Grad gemooss ka ginn.

No der Passage vun de Gitter treffen d'Partikel op zwou baugläich 16 mm grouss Rhodium-Placken. Duerch den Aschlag ginn d'Atome vun der Plack ioniséiert a streeën an de Raum. Déi Ione ginn elo mat enger Spannung vun 1.000 Volt acceleréiert, fir uschléissend op enger Streck vun 230 mm an engem Fluchzäitmassespektrometer duerch hir Vitess getrennt ze ginn. Fir d'lescht treffen d'Ione op Elektronemultiplikatore an Ionekolliminatore, déi hir Mass an Energie moossen. Pro Sekonn ka maximal ee Partikel analyséiert ginn.

Zwar kënne mat der beschriwwener Method all wichteg Parameter vu Stëbspartikele bestëmmt ginn, allerdéngs kann d'System bei enger héijer Zuel vun optreffende Partikele, zum Beispill no bei de Réng, net méi zouverlässeg schaffen. Dofir huet den CDA nach den "High-Rate Detector" (HRD), deen och bei héijen Aschlagsquoten effizient schaffe kann. Hie baséiert op zwou 50 cm² grouss Polyvinylidenfluorid-Folie mat enger Déckt vu jee 6 an 28 µm. Bei engem Partikelaschlag kënnt et zu engem Stroumstouss, aus deem déi kinetesch Energie berechent ka ginn. Déi Miessung ass zwar nëmme rudimentär, allerdéngs kënne sou bis zu 10.000 Aschléi pro Sekonn verschafft ginn. Dat ganzt Instrument huet e Gewiicht vu 16,36 kg, a brauch an der Moyenne 11,38 Watt elektresch Leeschtung (maximal 18,38 W) a produzéiert pro Sekonn bis zu 524 Bit Daten.

Wëssenschaftlech Instrumenter vum Huygens

Iwwerbléck

Follgend Grafik bitt en Iwwerbléck iwwer d'Instrumenter an d'Systemer vum Huygens:

Den DISR-System mat sengen ënnerschiddleche Komponenten

Descent Imager / Spectral Radiometer (DISR)

Beim DISR handelt et sech ëm dat komplext Instrument u Bord vum Huygens. Et ass geduecht fir d'Ënnersich vun der Atmosphär mat Biller an Spektrum-Miessunge wärend der Landung an dem Uewerflächenopenthalt. Den DISR ass an zwou Sektiounen agedeelt: Eng riicht hir Instrumenter haaptsächlech no uewen a Richtung Himmel an déi aner no ënnen a Richtung Buedem. Am ganze sinn dräi no ënnen oder op d'Säit geriichte Kameraen, sechs Spektrometer an ettlech Fotodiode disponibel. D'Instrumenter hunn zwar all eng eegen Optik, allerdéngs gëtt dat opgefaanged Liicht mat Faseroptiksträng op en zentralen CCD-Bildsensor geleet, dee nees a verschidde Beräicher opgedeelt ass. Virum sende vun de Bilddate ginn si an zwou Stufe kompriméiert. Fir d'éischt gëtt d'Faarfdéift op 8-Bit reduzéiert, wat 256 Grostufen entsprécht. Da ginn 16 × 16-Bit-Bléck mat der diskreet Kosinustransformatioun kompriméiert, wat d'Dategréisst ëm dat Dräi- bis Aachtfacht erofdrécke soll. Trotzdeem war déi nach esou grouss, datt déi béid disponibel Sendere fir d'Sende vu Biller hu misse benotzt ginn, soudatt déi duebel Redundanz bei der Iwwerdroung verluer goung. De ganzen Instrumentekomplex huet e Gewiicht vun 8,1 kg, a brauch 13 bis 70 Watt elektresch Leeschtung (am ganzen 48 Wh wärend der Landung) a produzéiert pro Sekonn 4,8 kBit Daten a brauch sou zirka d'Hallschent vun der Iwwerdroungsbandbreet.

Déi héichopléisend Kamera (HRI) bléckt an engem Wénkel vu 25,6° no ënnen, deen dozougehéierenden CCD-Chipdeel huet eng Opléisung vun 160 × 256 Pixelen an ass am Beräich vu 660 bis 1000 nm empfindlech (vu Rout bis an de noen Infraroutberäich). Well sech d'Sond beim Ofstig ëm déi eegen Achs dréit, sinn d'Fotoe mat enger Breet vu bis zu 21,5° méiglech. Dat vertikaalt Siichtfeld huet 9,6°, dat horizontalt 15°. D'Kamera fir mëttel Opléisunge (MRI) huet an der Vertikaler wéi och an der Horizontaler e gréissert Siichtfeld (21,1° resp. 30,5°) wéi d'HRI, produzéiert wéinst dem nëmmen onwiesentlech gréissere Chips (179 × 256 Pixel) nëmmen hallef sou héich opgeléiste Biller. Déi säitlech kuckend Kamera (SRI) liwwert géigeniwwer der MRI nach ëm ongeféier en Drëttel méi niddreg opgeléiste Biller. Dat ass bedéngt duerch dat nach gréissert Siichtfeld (vertikal 25,6° an horizontal 50,8°) bei enger klengerer Chipgréisst vun 128 × 256 Pixelen. Duerch d'Dréiung vun der Sond kann d'SRI-Kamera een aus 30 Eenzelbiller bestoend Panorama am Beräich vum Horizont maachen.

Nieft de Kamerae sinn dräi Spektrometer fir dat visuellt, ultraviolett an infrarout Spektrum jee no uewe an no ënne geriicht. All no uewe geriichte Spektrometer hunn e Siichtfeld vun 170° an der Horizontaler an 3° an der Vertikaler, ënnerscheede sech awer soss net vun den no ënne geriichte Sensoren. Déi kollektiv Charakteristika gesi wéi follegt aus:

• UV-Spektrometer: 350–480 nm Miessberäich, Ee-Pixel-Detekter
• Liichtspektrometer: 480–960 nm Miessberäich, 8 × 200-Pixel-Detektor, 2,4 nm Opléisung
• IR-Spektrometer: 870–1700 nm Miessberäich, 132-Pixel-Detekter (linear zesummegestallt), 6,3 nm Opléisung.

Fir d'Miessungen no beim Buedem ze verbesseren, ass eng no ënnen ausgeriicht Luucht installéiert, déi bei ënner 100 Meter aktivéiert gëtt. Si brauch 20 Watt, huet e Gléidrot aus Wolfram, deem seng Emissioune mat engem 5 cm grousse Reflekter a Richtung Buedem gesteiert ka ginn.

Den drëtte Miesskomplex gëtt "Solar Aureolen Experiment" genannt an ass fir d'Bestëmmung vum Briechungs- an Absorptiounsverhale vun der Titan-Atmosphär bei 500 nm an 939 nm. D'Detektere miesse jee 6 × 50 Pixel a weisen eng Bandbreet vu 50 nm op. Ausserdeem ass e Sonnesensor fir d'Ermëttlung vun Navigatiounsdaten disponibel.

Den ACP-System

Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP)

D'Instrument féiert keng wëssenschaftlech Miessungen duerch, well et nëmme fir d'Sammele an d'Opbereede vun Aerosol konstruéiert gouf. Et sammelt an zwou Héichteregioune vu 140 bis 32 km an 22 bis 17 km an exakte Zäitspanen ettlech Aerosol-Prouwen. D'Atmosphär gëtt mat enger Pompel duerch een op der viischter Säit vun der Sond montéierte Filter gesaugt. De Filter gëtt uschléissend an e klengen Uewen transferéiert an a Stufen erhëtzt. Déi eenzel Stufe sinn jee ënnerschiddlech staark (20 °C, 250 °C an 650 °C) fir verschidde Molekülle a Verbindungen duerch Verdonsten oder Pyrolys ze trennen. Besonnesch gëtt no follgenden Elementer a Verbindunge gesicht:

• Waasserstoff
• Stéckstoff
• Kuelestoff
• Kuelestoffdioxid
• Methan
• Ethan
• Cyanwaasserstoff
• Cyanoacetylen

No der Opbereedung gëtt d'Gas dem GCMS zu der Analys zougefouert. Den ACP huet e Gewiicht vu 6,3 kg, a brauch tëscht 3 an 85 Watt el. Leeschtung (wärend dms Ofstig ginn am Ganzen 78 Wh verbraucht) a schafft mat engem Datestroum vun 128 Bit/sec.

Gas Chromatograph and Mass Spectrometer (GCMS)

De GCMS

De GCMS ënnersicht d'Zesummesetzung vun der Atmosphär ënner 170 km a bestëmmt d'Isotopeverhältnes vun den heefegste Gasaarte um Titan. D'Instrument huet e Gewiicht vu 17,3 kg (dat schwéierst vun der ganzer Sond), a brauch 28 bis 79 Watt elektresch Leeschtung a generéiert d'Date mat an der Moyenne 960 Bit pro Sekonn. D'System ass an engem Quadrupol-Massespektrometer an an engem virschaltbare Gaschromatograph opgedeelt.

Dat lescht déngt haaptsächlech der Trennung a Viranalys vum astréimende Gas, fir d'Daten, déi uschléissend vum Massespektrometer generéiert ginn, besser asortéieren ze kënnen. Heizou kommen dräi Kapillarseile mat Waasserstoff als Drogas zum Asaz. Déi getrennte Gase ginn uschléissend an de Massespektrometer agespeist, wou d'Atome ioniséiert an uschléissend analyséiert ginn. De Spektrometer kann an engem Spektrum vun 2 bis 146 u mat enger Opléisung vun zirka engem µu Miessungen duerchféieren, woubäi Edelgase bis erof zu 10 bis 100 Deeler pro Milliard detektéiert kënne ginn. De Spektrometer huet en ettlech Gasagäng, déi situatiounsofhängeg op-an och zpugemaach kënne ginn: E Kanal fir direkt, net beaarbecht Miessunge, dräi Verbondstécker zu de Kapillarsäile vum Gaschromatograph an e Kanal zum ACP-Instrument, soudatt déi gesammelt an opbereete Aerosole analyséiert kënne ginn.

Doppler-Wand-Experiment (DWE)

Den DWE déngt der Ënnersich vun Titan-Wand an Turbulenzen. Dat geschitt mat Hëllef vun engem klenge Radar, deen e stabilen Oszillator huet, dee Radiosignaler mat enger Frequenz vun 10 MHz generéiert. D'Ofwäichung ass wärend dem dräistënnegen Asaz nëmmen 0,014 Hz, wouduerch héichprezis Miessunge vun de Wande duerch den Dopplereffekt méiglech sinn. Déi gewonne Vitessopléisung läit bei 1 mm/s. D'System gëtt ënner enger Héicht vun 160 km aktivéiert a schafft bis zum Opschlag op der Uewerfläch. D'Gewiicht ass 1,9 kg, an et brauch bis zu 18 Watt elektresch Leeschtung (am ganzen 28 Wh wärend dem Ofstig) a generéiert 10 Bit Date pro Sekonn.

Huygens Atmosphere Structure Instrument (HASI)

Eng HASI-Miesssond

D'Instrument soll déi physikalesch Eegenschaften an den Opbau vum Titan senger Atmosphär ënnersichen. Heizou huetet véier onofhängeg Sensorpäck: en Acceleratiounssensor (ACC), en Drockmiesssystem (PPI), zwee Temperaturmiesser (TEM) an e Komplex zu der Ermëttlung vun der Leetfäegkeet, Wellebildung an Héicht iwwer de Grond (PWA). Den HASI ass dat éischt System, dat aktivéiert gëtt; et schafft scho vun enger Héicht ab 1300 km – zéng Minutte virun der Fallschiermëffnung. Dat komplett Instrument huet e Gewiicht vu 6,3 kg, a verbrauch 15 bis 85 Watt Stroum (am ganzen 38 Wh wärend dem Ofstig) a liwwert pro Sekonn 896 Bit Date.

Den Acceleratiounsmiesser méisst d'Acceleratioun vun der Sond op allen dräi Achse mat enger Prezisioun vun engem Prozent a mat enger Opléisung vun ënner engem mikro-g. D'Drockmiesssystem besteet aus enger Kielsond an dräi Drockmiesinstrumente mat de Moossberäicher 0–400 hPa, 400–1200 hPa an 1200–1600 hPa. Déi béid Platin-Temperatursensore schaffe mat enger Genauegkeet vun 0,5 Kelvin bei enger Opléisung vun 0,02 Kelvin. D'Leetfäegkeet vun der Atmosphär gëtt mat zwee Sensore gemooss,déi d'wiesselsäiteg Impedanz a schwaach elektresch Wiesselspannung mat enger Genauegkeet vun 10 Prozent ënnersichen. Domat kënnen och Blëtzer bannenzeg der Atmosphär opgespiert a gemooss ginn. En anere Sensor méisst d'elektresch Gläichspannung an d'Leeitfäegkeet vun den Ionen. Fir d'Miessung vu Geräischer kënnt e Mikrofon zum Asaz, deen eng Genauegkeet vu 5 Prozent opweist a Geräischer mat enbgem Drock vu méi wéi 10 mPa detektéiere kann. Zum Enn gëtt et och nach e Radarhéichtemiesser, dee vun enger Héicht vu 60 km aktiv gëtt an eng Opléisung vu 40 m an enger Héicht vu 24 km opweist. D'Prezisioun läit hei bei 1,5 dB.

Surface Science Package (SSP)

Den SSP-Komplex

Den SSP soll d'Beschafenheet vum Titanbuedem direkt op der Landeplaz ënnersichen, woubäi bei der Landung och op Methanséie opgepasst muss ginn. D'System huet néng Sensorpäck, fir Ënnersich vun der Uewerfläch maachen ze kënnen. All Instrumenter, déi direkt Miessunge maache, sinn op der ënneschter Säit vun der Sond montéiert an hunn entweeder direkte Kontakt mam Buedem oder sinn direkt driwwer. Den SSP huet e Gewiicht vun 3,9 kg, a brauch 11 Watt elektresch Leeschtung (wärend dem Ofstig am Ganzen 30 Wh) a produzéiert am Schnëtt 704 Bit Date pro Sekonn.

Zwar schafft D'System haaptsächlech um Buedem, ettlech Sensore ginn awer scho vill méi fréi wärend der Landung aktivéiert. Heizou gehéiert en Acceleratorsensor, dee mat zwéin Piezoelemente schafft, fir Acceleratioune wärend der Landung a beim Opschlag ze moossen. Dee leschten erméiglecht Réckschlëss op d'Häert an d'Dicht vun der Uewerfläch op der Landeplaz. De Sensor gëtt zesumme mam Schréimiesser schonn an enger Héicht vun 153 km aktivéiert. D'Schréi gëtt mat engem mat Methanol-gefëllte Rouer mat engem Platindeckel ermëttelt. Jee no Wénkelschréi verännert sech d'Kontaktfläch mam Platin an domat d'Leetfäegkeet vum System. Sou kënne Wénkelschréie bis 47° ermëttelt ginn. Ab 120 km Héicht gëtt eng Grupp aus ville Keramik-Piezoelementen aktivéiert, déi solchen aus Sonargeräten ähneln. Zwee Elementer schaffe am Sende- oder Empfangsmodus, fir d'Schallvitess ze moossen, e weidert ass als Transmitter ausgeluecht an ënnersicht d'Uewerfläch mat Ultraschall. Wann d'Sond sollt an engem Methanséi landen, da schafft s'als Sonar a kann d'Stréimungsvitess moossen. Vun 18 km Héicht un, ginn Temperatursensoren an d'Refraktometeren aktivéiert. De Refraktometer ermëttelt den optesche Briechungsindex vun Uewerflächen a Flëssegkeeten. Dofir senden zwou Liichtdioden Liicht duerch e spezielle Prisma a Richtung Buedem. Dat reflektéiert Liicht gëtt uschléissend op e Feld aus Photodioden dirigéiert, fir de Briechungsindex z'ermëttelen.

Kuerz virum Opschlag op der Uewerfläch ginn déi lescht Sensore aktivéiert. Heizou gehéiert ënner anerem e Komplex fir d'Ermëttlung vun der Wärmeleetfäegkeet, Temperatur a Wärmekapazitéit vum Buedem. Zu der Miessung kommen zwéin 5 cm laang Platindréit mat engem Duerchmiesser vun 10 resp. 25 µm zum Asaz. Si stinn am direkte Kontakt zu der Uewerfläch a ginn ënner Stroum gesat. Aus dem elektresche Widerstand loosse sech da Réckschlëss op d'thermesch Parameter vum ambiente Material zéien. En anert Instrument méisst mat enger Elektrod d'elektresch Capacitéit vum Buedem. Sollt d'Sond an engem Séi landen, sou kann et d'Existenz vu polare Molekülle feststellen. Als lescht Sensore sinn nach zwéin gekoppelt Dichtmiesser derbäi, déi mat Hëllef vum archimedesche Prinzip d'Dicht vum Material ënner Huygens moosse kënnen.

Missiounsverlaf bis bei de Saturn

Start a Fluch am bannenzege Sonnesystem

D'Fluchbunn vum Cassini-Huygens bis bei de Saturn

De Cassini-Huygens war de 15. Oktober 1997 um 08:43 UTC vum Launch Complex 40 op Cape Canaveral gestart. Als Drorakéit koum eng Titan IVB mat enger Centaur-Uewerstuf zum Asaz, déi d'Sond ufanks mat enger Vitess vun 8 km/s op eng Fluchbunn a Richtung Venus bruecht hat. Dat war néideg, well d'Rakéit keng 15,1 km/s fir en direkte Fluch net opbrénge konnt (et hat sech ëm eng Titan IVB gehandelt, déi deemools schonn déi stäerkst Drorakéit war). Esou konnt d'Sond duerch zwee Swing-by-Manöver am Abrëll 1998 a Juni 1999 zousätzlech Energie sammelen, wat zu enger Vergréisserung vun der Vitess op 13,6 km/s gefouert hat. Virum Opbroch zu de baussenzege Planéite hat d'Sond den 18. August 1999 nach e weidere Swing-by-Manöver bei der Äerd duerchgefouert, fir d'Vitess op 19,1 km/s zu erhéijen a Kurs op de Jupiter ze huelen. Wärend der ganzer vergaangener Missiounsphas gouf d'Héichgewënnantenn op d'Sonn ausgeriicht, fir als Hëtzschutz fir déi empfindlech Elektronik ze fungéieren. Eréischt den 1. Dezember 1999 war d'Intensitéit vun der Sonnestralung kleng genuch, fir d'Antenn nees vun der Sonn ofzedréien. Den 23. Januar 2000 koum et zu engem Rendez-vous mam Asteroid (2685) Masursky, deen awer wéinst senger minimaler Gréisst an der Distanz vun zirka 1,5 Mio. km nëmmen als klenge Punkt op de Biller vun der Telekamera ze gesi war.

Schued un der Kommunikatiounsanlag

Illustratioun vun der Problematik

Wärend der fënnefter Routineprouf vun de Sondesystemer hat sech am Februar 2000 eng massiv Feelfunktioun an der Cassini Kommunikatiounsanlag gewisen. Den Test gouf iwwer den Deep-Space-Network-System op der Äerd duerchgefouert, dee simuléiert Date vun der Huygens-Sond zum Cassini geschéckt hat, vun deenen dann 90 % verluer goungen. D'Ursaach gouf no ettleche Méint endlech am Empfangsystem vum "Bit Loop-Detector" fonnt, dat den Dopplereffekt net verschaffe konnt. Zwar hat den Empfänger op den éischte Bléck eng ausreechend Bandbreet, fir d'Frequenzverrécklunge ze kompenséieren, allerdéngs war dat nëmme fir déi reng Drowell an net fir d'Säitebänner, déi de moduléierten Datestroum ëmfaassten. Doduerch war d'Signal mat den Date gréisstendeels baussenzeg vun der Bandbreet vum Empfänger a goung verluer. Déi Tatsaach gouf wärend der ganzer Entwécklungs- a Konstruktiounsphas vu kenger Agentur bemierkt. E kompletten Test, deen de Feeler hätt misste gesinn, gouf wéinst dem héijen Opwand och net gemaach. An den anere Funktiounstester war de Feeler och net opgefall, well et keng Spezifikatioun fir de moduléierten Datestroum gouf, op déi een hätt zeréckgräife kéint. Zum Schluss war och eng Ëmprogramméierung vun der Software zu der Kompensatioun vum Konstruktiounsfeeler net méi méiglech, well dat nëmme virum Start vun der Sond hätt misse geschéien.

Bis zum Dezember 2000 goufen ettlech Pläng fir d'Rettung vun der Huygens-Deelmissioun entwéckelt, vun deenen déi meescht drop ofgesinn hunn, fir den Dopplereffekt sou wäit wéi méiglech ze reduzéieren a sou gréisser Deeler vun de Säitebänner an de Frequenzberäich vum Empfänger ze bréngen. Dat géif dann am Endeffet d'Gréisst un auswäertbaren Date klamme loossen. Am Juli 2001 hat ee sech entschloss, d'Fly-by-Héicht vum Cassini beim Titan ze vergréisseren, wouduerch d'Sond manner staark acceleréiertsollt ginn. Dat hat reduzéiert géigeniwwer dem originale Fluchplang déi relativ Vitess zum Huygens, wouduerch d'Frequenzverrécklung duerch den Dopplereffekt verklengert gouf a soumat e méi groussen Deel vum Säiteband mat den Date bannenzeg der Bandbreet vum Empfänger louch. De neie Plang hat an de follgenden zwee Joer eng kontinuéierlech Modifikatioun vun der Fluchbunn erfuedert.

Laanschtfluch beim Jupiter

Héichopgeléist Foto vum Jupiter

Nom Passéiere vun der Äerd (Gravity Assist am August 1999) an der Marsbunn (Enn 1999) huet d'Sond Kurs op de Planéit Jupiter gehalen. Ufanks waren aus Käschtegrënn keng Observatioune vum Riseplanéit virgesinn, wat allerdéngs bei de bedeelegte Wëssenschaftler zu Protester gefouert hat. Si argumentéierten, datt de Fly-by beim Jupiter ideal wier fir d'Instrumenter ze kalibréieren a mat hinne Miessunge mat héchster Prezisioun duerchzeféieren. D'Virschléi goufen zum Schluss ugeholl, an den 1. Oktober 2000 entstoungen aus enger Distanz vu 84,3 Millioune km déi éischt Biller mat der Telekamera.

Cassini konnt wärend de nächste fënnef Méint déi och am Jupitersystem aktiv Raumsond Galileo ergänzen. Si huet entgéint den Ufankspläng haaptsächlech d'Mounde ënnersicht. Wéinst engem Feeler vun der Antenn vum Galileo hu missen nämlech all wëssenschaftlech Daten iwwer déi wäit manner leeschtungsstaark Niddreggewënnantennen iwwerdroe ginn, woufir Galileo déi meescht fotografesch Aktivitéiten agestallt hat, well déi eng héich Datequot gebraucht hunn.

Wärend hirem Openthalt beim Jupitersystem huet d'Cassinni-Sond vill héichopléisend Fotoe vum Jupiter gemaach an hat fir eng gewëssen Zäit en Deel vun den Aarbechte vun der Galileo-Sond iwwerholl. Am Laf vun dësem Missiounsdeel gouf och dat bis haut héchstopgeléiste Fotomosaik vum Planéit zesummegebaut (kuckt d'Bild riets). Vum ISS-System sinn am Ganze 26.287 Fotoe, woubäi och eng grouss Zuel u Filtere benotzt goufen, fir d'Gasverteelung an der Atmosphär vum Jupiter z'ënnersichen.

Mëtt Dezember gouf et fir d'Cassini-Sond och eng Geleegenheet fir Fotoe vun ettleche Mounde ze maachen. Allerdéngs koum et de 17. Dezember zu engem gréisseren Tëschefall am Beräich vun de Reaktionsrieder, déi d'Orientéierung vun der Sond am Raum kontrolléierten (kuckt Interplanetar Navigatioun). Wou d'Rad mat der Nummer dräi zu der Lagännerung vu 50 op 208 Ëmdréiunge pro Minutt acceleréiert gouf, hat een eng däitlech Temperaturerhéijung un de Lager festgestallt. De Bordcomputer hat dat als Vergréisserung vun der Reiwung interpretéiert an hat dann d'Reaktiounsrieder ofgeschalt, wourophin d'Lag iwwer d'Schubdüs gereegelt gouf. Well dat awer vill Dreifstoff verbraucht hat, gouf vum Buedem aus d'Instrumenteplattform vum 19. bis 27. Dezember deaktivéiert an et gouf nëmmen déi lagonofhängeg Instrumenter (z. B. RPWS oder MAG) weiderlafe gelooss. Beim neien ufuere vum Rad gouf eng ongläichméisseg Verdeelung vun der Schmierflëssegkeet festgestallt. D'Problem war mat zouhuelender Betribsdauer verschwonnen, a sou konnten d'wëssenschaftlech Observatioune wéi geplangt fortgesat ginn.

Wärend der aachtdeegeger Rouephas gouf d'Geleegenheet fir virgesinne Fotoe vu Jupitermounde verpasst, soudatt nëmme vum Himalia e puer Biller méiglech waren. Déi konnten de klenge Mound wéinst der grousser Distanz vu 4,4 Millioune km nëmmen an e puer Pixelen opléisen. Trotzdeem war dat besser wéi bei fréiere Fotoe, déi den Himalia nëmmen als einfache Punkt gewisen hunn. Domat hat sech fir d'éischt déi längelzeg Form an d'Gréisst (zirka 120 km × 150 km) bestëmme gelooss. Duerch d'MIMI-Instrument konnten och fir d'éischt dräidimensionaal Biller vum Jupiter-Magnéitfeld gemaach ginn. Den 22. Mäerz war d'Observatioun vum Jupiter eriwwer, an de Cassini war um Wee zum Saturn, wou d'Primärmissioun gestart soll ginn.

Beweis vun der Relativitéitstheorie

Wärend dem Summer 2002 war d'Sonn genee tëscht Cassini-Huygens an der Äerd, wat eng Iwwerpréiwung a Miessung vun der allgemenger Relativitéitstheorie erméiglecht hunn. Déi huet viraus gesot, datt ee vum Cassini op d'Äerd gesente Radiosignal eng méi laang Lafzeit opweist, wéi ee bei der entspriechender Distanz unhuele géif. De Shapiro-Verschleefung genannte Effet soll duerch déi staark Gravitatioun an déi domat verbonne Raumkrëmmung verursaacht ginn. Well d'Signal déi „Dell“ an der Raumzäit passéiere muss, verlängert sech d'Lafzäit géigeniwwer dem soss bal riichtem, direkte Wee ëm e puer Sekonnebrochdeeler. D'Verschleefung konnt dann och vun den Antenne vum Deep Space Networks festgestallt ginn, wouduerch d'allgemeng Relativitéitstheorie eng weider Kéier experimentell bestätegt gouf.

Primärmissioun beim Saturn

De Mound Phoebe

Laanschtfluch beim Phoebe

Mat dem finale Kurskorrektiounsmanöver den 30. Juni 2004 war d'Cassini-Huygens-Sond an en Orbit ëm de Saturn ageschwenkt, woumat d'Primärmissioun vun de Sonde ugefaangen huet. Vill Instrumenter goufe scho vun deem Datum un aktivéiert (déi éischt schonn am Mäerz) an den 12. Juni gouf de Phoebe bei engem Laanschtfluch ënnersicht. D'Sond war dem Mound bis op 2000 km erukoum an hat Biller vun exellenter Qualitéit gemaach. De Phoebe hat sech als alen Himmelskierper presentéiert, deen haaptsächlech aus Äis besteet a bedeckt ass mat enger ettlech honnert Meter décker Schicht aus däischterem Material. D'Uewerfläch vum Phoebe huet eng grouss Zuel vun Aschlagkrateren, wat vun ettleche Fuerscher als Hiwäis gesi gëtt, datt de Mound en Iwwerrescht aus der Genesis vum Sonnesystem vu virun zirka 4,5 Milliarde Joer ass. Munnech Krater hunn en Duerchmiesser vu bis zu 50 km an hunn d'Uewerfläch massiv ëmgewandelt. Duerch d'Rotatioun vum Phoebe konnt déi komplett Uewerfläch erfaasst ginn, woubäi ganz héich Opléisunge bis erof op 12 m pro Pixel erreecht konnte ginn.

Fluch duerch d'Réng

Temperaturverdeelung vun de Réng (Falschfaarwen, Rout: −163 °C, Blo: −203 °C)

Op dem Wee zum éischte Fly-by beim Saturn hat d'Cassini-Huygens-Sond duerch d'Saturnréng misse fléien, wouduerch héich opgeléiste Biller d'Struktur aus noer Distanz méiglech waren. Allerdéngs war d'Manöver wéinst de ville Gestengsstécker net ongeféierlech, soudatt een eng eidel Plaz tëscht de E- an F-Rank uviséiert hat, deen op de Biller vun de Voyager-Sonden als matièrefräie Raum z'erkenne waren. Wann op de Biller vum ISS trotzdeem Stéierungen z'erkenne gewiescht wieren, dann hätt fir auszewäichen, den Orbit misse gehuewe ginn. Dat hätt allerdéngs zousätzlechen Dreifstoffverbrauch als Folleg gehat. Beim Duerchfluch gouf d'Sond sou gedréit, datt d'Héichgewënnantenn als improviséiert Schutzschëld géint kleng Partikele gedéngt hat. D'Réng goufe primär mat den Instrumenter ISS an UVIS ënnersicht, déi vill nei Erkenntnesser iwwer den Opbau an d'Zesummesetzung vun de Réng liwwerten. Sou bestinn déi net primär aus Äis, wéi fréier ugeholl gouf, mä haaptsächlech aus Stëbs, deen deem op der Uewerfläch vum Phoebe staark gläicht. Doriwwer eraus gouf och eng ongewéinlech héich Konzentratioun vun atomarem Sauerstoff um Rand vun de Réng entdeckt. Well d'Bestanddeeler vu bannen no baussen ëmmer méi jonk ginn (d'selwecht wéi bei de Joresréng vun de Beem) gëtt ugeholl, datt de Sauerstoff aus enger Kollisioun am Januar vum selwechte Joer stame kéint.

Laanschtfluch beim Saturn an nei Mounden

Manöver kuerz virum bis kuerz nom Antrëtt an d'Ëmlafbunn

Beim éischten an engste Fly-by vun der Missioun flog ass Cassini-Huygens op enger Distanz vun nëmmen 18.000 km un der Wolleksgrenz vum Saturn laanscht geflunn, fir dono nees d'Réng ze passéieren. Bei der Auswäertung vun alle Biller konnt ee schliisslech zwee ganz kleng an nach net bekannt Saturnmounde identifizéieren, déi ee provisoresch „S/2004 S1“ an „S/2004 S2“ bezeechent huet. Den éischten huet en Duerchmiesser vun 3 km, deen zweeten huet véier Kilometer. Déi béid Mounde si ronn 200.000 km vum Saturn ewech an hiren Orbit läit tëscht deene vum Mimas an Enceladus. D'Mounde goufen op staark langzäitbeliichtete Biller entdeckt, woubäi S/2004 S1 eventuell scho bei der Voyager-Missioun fonnt gouf; en änlechen Objet krut schonn 1981 d'Bezeechnung „S/1981 S14“. Spéider goufen d'Mounde an Methone (S1) a Pallene (S2) ëmbenannt.

Éischte Laanschtfluch beim Titan

Foto vum Titan mam VIMS-Instrument. Am Ausschnëtt ass een eventuellen Äisvulkan ze gesinn.

De 26. Oktober 2004 war den éischte Laanschtfluch beim Titan op enger Distanz vun 1174 km. Dobäi gouf d'Uewerfläche mat enger bis dohin onerreechter Prezisioun erfaasst. Fir d'Observatioun goufen 11 vun den 12 Instrumenter benotzt, woubäi e Softwarefeeler am CIRS eng genee Ënnersich am Infrarout-Spektrum verhënnert hat. Vu besonneschem Interessi waren d'Fotoe vum Radarsystem, well d'Uewerfläch mat optesche Instrumenter wéinst der dichter Atmosphär vum Titan nëmme schwéier z'ënnersichen ass. Beim Laanschtfluch konnten ongeféier ee Prozent vun der Uewerfläch mat enger Opléisung vu bis zu 300 m pro Pixel erfaasst ginn. A Kombinatioun mat aner Instrumenter konnt d'Uewerfläch vum Titan als verhältnesméisseg jonk charakteriséiert ginn, woubäi och dynamesch Virgäng z'observéiere waren. Dat gouf als Hiwäis op fléissend, eventuell organescht Material gesinn. Och gouf et Indizien, déi op d'Existenz vu Gletscher a Séien hindeiten. Wärend dem Laanschtfluch konnt warscheinlech och en Äisvulkan entdeckt ginn (kuckt d'Bild riets).

D'Huygens-Missioun

Oftrennung a Marschfluch

Fluchprofil vum Cassini-Huygens véier Woche virun der Landung

D'Huygens-Missioun hat mat der Oftrennung vu Cassini de 25. Dezember 2004 um 3 Auer mëtteleuropäesch Zäit ugefaangen. Déi dräi kleng Sprengluedunge trennten d'Huygens erfollegräich of an acceleréierten d'Sond op 0,35 m/s (relativ zu Cassini) bei engem Spin vu 7,5 Ëmdréiunge pro Minutt. D'Miessung vun der Rotatioun gouf erréischt duerch dat schwaacht, geriichte Magnéitfeld vun der Sond erméiglecht. Dat konnt mat dem héichempfindleche Magnéitometer vum Cassini erfaasst ginn, woubäi den Huygens eigentlech net magnéitesch hätt dierfe sinn, fir d'Instrument net ze stéieren. D'Magnéitfeld gouf erréischt no der Fäerdegstellung bemierkt, woubäi et esou schwaach war, datt et net als kritescht Problem fir d'Missioun agestuft gouf. 12 Stonne no der Trennung hat Cassini mat der Telekamera vum ISS eng Foto vum Huygens gemaach, déi no der Vermiessung bestätegt hat, datt sech d'Sond op engem korrekte Kurs befënnt. Dem Fluchplang no sollt d'Huygens no der Trennung den Titan an 20 Deeg erreechen.

Landung um Titan

Kënschtleresch Duerstellung vum Huygens wärend der Landung

20 Deeg no der Oftrennung, de 14. Januar 2005, huet d'wëssenschaftlech Missioun fir d'Huygens ugefaangen. D'Evenementer sinn hei chronologesch (MEZ) opgezielt (all Zäite bezéie sech op den Empfangszäitpunkt op der Äerd; wéinst der Signallafzäit 67 Minutten nom jeeweilegen Evenement). Huygens huet Daten all mat 1 bis 8 KBit/sec un de Cassini geschéckt, wou si tëschegespäichert goufen, fir si an den Deeg no der Huygens-Missioun op d'Äerd z'iwwerdroen.

D'Landeseqenz vum Huygens

06:51

Déi intern Auer aktivéiert d'Elektronik vun der Sond a versetzt d'Transmitter an de Niddregenergiemodus, fir op den Ufank vun der Dateniwwerdroung ze warden.

11:13

Den Huygens trëtt op enger Héicht vun 1270 km an d'Atmosphär vum Titan eran.

11:17

D'Sond huet eng Vitess vu 400 m/s ënnerschratt, wat an enger Héicht vun zirka 180 km d'Ëffnung vum éischte Fallschierm initiéiert. Deen trennt duerch säi Widerstand dat iewescht Hëtzschëld of a mécht 2,5 s spéider den Haaptfallschierm op.

11:18

An enger Héicht vun zirka 160 km gëtt de groussen ënneschten Hëtzschëld ofgetrennt. Heiduerch konnt de DISR aktivéiert ginn, dat elo e fräie Bléck no ënnen hat an déi éischt Biller a Spektre gemaach huet.

11:32

Den Haaptfallschierm trennt sech op enger Héicht vu ronn 125 km, wourophin sech den drëtte a leschte Fallschierm opmécht.

11:49

Op enger Héicht vu 60 km gëtt de Radarhéichtemiesser vum HASI aktivéiert, wouduerch den Huygens Bordcomputer weider Entscheedungen op Basis vun der Héicht treffe kann, amplaz duerch déi intern Auer gesteiert ze ginn.

12:57

De GCMS gëtt zum Schluss aktivéiert.

13:30

D'Luucht vum DISR gëtt aktivéiert, fir déi a kuerzer Zäit nächst Landung gutt Spektre vun der Uewerfläch ze kréien.

13:34 (± 15 min)

Den Huygens ass mat enger Vitess vu 17 km/h erfollegräich op d'Uewerfläch vum Titan gelant. D'Temperatur ass −180 °C, den Drock läit bei 1467 Millibar.

15:44

Den Huygens verléiert de Kontakt zum Cassini, well d'Siichtverbindung ënnerbrach gëtt. Zu deem Zäitpunkt ass d'Missioun fir den Huygens fäerdeg.

16:14

De Cassini riicht seng Antenn nees zeréck op d'Äerd an iwwerdréit déi éischt Daten.

Eent vun den éischte Biller. Ze gesinn ë. a. Kanäl (lénks), déi op eng Küstlinn féieren (riets).

Resultater

Bei der Registréierung vun den ukommenden Huygens-Date gouf et e weideren technesche Feeler: Den Empfangssystem vum Cassini hat nëmmen Date vum Kanal B opgezeechent. Den Huygens huet zwéi redundant Senderen (Kanal A a B), vun deene jiddwereen all déi gesammelt Miessdate zäitversat iwwerdréit. Vun där Redundanz waren allerdéngs zwee Experimenter ausgeholl: den Doppler Wind Experiment (DWE) fir d'Miessung vun der Wandvitess an d'Bilddate vum DISR. D'Miessung duerch d'DWE-Instrument sollten u Bord vum Cassini an duerch e VLBI-Netzwierk op der Äerd passéieren. Heizou benotzt d'Instrument den héchstabilen Oszillater vum Kanal-A-Sender. Well op dësem Kanal keng Daten empfaange goufen, waren och keng Miessunge duerch de Cassini méiglech. Zwar konnt een aus d'Date vum VLBI-Netzwierk d'Wandvitesse rekonstruéieren, déi waren awer ëm e Villfacht manner genee wéi déi geplangte Miessunge duerch de Cassini. D'DISR-Instrument dogéint hat déi gemaache Biller wiesselsäiteg op d'Kanäl A a B iwwerdroen, well d'Datenunheefung ze grouss gewiescht wier, fir se sou dacks ze schécken. Dofir gouf d'Hallschent vun den 1215 Biller beim Empfank verluer. D'Netaktivéierung vum Kanal-A-Empfänger war op e Programméierfeeler zeréckzeféieren, deen an de Verantwortungsberäich vun der ESA gefall ass. E weidere Problem goung op de Sonnesensor, dee wéinst der onerwaarten réckwäerteger Rotatioun d'Sonn net erfaasse konnt. Soumat konnt ufanks net bestëmmt ginn, a wéi enger Richtung d'Kamerae gekuckt a wou sech d'Huygens genee opgehalen huet. Duerch opwändeg Rekonstruktioune konnten déi néideg Parameter awer zwee Méint no der Landung mat enger Genauegkeet vun zirka 5° bestëmmt ginn.

D'Uewerfläch vum Saturnmound Titan no der Landung

Bléck op d'Landeregioun vum Huygens aus 10 km Héicht

Wärend der Missioun goufen an 3:44 Stonnen 474 MBit Date gesammelt an iwwertdroen, dovu 606 Biller. Et gouf festgestallt, datt d'Atmosphär vum Mound haaptsächlech aus Stéckstoff a Methan besteet, woubäi d'Konzentratioun vu Methan mat ofhuelender Héicht klëmmt. An enger Héicht vun 20 km goufe Wolleken aus Methan entdeckt, déi dann a Form vun Niwwel bis op de Buedem reechen. An der Atmosphär gouf och den Isotop Argon-40 detektéiert, wat op vulkanesch Aktivitéit schléisse léisst. Allerdéngs kënnt et heibäi net zum Ausworf vu Lava wéi op der Äerd, mä zum Ausbroch vu Waasseräis an Ammoniak. Iwwerraschenderweis goufe keng Isotope vum Typ Argon-36 an Argon-38 fonnt, déi nach aus den Ufäng vum Sonnesystem staammen. Doraus follegt, datt den Titan op d'mannst eemol a senger Geschicht seng komplett Atmosphäre muss verluer hunn. Erwartungsgemäß selten waren die Edelgase Krypton a Xenon, well déi an Aerosole gebonne sinn a sou op de Buedem transportéiert ginn. D'Auswäertung vun de Stéckstoffmolekülle weist, datt d'Atmosphär vum Titan an der Vergaangenheet fënnefmol méi dicht gewiescht huet misse sinn. Fir de Verloscht sollen ënner anerem dräi Ausgasungswelle verantwortlech sinn: Déi éischt war bei der Formung vum Mound geschitt, déi zweet virun zirka 2 Milliarde Joer (dee sech verdichtende Silikatkär ausgeléist grouss Iwwerschëss Wäermt) an déi lescht viru ronn 500 Millioune Joer, wou et Konvektiounsstréim am Mantel vum Titan gi war. D'Wandmiessunge hunn eng Vitess vun zirka 35 m/s an enger Héicht vu ronn 60 km erginn, woubäi d'Wande mat ofhuelender Héicht ëmmer méi lues ginn, bis si schliisslech ënner enger Héicht vun 10 km bal zum Erleie kommen. D'Wandrichtung war bis zu den 10 km konstant "Ost", hat awer ënner där Grenz ganz séier op "West" ëmgedréit. D'Stréimunge bannent der Atmosphär gi net wéi op der Äerd duerch wiesselnd Sonnenastralung verursaacht, well deenen hir Intensitéit wéinst der vill méi grousser Distanz ongeféier 100-mol méi kleng ass wéi op der Äerd. Am Géigenzuch ass den Afloss vun der Gravitatioun vum Saturn op den Titan 400-mol méi staark wéi dee vum Äerdmound op d'Äerd, wouduerch an der Atmosphär en Ebbe-Flut-Mechanissem produzéiert gëtt.

Duerch d'Gréisst vun de Biller a Kombinatioun mat Spektren a Radar-Miessunge konnt den Huygens vill iwwer d'Uewerfläch vum Titan an Erkenntness bréngen, wat bis zu deem Zäitpunkt wéinst der dichter Atmosphär kaum méiglech war. D'Uewerfläch war duerch Oflagerunge vun organeschem Material méi däischter wéi erwaart an de Buedem, op deem d'Sond gelant war, huet a sengen Eegenschaften naassem Sand oder Toun op der Äerd geglach. D'Substanz besteet haaptsächlech aus verdrecktem Waasser- a Kuelewaasserstoff-Äis. Duerch d'Wäermt vun der Sond koum et ënner der Sond scho kuerz no der Landung zu klengen Ausbréch vun am Buedem gebonnenem Methan. D'Biller vun der op d'Säit kuckender Kamera (SRI) hunn eng flaach Fläch mat kiselaartege Kierper gewisen, déi en Duerchmiesser vu 5 bis 15 cm hunn. Wärend der Landung hat den DISR spektakulär Biller vun der Titanuewerfläch gemaach, besonnesch kuerz virun der Landung, wou e groussen Deel vun der Donscht- a Wollekeschicht duerchkräizt goufen. De Relief weist villfälteg Formatioune, ënner anerem Bierger, Däller an och Dünen, déi bis zu 1500 km laang sinn. Et goufen och vill Kanäl fonnt, déi zesumme mat den ofgeronnte Forme vun de Steng op der Uewerfläch an an der Konsistenz vum Buedem op Erosioun duerch Flëssegkeeten hiweisen. Scho fréi gouf dem Methan heibäi eng primär Roll zougeschwat, wat sech zum Enn och bestätegt huet. Op dem Titan existéiert e konstante Methan-Kreeslaf mat Reen, Flësse a Séien, déi fir d'Erosioun vum Relief verantwortlech ass.

Video vun der Landung

De follgende Video weist d'Landung vum Huygens aus der Siicht vum DISR-Instrument, woubäi e puer Daten och vun aneren Instrumente staamen. D'Zäit gouf virum Opschlag ëm dat 40-facht acceleréiert an nom Opschlag ëm dat 100-facht.

Am zentrale Bléckfeld ginn d'Fluchbunn vun der Sond an hir fotografesch Biller duergestallt. Faarweg Overlays weisen, datt ee Bild duerch dat faarwlech zesummegehéierend Instrument (riets) am entspriechende Bildberäich erfollegt ass. Am Ufank vum Video ginn och d'Himmelsrichtungen an d'Landezon kuerz fir Orientéierung ugewisen.

Am Eck uewe lénks gëtt de Status vum Huygens hisiichtlech vun de Fallschiermer an dem Hëtzschëld ugewisen, souwéi eng Skala zum Verglach mat engem Mënsch. Ënne lénks gëtt d'Fluchbunn vun der Sond ofgebilt (Bléck vu Süd), souwéi d'Richtunge zum Cassini (blo) an der Sonn (rout). Weider ass eng Skala vum Mount Everest ofgebilt. Am Eck riets ënne ginn d'Bléckrichtung zum Cassini (blo), zu der Sonn (rout) an der säitlech kuckender Kamera (SRI, gréng) ugezeechent. Uewe riets ass eng UTC-Auer an e Missiouns-Timer.

Op der rietser Säit gi verschidden Daten an Aktivitéiten ugewisen. Een Opblénke vum jeeweilege Faarfpunkt bedeit eng Foto duerch dat entspriechend zougeuerdert Instrument. Dat fotograféiert Gebitt gëtt gläichzäiteg och op dem zentrale Bléckfeld mat der selwechter Faarf markéiert. Faarfpunkte, déi ënne riets mat engem klenge zousätzleche rosa Quadrat gekennzeechent sinn, weisen un, datt dat zougeuerdent Instrument no uewen, statt no ënne kuckt.

An der Stereo-Audioausgab si weider Informatioune akustesch integréiert. De lénksen Audio-Kanal gëtt mat senger Frequenz d'Dréivitess vum Huygens zeréck, e Klicke bedeit den Ofschloss vun enger Dréiung. De rietse Kanal gëtt Besonnesches bei der Datesammlung zeréck. D'Frequenz vum Hannergrondgeräisch ass mat der Signalstäerkt zum Cassini gekoppelt, eenzel Téin weisen Instrumentenaktivitéit un. Jiddwer Instrument ass eng gewësse Tounfrequenz zougestallt, woubäi déi analog zu der Instrumentelëscht riets ëmmer méi ofhëlt.

Missiounsverlaf 2005

Mosaik-Bild vun der Uewerfläch vum Enceladus

Nom Enn vun der Huygens-Missioun führte huet d'Cassini-Sond de 17. Februar 2005 an enger Héicht vu 1577 km hiren éischte Laanschtfluch beim Mound Enceladus duerchgefouert. D'Opléisung vun de Biller waren ëm dat zéngfacht besser wéi déi vun de Voyager-Sonden. Déi haten zu hirer Zäit scho festgestallt, datt de Mound vill Liicht reflektéiert hat a kaum däischter Plaze hat. De Grond dofir konnte Spektralanalyse vum Cassini liwweren: De Mound ass ganz mat rengem Waasseräis iwwerzunn. Op dem Äispanzer hu sech zwar Kanäl an Hiwwele gebilt, déi an hirem Muster deenen um Europa a Ganymed gläichen; allerdéngs weist déi kleng Zuel a Gréisst vun Aschléikrateren op een éischter jonke Mound hin. Bei engem zweete Laanschtfluch de 16. Mäerz konnten ausserdeem e Magnéitfeld an eng Atmosphär nogewise ginn. Well den Enceladus net genuch Gravitatioun entwéckelt, fir eng stänneg Atmosphär ze halen, muss et eng Quell ginn, déi stänneg Gas zouféiert. Et gëtt ugeholl, datt et eng Form vu vulkanescher Aktivitéit um Mound misst ginn.

De Mound Daphnis an déi duerch hie verursaacht Wellen (mat Schiet no uewen)

Den 10. Mee hat de JPL bekannt gemaach, datt nees e neie Mound entdeckt konnt ginn, dee virleefeg d'Bezeechnung "S/2005 S1" krut huet a spéider op Daphnis ëmbenannt gouf. De Mound gouf mat der NAC-Kamera an enger fräier Plaz vum A-Rank fonnt, wou sou e Kierper schonn zanter enger gewësser Zäit ugeholl gi war. Daphnis huet en Duerchmiesser vun zirka 7 km, an huet eng Mass vu ronn 80 Milliarden Tonnen a kreest ëm de Saturn op enger Distanz vu bis zu 136.500 km. D'Gravitatioun vum Mound huet zu enger Wellebildung um Rand vun de Réng, déi a senger Géigend sinn, gefouert. D'Welle vun de séiere Partikelen am bannenzege Rank lafen heibäi dem Mound viraus, déi lues am baussenzege Rank lafen him no.

Den 11. Juli hat de Cassini op enger Distanz vun 10.000 km de Mound Hyperion passéiert an huat Fotoe mat der NAC-Kamera an enger Opléisung vu bis zu 1 km gemaach. Miessunge vun der Dicht am Verglach zu der Uewerfläch weisen drop hin, datt ongeféier 40 % vum Moundkär huel ass.

De Mound Hyperion

Den 29. Juli gouf publizéiert, datt beim Laanschtfluch beim Saturnmound Enceladus de 14. Juli däitlech Zeeche fir aktive Vulkanismus fonnt gouf. Dat stëtzt sech virun allem op d'Entdeckung vu lokal begrenzte Waasserdampwolleken an Hotspots, besonnesch um Südpol vum Mound. Duerch déi vulkanesch Prozesser konnt sech eng Atmosphär forméieren, well déi produzéiert Gase hir lues Verdonstung an de Weltraum duerch déi kleng Gravitatioun kompenséieren. D'Atmosphär besteet haaptsächlech aus 65 % Waasserdamp an 20 % molekularem Waasserstoff, de leschten Deel ass gréisstendeels nach Kuelestoffdioxid. Doriwwer eraus hat de Cosmic Dust Analyzer eng héich Konzentratioun vu Partikelen an der Atmosphär gemooss. Déi huet sech als primär Quell fir dem Saturn säin E-Rank erausgestallt.

Nodeem de Cassini de 24. September de Mound Tethys passéiert hat a Fotoe vum bis elo onbekannte Südpol gemaach hat, as si zwéin Deeg méi spéit ganz no (zirka 500 km) laanscht den Hyperion geflunn. Déi detailléiert Fotoe weisen eng eenzegaarteg Schwamm-änlech Uewerflächestruktur, fir deenen hire Genesisprozess et bis haut nach keng Erklärung gëtt. Vu besonneschem Interessi ass dat schwaarzt Material, dat a ville Kratere vum Mound läit, wéi z. B. dem groussen Impaktkrater mam Duerchmiesser vun 200 m. Speziell ass och déi komplett net virausberechebar, chaotesch Rotatioun, déi fir e Mound am Sonnesystem eenzegaarteg ass.

Missiounsverlaf 2006

Düne vum Titan (ënnen) am Verglach mat Dünen am Namibia (uewen)

D'Stuermsystem a verschiddene Spektralberäicher:
uewen: 460nm, 752nm, 728nm; ënnen: 890nm, 2,8µm, 5µm

Den 1. Mäerz gouf bekanntgemaach, datt ee no grëndlecher Datenauswäertung vum Cassini an Huygens d'Quell fir de Methan an der Atmosphär vum Titan fonnt gouf. Et läit am methanräiche Waasseräis, dat eng Kuuscht iwwer engem Ozean aus flëssegem Waasser an Ammoniak bilt. Dat Äis gouf an dräi Ausgasungsphasen deelweis geschmolt, soudatt de Methan an d'Atmosphär konnt fort fléien. Déi heizou gebrauchte Wiermt staamt aus dem Kär vum Mound, wou en ettlech radioaktiv Elementer duerch hiren Zerfall genuch Wiermt liwwwerten, fir vun Zäit zu Zäit Konvektiounsstréimunge am Kär ze produzéieren, déi dës Wiermt zum Schluss zu der Uewerfläch transportéieren, wou si d'Äis schmëlze léisst.

Am Mäerz an Abrëll hunn Ënnersich vun de Réng zum Resultat gefouert, datt am A-Rank 35 % méi Partikelen a Brochstécker sinn wéi ufanks ugeholl gouf. Dat läit un der Tatsaache, datt d'Transparenz vum Rank staark vum Bléckwénkel ofhänkt. Am Rank konnten och Hiweiser op bis zu 10 Millioune ganz kleng Mounde, sougenannte „Moonlets“, fonnt ginn, déi zirka 100 m grouss sinn. Si kéinten weideren Opschldss driwwer ginn, wéi d'Réng vum Saturn entstane sinn.

De 4. Mee gouf bekannt, datt déi virdrun als Ozeane interpretéiert donkel Flächen an den equatoriale Regioune vum Titan a Wierklechkeet Sanddüne sinn Dat hu Resultater an Analyse mam Radarsystem vum Cassini erginn. D'Struktur vun den Dünen ähnelen deenen op der Äerd (kuckt Bild riets). Si entstoungen duerch eng Kombinatioun vu staarke Gezäiteneffeter duerch de Saturn a luese Wande an der Héicht vum Buedem.

Beim Laanschtfluch konnten den 22. Juli mam Radarsystem en ettlech Methan-Séie um Nordpol vum Titan entdeckt ginn. Si konnte mat héijer Warscheinlechkeet als Quell fir d'Kuelewaasserstoffer an der Atmosphär identifizéiert ginn, woumat e wichtegt Missiounszil erreecht gouf. D'Séien hunn Duerchmiesser vun 1 bis 100 km.

Foto mam neientdeckte Rank (mat engem Kräiz markéiert)

Den 19. September hat de JPL bekannt gemaach, datt d'Entdeckung vun engem neie Saturnrank gelonge war. D'Entdeckung gouf gemaach, wou de Saturn d'Sonn iwwer déi bis elo längste Zäit verdeckt hat (12 Stonnen), wouduerch d'Réng extreem staark ugestraalt goufen, ouni datt direkt Sonneliicht d'Instrumenter vum Cassini iwwerlaascht huet. De neie Rank ass am Beräich vum E- a G-Rank a stëmmt mat den Ëmlafbunne vum Janus an Epimetheus iwwerenee. Dofir huelen d'Astronomen un, datt Meteorittenaschléi op deene Mounde d'Quell fir d'Partikele vum Rank sinn. Duerch déi laang Observatiounszäit konnt och sécher festgestallt ginn, datt vum Enceladus entweechend Äispartikelen an den E-Rank wanderen a sou haaptsächlech un sengem Entstoe bedeelegt sinn.

Den 11. Oktober gouf vum JPL publizéiert, datt een däitlech Ännerungen an der Struktur vum bannenzege Rank, dem D-Rank, entdeckt hat. Hien hat vill hell Plaze gewisen, an deenen et vertikal Verzerrunge gouf. Opfälleg sinn och déi reegelméisseg Ofstänn vu Stéierunge, déi ongeféier all 30 km virkommen. Méiglecherweis goufen déi Verzerrunge vun der Rankstruktur entweeder duerch eng Kollisioun mat engem Meteorit oder mat engem klenge Mound verursaacht. Scho 1995 konnt den Hubble-Weltraumteleskop Verännerunge an der Struktur vum D-Rank gesinn an a Kombinatioun mat de Cassinis-Date de Kollisiounszäitpunkt op d'Joer 1984 datéieren.

De 9. November koum eng weider Noriicht, datt de Cassini beim Laanschtfluch um Südpol vum Saturn en aussergewéinleche Stuerm entdeckt hat. Hien huet e kloer definéiert A, ëm dat héich Wollekebierger kreesen. Domat ähnelt seng Struktur engem Hurrikan op der Äerd. De Stuerm erreecht Vitesse vu 550 km/h, méisst zirka 8000 km am Duerchmiesser an d'Tuermwolleken erreechen Héichte vu bis zu 75 km. Am Géigesaz zu Hurrikanen op der Äerd beweegt sech d'Stuermsystem net, mä et bleift op senger Plaz um Südpol.

Den 12. Dezember hat de JPL bekannt gemaach, datt si um Titan eng Biergformatioun mat deem bis elo héchste Bierg vum Mound fonnt hätten. D'Formatioun gouf mam Radar- an Infrarout-System entdeckt an ass knapps 150 km laang an 30 km breet. Duerch déi héich Opléisung vu bis zu 400 m pro Pixel konnten och Strukturen erkannt ginn, déi Lavaflëss gläichen. D'Spëtzte vum Massiv klamme bis zu 1,5 km an den Himmel a sinn op hiren Héichte vu ville Schichte aus organeschem, wäisse Material bedeckt, woubäi et sech eventuell ëm Methanschnéi handele kéint.

Missiounsverlaf 2007

Foto vun engem Jetstream mat engem hien undreiwende Stuerm (donkle Fleck lénks)

Eng méiglech Erklärung fir d'Geysire um Enceladus goufen den 12. Mäerz publizéiert. Déi fir hir Entwécklung gebrauchte Wäermt soll vu verhältnesméisseg kuerzliewege radioaktive Isotope vun Aluminium an Eisen staamen, déi de Kär vum Mound scho kuerz no senger Genesis virun ettleche Milliarde Joer staark opgehëtzt sollten hunn. Spéider sollen dann laanglieweg radioaktiv Elementer an déi enorm Gezäitekraafte vum Saturn de Kär waarm a flësseg gehalen hunn. Dat gëtt duerch de Fond vu Molekülle aus de Fontäne gestëtzt, déi nëmme bei héije Temperature (bis 577 °C) entstoe kënnen. Dee Modell (allgemeng als "hot start" bezeechent) a Miessunge vum der Cassini weise weider op flëssegt Waasser a vill organesch Verbindungen ënner der Mounduewerfläch, déi doduerch och Liewen ophuele kéint.

Foto vum Iapetus. Um rietse Bildrand ass de Biergrank gutt z'erkennen.

Ausgestoussen Äispartikele vun den Enceladus Geysiren a Falschfaarwen

Den 8. Mee gouf matgedeelt, datt d'Jetstreams um Saturn duerch grouss Stierm an der Atmosphär ugedriwwe ginn. Am Ufank hat een dat geneet Géigendeel ugeholl, nämlech datt d'Jetstream d'Stierm produzéieren. Laangzäitobservatioune iwwer ettlech Stonnen ewech, hunn awer gewisen, datt Stierm un hirer baussenzeger Grenz Impulsenergie un d'Wande ofginn. Dat erkläert och, wéisou dat ofwiesselnd Muster aus west- an ostwäerts blosend Jetstream iwwer laang Zäit stabil bleiwe kann.

De 14. Juni gouf bekanntgemaach, datt d'Mounde Tethys an Dione entgéint ale Kenntnesser héchstwarscheinlech geologesch aktiv sinn. Zu där Erkenntnes ass ee gelongen duerch d'Réckverfollegung vun ioniséierte Gase aus de Saturnréng. Berechnungen hu gewisen, datt grouss Deeler vum Plasma vun de béide Mounde staamen, soudatt déi iwwer eng gewësse Form geologescher Aktivitéit, evtl. souguer Vulkanismus, mussen hunn, déi d'Fräisetze vun de Gase bewierkt.

Wärend engem noe Laanschtfluch (an 1640 km Héicht) beim Saturnmound Iapetus hat de Cassini Honnerte vun héich opgeléiste Biller vun der Mounduewerfläch gemaach. Vu besonneschem Interessi war heibäi de ronn 20 km héije Biergrank, deen e groussen Deel vum Moundequator ëmfaasst. Dee Rank besteet schonn zanter senger Genesisphas, wou de Iapetus nach ganz séier rotéiert huet a sech sou Gestengs duerch déi héich Zentrifugalkräften um Equator opgetiermt hunn. Duerch de séieren Zerfall vun de radioaktive Isotope Aluminium-26 an Eisen-60 hat d'Temperatur vum Kär an der Kuuscht séier ofgeholl, wouduerch de Biergsrank sech verhäert hat, nach ier d'Gezäitekraafte vum Saturn d'Rotatiounsvitess genuch reduzéierten, wat eng Offlaachung zur Folleg gehat hätt. Duerch d'Ofwiesenheet vu geologescher Prozesser an Erosioun blouf de Rank bis haut, e puer Milliarde Joer no senger Genesis, zu groussen Deeler erhalen.

Den 10. Oktober gouf matgedeelt, datt déi vum Enceladus ausgestoussen Äispartikelen, wéi scho virdrun ugeholl, vu Geysire staamen. Si ginn als "Tiger Stripes" bezeechent, well si op de Biller ausgesinn wéi Muster vun Tigerpelzer. D'Sträife si mat enger Temperatur vu bis zu 90 Kelvin déi wäermst Plaze um Enceladus (d'Uewerflächentemperatur läit bei zirka 75–80 K), soudatt Äis a Gase genuch opgewiermt ginn, fir an d'Atmosphär a spéider an de Weltraum z'entwäichen.

D'Hypothees, datt et an der Géigend vun de Saturnréng eng grouss Zuel vu klenge Mounde (sougenannt "Moonlets") gëtt, gouf mat enger Meldung de 24. Oktober konfirméiert. Déi éischt goufen am A-Rank mat hirer propelleraarteger Struktur fonnt. Heibäi handelt et sech ëm Rankmaterial, dat sech duerch d'Gravitatioun vun de klenge Mounde vir an hannert deene konzentréiert huet. Déi "Propellerblieder" sinn zirka 15 km laang. Wéi d'Mounde selwer entstane sinn, ass nach net sécher geklärt, et gëtt ugeholl, datt Kollisioune mat aneren Himmelskierper an d'Zerbrieche wéinst der Gravitatioun vum Saturn schold dru sinn.

Den 12. Dezember gouf matgedeelt, datt dem Saturn seng Reng warscheinlech bill méi al sinn wéi bis elo ugeholl gouf. Fréier Observatiounen duerch den Hubble-Weltraumteleskop a vun de Voyager-Sonde loossen op eng Genesis vu virun zirka 100 Milliounn Joer schléissen, wärend Miessunge mat de Cassini-Instrumenter drop hiweisen, datt d'Reng ongeféier 4,5 Milliarde Joer al sinn. Et konnt och eng Form vun Recycling an de Réng observéiert ginn: Géigewäerteg kleng Mounde ginn ëmmer weider zerluecht a stelle sou Material fir d'Réng bereet, wou sech dat da nees zesummeklompt an nei Mounde formt.

Missiounsverlaf 2008

De 6. Mäerz gouf bekannt gemaach, datt de Mound Rhea als éischte vu senger Aart op d'mannst een eegene Rank soll hunn. De Rank, wou entdeckt gouf, besteet aus enger grousser Zuel vu Brochstécke an huet en Duerchmiesser vun e puer dausend Meilen. E weidere Rank aus Stëbs kéint sech bis zu 5900 km vum Moundzentrum ewech befannen. De Fond bestätegt mathematesch Modeller, no deenen e Rank méiglech wier. Den direktsten Hinwäis hat d'Magnetospheric Imaging Instrument wärend engem noe Laanschtfluch am Joer 2005 geliwwert. Beim Laanschtfléie vun enger bestëmmter Héicht war d'Mass vun den optreffenden Elektronen rapid an däitlech gefall, soudatt Matière do muss sinn, déi d'Instrument ofgeschiermt muss hunn. Wou dee selwechten Effet op der anerer Säit vum Rhea op der selwechter Distanz nees opgetratt war, koum Theorie séier op datt e Rank ëm de Mound misst sinn, well schonn dem Uranus seng Réng op déi selwecht Aart a Weis fonnt goufen. Als Quell fir d'Brochstécker an de Stëbs gëtt eng Kollisioun mat engem grousse Koméit oder Asteroid ugeholl, wéi et ville Mounde am Saturnsystem ergaangen ass. Zanter August 2010 gëllt d'Ranktheorie als widerluecht, well op Fotoe keng fonnt konnte ginn.

Eng Foto vum F-Rank:
Däitlech ass eng Stéierung duerch e Moonlet ze gesinn.

Den 20. Mäerz gouf bekannt gemaach, datt ënner der Kuuscht vum Titan eventuell e Waasser/Ammoniak-Ozean kéint sinn. Dat gëtt als Ursaach fir eng liicht Ännerung vun der Moundrotatioun gesinn. Déi Ännerung konnte duerch d'Radar-Neivermiessung vu ronn 50 eenzegaartege Landmarke festgestallt ginn, déi sech am Verglach zu fréiere Miessunge ëm bis zu 30 km vun hirer erwartener Positioun ewech beweegt haten. No der Meenung vun den zoustännege Wëssenschaftler kann esou eng staark Beweegung da geschéien, wann dem Titan seng Gestengskuuscht vu sengem Kär ofgekoppelt ass. En Ozeanan enger Déift vun zirka 100 km ënner der Kuuscht soll déi Ofkopplung verursaachen. Doriwwer eraus sollt hie räich un organesche Verbindunge sinn, wat hie besonnesch fir Astrobiologen interessant mécht.

De 6. Juni gouf notéiert, datt et bannenzeg vum Saturn sengem F-Rank zu Kollisioune vu klenge Mounden (sougenannt „Moonlets“) mam Rankkär kënnt, wouduerch sech hir heefeg Verännerungen a kuerzer Zäit erkläre loossen. Et ass nom aktuelle Stand vun der Wëssenschaft déi eenzeg Plaz am Sonnesystem, wou Kollisiounen op deeglecher Basis geschéien. D'Fotoe, op deenen d'Erkenntnes baséiert, entstounge schonn an de Joren 2006 an 2007.

Den 30. Juli hat d'NASA gemellt, datt op d'mannst ee vun den entdeckte Séien um Titan mat flëssegem Kuelewaasserstoffer gefëllt ass. Domat ass de Mound no der Äerd déi éischt Plaz am Sonnesystem, op deem Flëssegkeeten nogewise goufen. Am Verlaf vun iwwer 40 Laanschtflich hat een och festgestallt, datt et keen, wéi virun der Missioun dacks ugeholl globalen Ozean gëtt, mäeng grouss Zuel u Séien, déi iwwer déi ganz Uewerfläch verdeelt sinn. D'Entdeckung verifizéiert och déi Hypothees vun engem zouene Methankreeslaf um Titan, deen dem Waasserkreeslaf op der Äerd staark gläicht.

E Bild vun der neier Aurora (blo) um Nordpol mat den Infrarout-Emissiounen (rout) aus dem Kär vum Saturn als Hannergrond

Den 13. Oktober gouf publizéiert, datt um Nordpol vum Saturn e weidere grousse Stuerm fonnt gouf. D'Wollekeformatioune sinn nëmme géint den Hannergrond vun der zentraler Wäermt vum Saturn ze gesinn, woufir fir d'Observatioun nëmmen Instrumenter mat Infraroutdetektoren agesat konnte ginn. De Stuerm rotéiert mat enger Vitess vu 530 km/h an ass vun enger hexagon-fërmeger Struktur ëmginn, déi sech trotz der héijer Vitess visuell net beweegt. Weider Fotoe vum Südpol loossen unhuelen, datt gewalteg Wiedere an den ënneschte Schichte vun der Atmosphär déi lokal Stierm undreiwen.

No enger Publikatioun vum 12. November gouf um Nordpol vum Saturn eng am Sonnesystem eenzegaarteg Form vun Aurora entdeckt. Si stralt am Infraroutspektrum an deckt eng ganz grouss Fläch of, ouni dobäi eng Struktur aus villen eenzelen Auroraréng (Korona) ze weisen. Weider dierft déi no de normale Modeller net existéieren. Si läit am Beräich vum 82° Nord bis zum Pol a läit fir Infraroutobservatioune an engem blanne Beräich vum Hubble-Teleskop. Am Géigesaz zu der Haaptaurora vum Saturn, déi am ultraviolette Spektrum stralt, ass hir Gréisst net konstant. Si verännert sech mat héijer Vitess a ka kuerzzäiteg souguer komplett verschwannen. Déi iwwerraschend Observatioune weisen, datt Magnéitfeld vum Saturn nach net vollstänneg verstaane gouf an e puer besonnesch, onentdeckt Eegenschaften huet.

De 15. Dezember goufe weider Asiichte zu de geologescher Aktivitéit vum Enceladus publizéiert. Déi nei Biller weisen, datt sech déi veräiste Uewerfläche verännert, besonnesch um Südpol, wou sech d'Äisgeysire befannen, déi dem Saturn säin E-Rank mat neiem Material versuergen a sou bestoe loossen. D'Äismasse verhale sech wéi tektonesch Placken op der Äerd, woubäi si vum Südpol aus an all Richtunge geréckelt ginn. Dee Phenomeen, deen och déi sougenannt Tiger Stripes produzéieren, ass ze vergläiche mam Mëttelatlantesche Réck. D'Energiequell fir d'Beweegung ass nach net sécher bestëmmt, awer d'Musteren deiten op e Mechanissem aus Wäermt a Konvektioun d'selwecht wéi op der Äerd. D'Billauswäertungsteam konn och feststellen, datt d'Äisgeysire iwwer d'Zäit eraus net stabil sinn. Et gëtt ugeholl, datt si vu kondenséiertem Waasser verstopft an dann vun eraffalendem Äis verdeckt ginn. Duerch d'Schléissung baut sech dann en Drock op, dee sech an der Form vun neie Geysire entluet.

Missiounsverlaf 2009

D'Verännerung vun de Séien iwwer en Zäitraum vun ettleche Joer

Den 29. Januar verséchert d'NASA, datt op d'mannst e puer vun den donkle Flächen um Südpol vum Titan wierklech kuelewaasserstoffgefëllte Séie sinn. Dat gouf aus de Verännerungen iwwer déi vergaange Joer ofgeleet. Déi observéiert Fläche wiesselten méi dacks hiren Albedo-Wäert, wat een drop zeréckféiert, datt et sech ëm Séien handelt, déi duerch Reen gefëllt ginn an uschléissend nees verdonsten. Et gouf och festgestallt, datt de Verdonstungseffet d'Atmosphär net genuch mat Methan versuerge kann, soudatt et nach aner Quelle muss ginn. Ënner Bezuch vu fréieren Observatioune geet een elo vun ënnerirdesche Methanreservoiren aus. An der Tëschenzäit gouf och déi ganz Uewerfläch vum Mound duerch d'ISS-Instrument erfaasst, wouduerch d'Opfanne vu weidere Séien iwwer Bildverglach däitlech erliichtert gëtt.

De 24. Juni gouf bekannt gemaach, datt ee mat deem an Däitschland entwéckelten Cosmic Dust Analyzer d'Element Natrium am E-Rank vum Saturn fonnt huet. Well d'Rankmaterial (primär Waasseräis) vu Geysire vum Enceladus staamt, konnten ettlech Réckschlëss op him sengem Banneliewe gezu ginn. Aktuell geet een dovun aus, datt op d'mannst Kaverne mat flëssegem Waasser ënner senger Uewerfläch existéieren. Nëmmen esou kéint déi enorm Gréisst un detektéiertem Natrium erkläert ginn, well déi duerch direkt Sublimatioun net méiglech wier. Et muss also duerch luest Auswäsche mat flëssegem Waasser aus dem Fielsgesteng vum Mound geléist gi sinn. Des Weider goufen och Carbonate (ë. a. Soda) am Rankmaterial nogewisen, wat d'Hypothees vun engem globalen Ozean ënner der Enceladusuewerfläch stëtzt, well déi vun entspriechende Modeller virausgesot gouf. Duerch de liicht baseschen pH-Wäert vun der Léisung bestinn ausserdeem gënschteg Bedingunge fir d'Entstoe vu Virleeferstoffer am flëssege Waasser. Vun engem anere Fuerscherteam vun der Missioun gëtt allerdéngs ze bedenken, datt bei direkte Miessunge vum ausgestoussene Enceladusmaterial bis elo nach keng Salzer fonnt goufen. Dat deit dorop hin, datt d'Natrium net iwwer déi periodesch ausbriechend Geysire, mä duerch lues, kleng a stabil Austrëttsëffnungen entwäichen.

Den 22. Juli goufen d'Fuerschungsresultater publizéiert, déi d'Theorie vu flëssegem Waasser ënner der Uewerfläch vum Enceladus stëtzen. Konkreet gouf wärend dem Laanschtfluch den 8. Oktober 2008 mat dem INMS-Instrument eendeiteg Ammonium an den Äis-/Waasserjets vum Mound nogewisen. Ammonium gëtt ënner anerem als staarkt Gefréierschutzmëttel agesat, soudatt mat him versate Waasser bei Temperature bis erof op 176 Kelvin flësseg bleift. Well un den "tiger stripes" Temperature vun 180 K a méi gemooss goufen, ass also flëssegt Waasser ënner der Uewerfläch nees méi warscheinlech ginn.

Wéinst der weiderer Degradéierung vun den aacht primäre Lagekontrolldreifwierker goufe s'ofgeschalt an d'Sekundärdreifwierker aktivéiert. De Virgang hat Mëtt Mäerz eng ganz Woch ageholl, wouduerch wëssenschaftlech Observatioune reduzéiert goufen.

Vertikal Strukturen um Rand vum B-Saturnrank (Héicht bis zu 2,5 km)

Den 21. September gouf bekanntgemaach, datt d'Réng vum Saturn entgéint fréierer Meenung net flaach sinn, mä en däitlech dräidimensionaalt Profil hunn. Déi Erkenntnesser goufe wärend engem ëmfankräichem Observatiounsprogramm ëm den 11. August gemaach, wou d'Réng vun der Sonn wärend dem Equinoktium an engem Wénkel vun 0° (also exakt vun der Säit) beliicht goufe. Sou konnte scho virdrun identifizéiert Onreegelméissegkeeten och hisiichtlech hirer Héicht vermooss ginn.

Detailer zu der Modulatioun an Ëmdréiungsperioden iwwer d'Zäit

Nom JPL war déi interessantest Entdeckung vum Joer 2009 déi speziell Modulatioun där vum Saturn ofgestralte Radiosignaler am Kilometerberäich (bis 300 kHz). Wou een iwwer déi vergaange Joer d'Rotatiounsdauer vum Planéit aus der Radiostralung vun der Magnéitosphär extrapoléiert hat, huet ee festgestallt, datt d'Resultater wäit ofsäits vun deenen aus aneren Observatioune luchen: All zéng Minutte hätt sech eng Ofwäichung vun 30 Sekonnen erginn. Ausserdeem hat sech déi Ofwäichung stänneg geännert a war zudeem vum Breetegrad ofhängeg. Doraus gëtt resultéiert, datt d'Magnéitfeld vum Saturn, dat d'Kilometerstralung produzéiert, net mam Kär vum Planéit "verbonnen" ass a soumat vun der Rotatioun entkoppelt ass. Zousätzlech sinn déi observéiert Modulatiounsperioden am Norde méi kuerz wéi déi op der südlecher Hallefkugel. Als Ursaach gëtt ënner anerem déi duerch Sonnenastralung beaflosst Leetfäegkeet vun der südlecher Hemisphär ugeholl.

Am Verlaf vum Joer konnten och zwou ënnerschiddlech Wollekentyppen identifizéiert ginn, déi mat Wiederen um Saturn a Bezéiung bruecht ginn. Zum enge sinn dat relativ hell Ammoniak-Wolleken, zum aneren ongewéinlech däischter Wolleken, déi Liicht am visuellen an infraroude Spektrum staark absorbéieren. Et hat een d'Uwiesenheet vun Ammoniakäis schonn ugeholl, awer eréischt déi hell Wolleke vun de Wiedere konnten dat beleeën. Déi däischter Wolleken enthalen no Analyse méi e groussen Deel vu Kuelestoff, deen duerch d'Hëtzt vun de Blëtzer duerch Pyrolys aus Methan gebilt gëtt.

Missiounsverlaf 2010

D'Temperaturverdeelung um Mimas

Eng am Mäerz mam CIRS-Instrument hiergestallt, héichopgeléist Kaart vun der Temperaturverdeelung vum Mound Mimas hat zu enger iwwerraschender Entdeckung gefouert. D'Muster vun der Temperaturverdeelung um Mound gläicht staark dem Pac-Man, enger Figur aus dem gläichnimmege Videospill vun 1980. Eigentlech hat een erwaart, datt d'Temperatur a weechen Iwwergäng variéiert an um fréie Nomëtteg hire Maximum erreeche géif. Dogéint awer huet déi Pac-Man-aarteg Regioun hire Maximum schonn um fréie Mueren (92 Kelvin, géigeniwwer 77 Kelvin op de grousse Rescht vun der Uewerfläch) erreecht. Den Herschel-Krater ass mat 81 Kelvin och däitlech méi waarm an ass als Punkt am Pac-Man sengem Mond z'erkennen. Deen Temperaturënnerscheed léisst sech duerch déi bis zu 5 km héich Kraterränn erklären. D'Wäermt gëtt duerch d'Wänn méi laang sm Krater gehalen. Ganz ongekläert bleift awer d'Ursaach fir d'"Pac-Man-Temperaturverdeelung". Ettlech Planetologe huelen un, datt Materialënnerschidder op der Uewerfläch verantwortlech kéint sinn. An de kale Regioune géif alt, dicht Äis d'Wärmt séier an d'Moundbannenzegt offéieren, wärend eng jonk, pudderaarteg Schicht a munche Regiounen duerch Isolatioun d'Wäermtleetfäegkeet verklebgere kéint. Als Ursaach fir déi Ongläichverdeelung sinn ënner anerem Réckstänn vu Meteoritte an de gravitativen Afloss vum Saturn am Gespréich.

Den 11. Mäerz goufe méi detailléiert Resultater zum Banneliewe vum Titan publizéiert. Duerch vill Gravitatiounsmiessungen ass een zum Schluss komm, datt an Déiften déi méi grouss wéi 500 km sinn, e Gemësch aus Gestengs an Äis besteet. Dat bedeit, datt de Moundkär ni besonnesch waarm ginn ass, well dat iwwer d'Zäit zu der Formung vu kloer ofgegrenzte Beräicher gefouert hätt, d'selwecht wéi bei der Äerdkuuscht. D'Uewerfläch vum Titan ass soumat elo bis an Déifte vun zirka 500 km homogeen, well dee Beräich bal nëmmen aus rengem Äis besteet. Déi Entdeckunge bëllegen zwar net d'Hypothees vun engem Ozean ënner der Mounduewerfläch, allerdéngs bleift si weider plausibel.

Video iwwer Blëtzer um Saturn

De 14. Abrëll hat d'NASA den éischte Video vu Blëtzer op engem anere Planéit (Saturn) publizéiert. Déi Fotoe ware bis zu deem Zäitpunkt net méiglech, well de Planéit selwer op der Nuetsäit ze hell war duerch d'Réng déi vill Liicht reflektéiert hunn. Wàinst der aktueller Stellung vum Planéit zu der Sonn hat déi Reflexioun awer däitlech ofgeholl, soudatt Blëtzer elo och optesch ze gesi waren. Bei de Miessunge gouf festgestallt, datt d'Blëtzer op maqnnst esou staark sinn, wéi déi gréissten op eiser Äerd. D'Stierm, an deene si entstinn, sinn zwar relativ rar (op der ganzer Uewerfläch meeschtens nëmmen eer zur selwechter Zäit), kënnen allerdéngs e puer Méint undaueren.

Den 2. November hat sech de Cassini aus ongekläerte Grënn automatesch an de sougenannte „safe mode“ gesat (fir sechste Kéier zanter dem Start, fir déi zweet Kéier am Saturn-System), wouduerch all wëssenschaftlech Instrumenter ofgeschalt goufen an nëmmen d'Bunnreegelung an d'Kommunikatiounssystem aktiv blouwen. Doduerch koum et zu engem schwéiere Feeler an der Hard- oder Software vun der Sond. No e puer Woche gouf de Feeler am „command and data subsystem“ entdeckt. Ee Bit hat säi Wäert gewiesselt (Single Event Upset), soudatt e wichtege Kommando net an de Register vum dozougehéierende Prozesser geschriwwe konnt ginn. Dat hat d'Sécherheetssystem vum Cassini korrekt als kritesche Feeler erkannt an hat sech direkt an de „safe mode“ versat. No engem Neistarte vun de Systemer konnten de 24. November déi wëssenschaftlech Systemer nees komplett a Betrib geholl ginn. Den 30. November ass d'Sond wéi geplangt laanscht de Mound Enceladus geflunn.

Wärend der verlängerter Missioun „Solstice“ soll zanter dem 10. Oktober 2010 de Saturn am Ganzen 155-mol ëmkreest ginn a laanscht d'Mounde Titan an Enceladus 54-mol resp. 11-mol geflunn ginn.

Video zu méigleche Kryovulkaner

De 14. Dezember mellt d'NASA, datt op dem Titan ettlech potenziell Kryovulkaner fonnt goufen. Op enger neier 3D-Kaart vum Bierg "Sotra Facula" goufen däitlech Parallelen zu Vulkanen op der Äerd erkannt (wéi z. B. den Etna an Italien). Vill Formatioune konnte bis elo als Folleg vun Erosioun oder Tektonik interpretéiert ginn, d'Sotra Faculas zwéin iwwer 1 km héich Bierger loosse sech awer am beschte mat Kryovulkanismus erklären. Dat konnt mat direkten Observatiounen nach net geséchert ginn, dofir soll de Bierg méi genee observéiert ginn.

No enger Notiz vum 14. Dezember konnten elo déi vum Saturn emitéiert wiesselhaft Radiowellen am Kilometerberäich erkläert ginn, déi am Joer virdrun nach fir Duerchenee gesuergt haten. Et goufe riseg Wolleken aus erhëtztem Plasma, déi periodesch entstinn a sech ëm de Planéi beweegen. Dës Beweegung beaflosst schwéier d'Magnéitfeld vum Planéit, wouduerch sech och nees d'Radioemissioune veränneren. No den zoustännege Wëssenschaftler sinn d'Plasmaausbréch op e Kollaps vum sougenannten "magneto-tail" zeréckzeféieren. Heibäi handelt et sech ëm deen der Sonn ofgedréitenem Deel vum Saturn Magnéitosphär, wou si duerch de Sonnewand gestreckt gëtt.

Missiounsverlaf 2011

D'Entwécklung vum Stuerm tëscht Dezember 2010 an August 2011

Iwwer dat ganzt Joer ewech hat de Cassini reegelméisseg de Stuerm op der Nordhallefkugel observéiert. Déi éischt Unzeeche goufen Enn 2010 opgeholl. An der Tëschenzäit spaant sech de Stuerm däitlech iwwer de ganze Planéit. Hien huet eng Nord-Süd-Ausdeenung vu 15.000 km an eng Fläch vun ongeféier fënnef Milliarde km². D'Stuermobservatioun ass an der Tëschenzäit e reegelméissege Bestanddeel vum Oflafplang, woubäi och äerdgebonnen Teleskope wéi de VLT vum Paranal-Observatoire zum Asaz kommen.

Am Mäerz konnten um Mound Titan fir d'éischt Methan-Reenfäll um Flaachland nogewise ginn. Dat war duerch d'Observatioun vun enger grousser Wollekeformatioun méiglech, well no hirem Laanschtzéien de Buedem vill méi däischter gi war. Déi Ännerung, déi sech iwwer 500.000 km² zitt, léisst sech am beschte mat Methan-Nidderschlag iwwer déi Flächen erklären. Am Allgemengen ass d'Klima mat den tropesche Regioune vun der Äerd ze vergläichen, wou et jee no Joreszäit däitlech Ënnerscheeder an der Nidderschlagsgréisst gëtt.

Den 22. Juni huet de JPL bekannt gemaach, datt een däitlech Hiwäiser op en déiwe Salzséi oder -ozean op dem Mound Enceladus fonnt hätt. Bei engem niddregen Duerchfluch vun de Geysirfontäne vum Mound huet d'CDA-Instrument iwwerraschend héich Konzentratioune vun Natrium a Kalium fonnt. Well déi Elementer duerch de Prozess vun der Äisformatioun an uschléissendem Verdämpen aus dem Waasser eliminéiert gi wieren, muss dat a flësseger Form mat Fiels a Gestengs a Kontakt komm sinn. Dat implizéiert e méi grousse Waasserreservoir ënner der Uewerfläch vum Mound, Schätzunge schwätze vun Déifte bis 80 km. Laangfristeg Observatioune vum UVIS-Instrument stëtzen déi Hypothees. Mat der Méiglechkeet vun engem Salzwaasserozean klammen, nom Projetleeder vun der ESA, d'Chance fir Liewen och op veräiste Welten.

Enn Mäerz goufen an der Fachzäitschrëft Science zwou Aarbechten zu den Anomalien am C- an am D-Rank vum Saturn publizéiert. Déi resultéieren d'wellenaarteg Bockelen an de Réng op eng Kollisioun mat Koméiteniwwerreschten an der zweeter Hallschent vum Joer 1983 zeréck. Dat stëtzt sech ënner anerem op Änlechkeete mat de Réngstéierunge vum Jupiter guerch d'Kollisioun mam Shoemaker-Levy 9 am Summer 1994.

Am Abrëll publizéiert de JPL éischt Material zu enger kierzlech entdeckter elektromagnétescher Verbindung tëscht dem Saturn a sengem Mound Enceladus. Déi gouf no Ënnersich vun de Cassinis Daten aus dem Joer 2008 fonnt an erkläert déi rankfërmeg ultraviolett Aurora um Nordpol vum Saturn. Si entsteet duerch d'Optreffe vun Elektronen, déi aus dem Waasserplasma uewerhalb vum Enceladus staamen an duerch dat verbonne Magnéitfeld vun do bis zum Nordpol geleet ginn.

Missiounsverlaf 2012

Konzeptzeechnung zum méigleche bannenzegen Opbau vum Titan

Den 2. Mäerz mellt de JPL, datt de Cassini mat Hëllef vum INMS fir d'éischt Kéier ioniséierte molekulare Sauerstoff an d'Ëmgéigend vum Dione detektéiert huet. Soumat huet de Mound eng extreem dënn Atmosphär mat nëmmen engem Sauerstoffmolekül pro 11 cm³ Raumvolumen, wat dem ierdeschen Atmosphärendrock an enger Héicht vu 480 km Héicht entsprécht. Als Quell gëtt Waasseräis ugeholl, aus deem d'Molekülle entweeder duerch kosmesch Stralung oder Sonnephotonen erausgeléist ginn.

Den 31. Mäerz goufen zwou wëssenschaftlech Aarbechten zu enger neien Aart Plasma an der Géigend vum Enceladus publizéiert. Duerch d'Auswäertung vun Daten aus engem noe Laanschtfluch am Joer 2008 konnt e sougenannte "Stëbs-Plasma" nogewise ginn, dat virdrun nëmme theoreetesch virausgesot gi war. Et entsteet duerch Wiesselwirkungen tëscht den ausgestoussene Materialien aus den "Tigersträifen" um Südpol vum Mound mat den am Saturn-Magnéitfeld agefaangenen Ionen. D'Partikele vum Enceladus hunn eng riicht passend Gréisst, fir Elektrone mat dem schonn uwiesendem Plasma auszetauschen, wat d'Eegenschafte vum Gemësch däitlech verännert a beaflosst. Dat steet am Géigesaz zu der typescher "Stëbs-a-Plasma“-Kombinatioun, bei där sech béid Stoffer zwar raimlech no sinn, awer kaum matenee interagéieren, well d'Gréisst oder de cheemeschen Opbau net passt. De Stëbs-Plasma beim Enceladus ass nieft der ieweschter Äerdatmosphär déi eenzeg Gelegenheet, dat an natierlecher Ëmgéigend z'ënnersichen, an ass dofir fir d'Plasmafuerschung vu besonneschem Interessi.

De 27. Juli publizéiert de JPL eng Ënnersich, déi sech mam bannenzegen Opbau vum Mound Titan beschäftegt. Eng ganz genee Miessung vun senger Uewerflächendeformatioun léisst unhuelen, datt sech ënner der Uewerfläch e globalen Ozean aus Waasser läit. Wann de Mound ganz aus Fiels opgebaut wier, da géif sech d'Uewerfläch wärend engem Saturnëmlaf duerch deem seng enorm Gravitatiounskräften nëmmen ëm ongeféier 1 m hiewen a falen. Duerch d'Auswäertung vun Acceleratiouns- a Positiounsdate vum Cassini wärend noe Laanschtflich konnt een allerdéngs Hiwwele vu bis zu 10 m feststellen. Dat kann no Usiicht vun de bedeelegte Wëssenschaftler nëmme mat engem ënnerirdeschen Ozean erkläert ginn, deen héchstwarscheinlech aus Waasser besteet. Heiduerch hätt déi iewescht Kuuscht vum Mound den néidege Beweegungsspillraum, fir sech wéi observéiert, verforme ze kënnen.

Pac-Man-Muster op Mimas (lénks) an Tethys (riets)

Am Juni konnt de Cassini déi éischt Unzeeche fir de Joreszäitewiessel um Titan entdecken. Dat léisst sech unhand vu visuelle Wirbelen um Südpol erkennen. Am Géigesaz zu der Äerd trieden déi allerdéngs net nëmmen an Uewerflächegéigend op, mä reeche bis an d'Stratosphär vum Mound. Op deem Wee ginn och grouss Deeler Aerosole an d'iewescht Atmosphär transportéiert, wouduerch sech iwwer déi eng onofhängeg Donschtschicht geformt huet.

Den 28. Oktober publizéiert de JPL Date zu de Nowierkunge vum grousse Stuerm aus dem leschte Joer, deen an der Tëschenzäit zimmlech ofgeklongen ass. Sou konnt een enormen Temperaturopstig vun 83 Kelvin an der Stratosphär vum Saturn gemooss ginn, wat eng Differenz tëscht dem wanterlechen Alaska an der Mojave-Wüst am Summer entsprécht. Ausserdeem goufe e gréissere Quantum un Ethen entdeckt, woubäi d'Quell, wou se hir kënnt, nach onbekannt ass. D'Resultater sinn fir d'Planetologen iwwerraschend, well d'Stratosphär vum Planéit eigentlech als ganz stabil a roueg gëllt. D'Miessunge goufen haaptsächlech mam CIRS-Instrument gemaach, dat och Wellelängeberäicher ofdeckt, déi irdesch Teleskope wéinst der Absorptioun duerch d'Äerdatmosphär net auswäerte kënnen (atmosphäresch Fënster).

De 26. November huet de JPL bekannt gemaach, datt mat Hëllef vum CIRS-Instrument eng weider "Pac-Man"-Wäermesignatur fonnt gouf. Esou ee Muster, dat fir d'éischt beim Mimas nogewise gouf, ass och um Mound Tethys ze fannen. Dee Fond bestäerkt d'Hypothees, datt héichenergetesch Elektronen d'Eegenschafte vun der Uewerfläch staark veränneren. Si treffe virun allem déi der Fluchrichtung zougedréiten equatorial Regiounen, wou si déi allgemeng lacker Uewerfläch a fest Äis ëmformen. Doduerch hëtze sech d'Arealer wärend dem Sonneschäi manner staark op a killen nuets méi lues of wéi déi manner staark betraffen Deeler vun der Uewerfläch. Dat suergt op Tethys fir Temperaturdifferenzen vu bis zu 15 Kelvin tëscht den eenzele Regiounen.

Missiounsverlaf 2013

Dem Saturn säi Ranksystem an eis Äerd (ënne riets)

Den 19. Juli hat de Cassini eng Foto vun der Äerd mam Saturn a senge Réng gemaach. Wéinst der grousser Distanz (1,5 Mrd. km) ass d'Äerd nëmmen als klenge bloe Punkt ze gesinn an erënnert un d'Pale Blue Dot-Foto vum Voyager 1. D'Foto war nëmme wéinst der Stellung vum Saturn zur Sonn méiglech, well hir extreem Hellegkeet vum Planéit ofgeschiermt gouf.

Gréisser Fontänen-Aktivitéit op Enceladus bei maximaler Distanz (lénks) a klengster bei minimaler Distanz vum Saturn (riets)

Enn vum Mount goufe weider Erkenntnesser zu de Fontänen op Enceladus publizéiert. Si ginn duerch d'Gravitatiounseffeter vum Saturn gesteiert. Ass e Mound a senger Géigend, sinn d'Fontäne wéineg aktiv, wärend si bei groussenn Distanzen däitlech méi aktiv sinn. Et gëtt ugeholl, datt dat duerch d'Schléisse resp. Opmaache vun den „Tigersträifen“ duerch d'Gravitatiounskraafte vum Saturn geschitt. Doriwwer eraus liwwert d'Verhale vum Mound och weider Indizie fir een Ozean aus flëssegem Waasser ënner der Uewerfläch vum Mound.

Den 30. September goufe Resultater publizéiert, déi d'Existenz vu Propylen an der Atmosphär vum Titan noweisen. Heibäi handelt et sech ëm eng organesch Verbindung, déi och fir d'Produktioun vu Plastik benotzt gëtt. Et handelt sech ëm den éischte Nowäis vun deem Stoff baussenzeg vun der Äerd a fëllt eng eidel Plaz an der ugehollener Kuelestoffkette vum Mound. D'Entdeckung hat sech wéinst der schwaacher an onopfälleger Signatur vum Propylen iwwer méi laang Zäit ewech gezunn. Zum Schluss liwwerten awer detailléiert Analyse vun den CRIS-Daten den néidegen Nowäis.

Enn 2013 konnten d'Landmassen a virun allem d'Kuelewaasserstoffséie mat Hëllef vum Radar méi genee ënnersicht a kartéiert ginn. Heibäi konnt och vun enger neien Analystechnik profitéiert ginn, déi et méiglech mécht, Radarsignaler och vum Séibuedem z'empfänken. Heibäi gouf op d'mannst op enger Plaz Déifte vun iwwer 85 m gemooss. Allgemeng konnt och festgestallt ginn, datt sech praktesch all Séien op engem Gebitt vu 900 mol 1800 km Gréisst konzentréieren, wou déi geologesch Bedéngunge fir hir Formatioun besonnesch gënschteg sinn. Bannenzeg vun deem Areal falen dofir ongeféier 97 % vum ganzen Nidderschlag.

Missiounsverlaf 2014

Duerch Analyse vun deenen iwwer Jore gesammelte Cassini-Daten iwwer den Enceladus gouf den 3. Abrëll bekannt gemaach, datt een d'Existenz vun engem schonn ettlech Kéier virausgesoten ënnerirdeschen Ozean fir sécher erkläre kann. Wärend den 19 Laanschtflich gouf d'Gravitatiounsfeld vum Mound iwwer den observéierten Doppler-Effet am Radiosignal vun der Sond exakt vermooss. A Kombinatioun mat den observéierten Ofwäichunge vun de Fluchbunnen no dräi besonnesch noe Laanschtflich konnt sou ermëttelt ginn, datt eng Regioun vum Südpol méi dicht ass, wéi ee vun de Fotoe vun der Uewerfläch unzehuele war. Als warscheinlechst Ursaach gëtt en Ozean aus flëssegem Waasser ugeholl. Ob deen och déi intensiv ënnersichte Geysire speist, ass zum Zäitpunkt nach net kloer, gëtt awer als méiglech ugeholl.

Den 23. Juni goufen d'Resultater vun enger matfinanzéierter Studie vun der ESA publizéiert, déi weisen, datt d'Grondbausteng vum Titan aus der Zäit vu virun dem Sonnesystem staamen, also nach ier d'Sonn gebuer war. Domat konnt déi verbreeten Usiicht, datt d'Elementer wärend der Genesis vum Saturn entstane wieren, widerluecht ginn. Dat gouf iwwer d'Moossung vum Isotopenverhältnes vu Stéckstoff-14 an -15 ermëttelt, wouraus sech den Alter vun den Atomkäre ableede léisst.

Weider Datenënnersich zum Ozean op Enceladus goufen den 2. Juli publizéiert. Sou soll säi Salzgehalt méiglecherweis op dem Niveau vum Doudege Mier leien. Dat gëtt wéinst der ugehollener Dicht vum Ozean resultéiert. Déi ass sou héich, datt vun enger héijer Konzentratioun vu Salzer aus Schwiefel, Kalium an Natrium ausgaange gëtt. Doriwwer eraus deit déi haart Äisschicht vum Enceladus op eng lues Afréiere vum Ozean hin. Heiduerch kann och davun ausgaange ginn, datt all Ausgasunge vu Methan an de wéinegen Duerchbrëch lokal begrenzt geschéien. Dat kann awer mat de Cassini-Instrumenter kaum genee festgestallt ginn, heifir wier eng weider Missioun mat spezialiséierten Instrumenter noutwendeg.

Fotoe vun der Wollek aus Cyanwaasserstoff am ultraviolette (lénks) a visuellem Spektrum (riets)

Den 1. Oktober gouf d'Entdeckung vun enger grousser Wollek um Südpol vum Titan bekannt gemaach. Si besteet aus héichgëftegem Cyanwaasserstoff a méisst e puer honnert Kilometer am Duerchmiesser. No deene bis dohin gebrauchte Modeller sollt dat awer net méiglech sinn, well eng Temperatur vun ongeféier −50 °C fir déi betraffe Fläch virausgesot gouf, wat bedeitend ze waarm fir d'Bildung vun där Verbindung wier. Miessunge vun de CIRS-Instrumenter bestëmmen awer däitlech niddreg Temperature vun ënner −150 °C. Soumat killt dem Titan seng südlech Hemisphär wärend deem do antriedenden Hierscht bedeitend méi staark of wéi bis elo ugeholl.

Ënnersich vun der Ëmlafbunn vum Mound Mimas deiten no enger Notiz vum 16. Oktober dorop hin, datt och de Mimas en Ozean ënner senger Uewerfläch kéint hunn. Ob deen awer nach flësseg oder scho gefruer ass, léisst sech zum Zäitpunkt nach net soen. D'Dichtanomalie gouf entdeckt, wou een aus de Fotoe vum Mound mam Saturn seng genee Ëmlafbunn berechent huet. Déi entdeckte Bunnstéierunge waren heibäi duebelt sou grouss, wéi si fir en "dréchene" Mound virausgesot goufen, a loosse sou de Schluss vun enger däitlech anerer bannenzeger Struktur zou. Sollt et sech ëm e flëssege Waasserozean handelen, sou géif deen an enger Déift vun 30 km leien.

An enger Publikatioun vum 18. Dezember goufen d'Date vum Laanschtfluch beim Jupitermound Europa aus dem Joer 2000 nach eng Kéier analyséiert. Heibäi gouf virun allem op d'Date vum UVIS-Instrument zeréckgegraff, fir d'Atmosphär vum Mound méi genee z'ënnersichen. Heibäi gouf festgestallt, datt déi vill méi dënn ass, wéi ugeholl. Wéinst de Geysire op Europa goung een dovun aus, datt déi grouss Mass Waasser, Sauerstoff a Plasma an die Ëmgéigend vum Jupitersystem ofginn gouf. D'Miessunge hunn allerdéngs gewisen, datt dem Europa seng Atmosphär u sech schonn 100-mol méi dënn war wéi ugeholl a 60-mol manner Sauerstoff an de Weltraum ofgëtt wéi erwaart. Déi bei fréieren Ënnersich festgestallt Gasen a Plasmen an der Ëmgéigend vum Europa-Orbit stame wuel haaptsächlech vum vill méi aktive Mound Io of.

Missiounsverlaf 2015

Schematesch Duerstellung vun de méigleche Methanquellen op Enceladus

Den 11. März gouf bekannt gemaach, datt elo éischt Beweiser fir hydrothermal Aktivitéit op Enceladus virléichen. Zum enge gouf mat Hëllef vum Cosmic Dust Analyzers zanter dem Antreffe vum Cassini am ganze Saturnsystem mikroskopesch kleng Fiëlspartikele fonnt. No véier Joer intensiver Fuerschung an Experimenter ass een zum Schluss komm, datt déi aus dem Ozean vum Mound staamen. Et gëtt ugeholl, datt déi nëmme wéineg Nanometer grouss Partikelen entstinn, wa gliddeg Waasser aus hydrothermale Quelle vum Grond eropkënnt an déi dora geléist Mineraler a Kontakt mat méi kalem, uewerflächennoe Waasser kommen. Dee Prozess ass vun der Äerd bekannt an erfuedert Austrëttstemperature vun iwwer 90 °C. D'Natur vun de Methan-Emissioune vum Mound deit och op hydrothermal Quellen hin. Duerch den héijen Drock um Ozeanbuedem ass d'Bildung vun Clathrate méiglech. Déi Kristallstrukturen aus Waasseräis kéinten dat bei de Quellen austriedend Methan afänken a sécher zu de Geysiren transportéieren, woumat sech op d'mannst en Deel vum doran enthalenem Methan erkläre géif.

Den 13. Abrëll gouf en Artikel publizéiert, deen e méigleche Grond fir de grousse Stuerm um Saturn aus dem Joer 2011 liwwert. Hien ass en Deel vun engem 30-järegem Zyklus, deen duerch d'Verhale vu waasserräiche Wolleke verursaacht gëtt. Wann déi bannen am Planéit ofreenen an déi iewescht Atmosphär duerch Wäermtofstralung an de Weltraum ofkillt, kënne si bis zu der Wollekenuewerfläch eropklammen. Heibäi stéiere si déi gewéinlech Konvektioun a fabrizéiere sou déi observéiert Stierm. Et gëtt an der Tëschenzäit och ugeholl, datt de Saturn iwwer wiesentlech méi Waasser huet wéi de Jupiter, well beim Jupiter keen Zyklus observéiert konnt ginn.

Usiicht vun de groussen a ville klenge Séien um Nordpol vum Titan

Eng kooperativ Studie vun NASA an ESA hat am Juni zu neien Erkenntnesser zu de ville klenge Séien op Titan gefouert. Et ass zwar bekannt, datt déi mat Kuelewaasserstoffe gefëllt sinn, wéi d'Däller entstane sinn, war bis haut net kloer. An der Tëschenzäit gëtt ugeholl, datt heifir e Prozess verantwortlech ass, dee schonn op der Äerd a Karstregiounen zu der Formatioun vun Höhlen an Äerdfäll féiert. Um Titan geschittt d'Erosioun awer net duerch Reen aus Waasser, mä duerch Nidderschléi aus flëssege Kuelenwaasserstoffer. Duerch d'cheemesch Zesummesetzung an de niddrege Temperaturen (ongeféier −180 °C) dauert de Prozess bal 50-mol méi laang wéi op der Äerd. Aus deem Grond ass déi hrouss Zuel vun den Däller a Séien och an de Polregiounen ze fannen, well hei méi Nidderschlag ass wéi an der drécherner Equatorregioun.

Wärend dem Laanschtfluch vun der Sond New Horizons beim Pluto unterstützte hat de Cassini d'Missioun duerch eng parallel Observatioun vum Planéit aus dem Saturn-System eraus. Duerch déi grouss Distanz erschéngt deen zwar nëmmen als klenge Punkt, awer kënne mat Hëllef vum Cassini an anere Sonden (z. B. Hubble oder Spitzer) sou Miessungen aus anere Bléckwénkele an iwwer méi laang Zäit Zeit erfollegen, wouduerch d'Date vun New Horizons besser an ee Kontext agebett kënne ginn.

Am September gouf eng Studië publizéiert, déi drop hiweist, datt ee vun de Saturn-Réng aus Waasseräis besteet. Wärend der Daganuetgläiche am August 2009 goufen déi exakt vuon der Säit beliicht, wéisou si kuerzzäiteg auskillten, bis uschléissend nees Sonneliicht op d'Réng gefall ass. Temperaturmiessungen duerch de Cassini hunn erginn, datt déi baussenzeg Regioun vum A-Rank vill méi waarm war, wéi vun de Modeller virausgesot. No ettleche neie Modellrechnunge koum een zum Schluss, datt dee Beräich vum Rank aus Äisstécker mat engem Duerchmiesser vun zirka 1 m besteet. Hir Originne si bis elo net bekannt, et gëtt ugeholl, datt et Iwwerreschter vun engem fréiere Mound sinn, deen a jéngster Zäit duerch eng massiv Kollisioun zerstéiert gouf.

Weider Ënnersich vum Mound Enceladus hunn d'Existenz vun engem globalen ënnerierdeschen Ozean befestegt. Heibäi hat een déi iwwer Joer gesammelt héichopgeléistende Fotoe nees nei analyséiert, fir Verzéiunge vun der Uewerfläch méi prezis vermiesse ze kënnen. Heibäi gouf eng schwaach Taumelbeweegung fonnt, déi och als Libratioun bekannt ass. Modellrechnungen hunn erginn, datt déi observéiert Ausmoossen ze grouss wieren, wann d'Uewerfläch fest mam Kär vum Planéit verbonne wier. Ënner dem Unhuele vun engem globalen a flëssegen Ozean awer wieren déi Wäerter z'erklären.

Missiounsverlaf 2016

Am Mee gouf bekannt gemaach, datt neisten Ënnersich vun de Fontänen op Enceladus fréier Fotoen iwwer hiert Verhale widerluecht hunn. Sou goung een ufanks d0vun aus, datt de Mound bei grousser Distanz vum Saturn wéinst de Gezäitekräfte vill méi Waasser an de Weltraum entloosse géif. D'Mass hat sech awer nëmmen ëm 20 % erhéicht. Dat huet een aktuell op eng komplex bannenzeg Struktur vum Mound zeréck, déi ënner dem Afloss vun der Gravitatioun Kanäl net nëmmen opmaachen, mä och schléisse kann.

Méi genee Ënnersich vun den Titan-Séien hunn am Abrëll zu der Erkenntnes gefouert, datt déi grouss Séien op Titan mat rengem Methan gefëllt sinn. Virun der Cassini-Missioun goufe laangjäreg Observatioune mam Radar an den Infraroutinstrumenter. Et konnt och fir d'éischt Kéier op engem extraterrestreschen Objet de Mieresbuedem ënnersicht ginn. Si ass bis zu 160 Meter déif an ass vun enger décker Schicht aus organesche Verbindunge bedeckt. Doriwwer eraus sinn d'Küsten zimmlech porös a mat Kuelewaasserstoffer duerchdréngt.

Den Nordpol-Vortex a 4 verschidde Spektren

De 24. Mäerz 2016 identifizéiert d'Sond den héchste Punkt um Mound Titan mat enger Héicht vun 3.337 Meter. Den 30. Mäerz 2016 reduzéierte d'Sond Cassini-Huygens d'Inklinatioun vum Orbit, fir nees méi laanscht Mounden ze fléien. Von der Polregioun vum Saturn aus goufen den 30. November 22 héichopgléiste Biller vun de Réng gemaach.

De 9. August wurde gouf bekannr gemaach, datt Ënnersich vu Radarmiessunge aus dem Joer 2013 d'Presenz vu ganz géie Canyons op der Uewerfläch vum Titan geséchert sinn. Si hunn eng Schréi vu bis zu 40° a si bis zu engem hallwe Kilometer déif. Entstane sinn d'Canyons no aller Warscheinlechkeetop Grond vun intensiver Erosioun duerch Flëssegkeeten. Dat deit op e groussen atmosphäreschen Ëmsaz vu Methan hin, dee sech och op dem Grond sammelt.

De 9. Dezember goufen déi éischt Fotoe vum leschte Saturn-Nordpol-Iwwerfluch publizéiert, deen eréischt duerch d'Bunnupassunge fir den allerleschte Missiounsofschnëtt vum Cassini méiglech gouf. Ze gesinn ass e profiléierten a schaarf begrenzte sechseckege Vortex, deen ëm de Nordpol rotéiert.

Missionsverlaf 2017

Den 13. Abrëll 2017 hunn d'Wëssenschaftler d'Entdeckung vu Waasserstoff um Mound Enceladus gemellt. Et ginn hydrothermal Quellen um Himmelskierper ugeholl. De 26. Abrëll 2017 huet dem Cassini-Huygens' säi leschte Missounsdeel ugefaangen. Wärend den Ëmkresunge vum Saturn sollte lafend nei Gebidder um Planéit erfuerscht ginn, ier d'Sond kontrolléiert an der Saturnatmosphär verglouse soll. De 26. Abrëll 2017 gouf fir d'éischt mat der Sond Cassini-Huygens d'Splék tëscht dem Planéit Saturn a senge bannenzege Réng duerchflunn. Dobäi goufe vill héichopgeléist Biller vum bannenzege Ranksystem gemaach. De 24. Mee 2017 observéiert d'Sond de Wiessel vun de Joreszäiten an der nërdlecher an an der südlecher Hemisphär vum Saturn.

The Grand Finale 2017

Iwwerbléck iwwer déi ganz Missioun beim Saturn

D'Orbiter vun den eenzele Missiounsofschnëtter

D'Missioun Cassini-Huygens ass de 15. September 2017 op en Enn gaangen. Eng weider Verlängerung war wéinst Dreifstoffmangel net méi méiglech. Zum Enn vun der Missioun ass d'Sond Cassini kontrolléiert an der Saturnatmosphär vergloust. Heiduerch sollt verhënnert ginn, datt Mikroorganismen, déi méiglecherweis un der Sond peschen, d'Mounden Titan oder Enceladus kontaminéieren. Déi lescht Phas gouf duerch eng Reih vu Kursännerungen Enn 2016 virbereet, déi d'Sond op e Kurs iwwer d'Polregioune bruecht huet, dee gläichzäiteg no laanscht den F-Rank gefouert huet. Aus dëser Perspektiv konnten déi sechseckeg Stréimung vun der Polarregioun an d'Réng observéiert ginn.

D'"Grand Finale" gouf den 21. Abrëll duerch en enke Laanschtfluch beim Titan ageleet. Vum 26. Abrëll un, gouf et 22 !emkreesungen duerch d'Spléck tëscht de Réng an der Atmosphär. Déi lescht Duerchleef hunn duerch déi iewescht Atmosphärschichte gefouert, wou Miessunge vu Rankpartikelen a fir d'éischt Kéier direkt Miessunge vun der Saturnatmosphär duerchgefouert goufen. De Cassini sollt méiglechst vill Daten iwwer d'Réng an d'Atmosphär sammelen. Déi lescht Ëmkreesunge waren riskant, well d'Sond hätt duerch Rankmaterial oder duerch Kontakter mat der Atmosphär Schied kënne kréien oder an Trudele komme kënnen, dofir gouf déi Missioun un d'Enn geluecht. De Kurs ass dem fräie Fall gefollegt, an hat nëmmen nach minimal Stabiliséierung a war sou gewielt, datt en Ausfall vu Systemer oder Dreifstoffmangel a kengem Fall méi zu engem Kontakt mat engem Mound féiere konnt.

De Cassini hat seng Ëmleef och benotzt fir Ënnersich mam RSS, fir méi iwwer d'Gravitatiounsfeld, d'Atmosphär an d'Réng vum Saturn z'erfuerschen. Aus der Fluchbunn an de Miessunge vum Deep-Space-Netzwierk léisst sech d'Mass vun de Réng berechnen. Beim leschten Ëmlaf krut de Cassini eng lescht minimal Kursännerung duerch den Titan, soudatt si uschléissend an d'Atmosphär vum Saturn erakoum. Wärend der leschter Phas vum 15. September 2017 huet d'Sond keng Daten méi gespäichert an och keng Biller méi opgeholl, mä hat seng Antenn op d'Äerd geriicht an hat bis zum Missiounsenn gewonnenen Daten op d'Äerd gesend, ier si an der Atmosphäre vergoust ass. Iwwer d'Antenne vum europäeschen ESTRACK-Netzwierk an dem NASA-eegenen DSN goufen dobäi kollektiv d'Funksignaler vum Cassini empfaangen, fir dee beschte wëssenschaftleche Notzen z'erzilen.

Kuckt och

Portal Astronomie

Um Spaweck

Commons: Cassini-Huygens – Biller, Videoen oder Audiodateien

• Websäit vun der NASA zu Cassini
• Websäite vun der ESA zu der Missioun, besonnesch iwwer den Huygens
• Ettlech Artikelen zu der Missioun vum Bernd Leitenberger
• Al Homepage vun der JPL zu Cassini-Huygens
• Mehr als 100 deutschsprachige Sonderseiten zu Cassini-Huygens bei Raumfahrer.net
• Raumzäit-Podcast zu Cassini-Huygens