Bildnachweis: ESA
Ein bedeutendes Ereignis der Cassini-Mission wird sein, wenn die Huygens-Sonde Anfang 2005 auf Saturns größtem Mond Titan stationiert wird Replik hier auf der Erde. Das Mock-up wurde aus 33 km Höhe mit einem Ballon abgeworfen und nutzte einen Fallschirm, um seine Rückkehr zur Erde zu verlangsamen. ESA-Controller nutzen die Sinkzeit, um die Instrumente zu kalibrieren, die mit der echten Huygens-Sonde kommunizieren, wenn sie Titan besucht.
Sie müssen an fast alle Eventualitäten gedacht haben, wenn Sie auf einem fernen Mond in einer abgelegenen Ecke des Sonnensystems landen. Sie müssen Ihr Raumschiff bis an seine Grenzen getestet haben, um sicher zu sein, dass es den extremen Bedingungen standhält, die auf Titan, einem Saturnmond, zu erwarten sind.
Darüber hinaus müssen Sie im Voraus so viele Informationen wie möglich darüber sammeln, wie Ihre Instrumente unter diesen Bedingungen funktionieren. Nur wenn die wissenschaftlichen Instrumente richtig funktionieren, können Sie sagen, dass Ihre Mission erfolgreich war.
Abstieg durch giftiges Gas
Anfang 2005 wird die Huygens-Sonde der ESA durch die Umhüllung schädlicher Gase absteigen, die Titan, den größten und mysteriösesten Mond des Saturn, umgeben. Ein von Italien angeführtes Team europäischer Wissenschaftler und Ingenieure hat die Herausforderungen des Testens der Zuverlässigkeit, des Verhaltens und der Reaktion einiger Instrumente der Sonde im tatsächlichen Betrieb einfallsreich angegangen ? keine Simulationen.
Mit einer Kombination aus Ballon und Fallschirm konnte das Team auf kreative Weise eine Nachbildung der Raumsonde Huygens in Originalgröße testen ? sie haben es aus 33 Kilometern Höhe über der Erde fallen lassen! Die Luft, die wir auf der Erde atmen, unterscheidet sich stark vom giftigen Smog des Titans, aber Jean-Pierre Lebreton, ESA-Wissenschaftler des Huygens-Projekts, sagt, dass die Art und Weise, wie sich die Eigenschaften unserer Atmosphäre ändern, dem Verhalten der Atmosphäre von Titan ähnelt.
Am 6. Juni 2003 versammelten sich die Wissenschaftler in der Ballonstartanlage Trapani der italienischen Weltraumorganisation auf Sizilien. Für den Start der 500 Kilogramm schweren Gondel mit der nachgebauten Raumsonde Huygens nutzten sie einen Heliumballon, der sich in maximaler Höhe auf einen Durchmesser von 100 Metern (entsprechend einem Gesamtvolumen von 400 000 Kubikmetern) vollständig aufblähte. Als der Ballon eine Höhe von 33 Kilometern erreichte, öffnete sich ein Auslösemechanismus und ließ die Sonde fallen.
Der Fallschirm an Bord soll den Fall der Sonde von 40 Metern pro Sekunde auf nur 4 Meter pro Sekunde verlangsamen. Mit dieser Geschwindigkeit schwebte die Sonde sanft zurück zur Erde und brauchte etwa 30 Minuten, um ihre Reise unter dem zehn Meter breiten Fallschirm zu beenden. Dieser Fallschirm wurde entwickelt, um eine Fallgeschwindigkeit zu erreichen, die der bei Titan erwarteten sehr nahe kommt.
„Höhenmesser 1, empfängst du mich?“
Der Flug ermöglichte es Wissenschaftlern, Daten unter Bedingungen zu sammeln, die in Europa für den zukünftigen Flug in Millionen Kilometer Entfernung von der Erde möglichst repräsentativ sind. Auf diese Weise können sie die Instrumenteneigenschaften wirklich sehr gut verstehen. Wissenschaftler nennen diesen Prozess Kalibrierung.
Diese Trainingsübungen sind nicht nur wichtig, um das Verhalten der Instrumente und der Daten zu verstehen, sie tragen auch dazu bei, den Teamgeist zu stärken, wenn der wahre Nervenkitzel bei Titan beginnt!
Dieser Fall war der vierte Testflug der Huygens-Instrumente auf der Erde (der erste derartige Test fand 1995 in Spanien statt, die folgenden beiden wurden in Sizilien durchgeführt). Dieser Flug war der erste mit einem voll ausgestatteten Huygens-Mock-up, einschließlich des vollständigen Huygens Atmospheric Structure Instrument (H-ASI), das von Italien bereitgestellt wurde. Auf Titan angekommen, wird der Zweck von H-ASI darin bestehen, Temperatur, Druck, elektrische Eigenschaften und Winde in dieser exotischen Atmosphäre zu untersuchen.
Während dieser Ballonfahrt wurde auch ein Mock-up eines der beiden Huygens-Höhenmesser getestet, der auf der Nachbildungssonde montiert war. Die Höhenmesser messen die Höhe der Sonde vom Boden. „Wir haben die Daten analysiert. Nach allem, was wir bisher gesehen haben, hat der Höhenmesser gut funktioniert“, sagt Lebreton. „Der Test macht mich sehr zuversichtlich, dass die beiden Höhenmesser auf Huygens bei Titan gut funktionieren werden.“
„Ein weiterer spannender und beruhigender Aspekt dieses Testflugs war zu sehen, wie gut sich die Sonde dank ihrer speziellen Fallschirmkonstruktion beim Sinkflug selbst stabilisierte, wenn atmosphärische Turbulenzen den Fall störten. Wir können dann zuversichtlich erwarten, dass wir Anfang 2005 einen fehlerfreien Abfall durch die Atmosphäre von Titan haben werden“, sagt Enrico Flamini, ASI-Projektmanager für Huygens, der für diese Testkampagne verantwortlich ist.
Die Wissenschaftler erwägen nun einen letzten Tropfen im Laufe des Jahres 2004 über der Antarktis. Dieser Ort auf der Erde ähnelt den atmosphärischen Bedingungen von Titan in Bezug auf Druck, elektrische Eigenschaften und Temperaturen am besten. Die Temperaturen von Titan können auf etwa ?180?C sinken!
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
