Astronomietagebuch – Teil 4: Mach’s gut, Cassini. Mach’s gut, Privatleben.

Der durchschnittliche Mensch kann ja leider weder fliegen, noch ohne weiteres im Weltraum überleben. Das macht die Untersuchung von fernen Himmelskörpern im Allgemeinen eher zu einem komplexen Unterfangen. Entweder muss man sie durch Teleskope betrachten, oder man schickt eine Sonde hin.
Um mehr über den Saturn und seine Monde zu erfahren (also, über einige, der Saturn hat eigentlich 62 Monde, für so viele hat die NASA allerdings nicht genug Raumsonden), hat man am 15. Oktober 1997 die Raumsonde Cassini-Huygens gestartet, die ihr Ziel im Jahr 2004 erreichte. Huygens wurde daraufhin abgekoppelt und landete auf dem Saturnmond Titan, wo er für rund eine Stunde Daten über selbigen funkte. Cassini hatte inzwischen anderes zu tun und ihre Missionen sind so zahlreich, dass ich sie hier gar nicht alle auflisten kann, aber von den ersten Bildern diverser Monde, über die Entdeckung des Mondes Daphnis und der Entdeckung eines weiteren Saturnrings, bis hin zu neuen, detailreichen Bildern des Saturns war wirklich alles dabei.

Auch war Cassini in der Lage, die Jets zu dokumentieren, die auf dem Saturnmond Enceladus durch die Eisdecke an dessen Südpol brechen. Cassinis Instrumente fanden dort Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid und organische Verbindungen, was zusammen mit der Theorie der hydrothermalquellen unterhalb der Eisdecke Enceladus zu einem vielversprechenden Kandidaten für Leben außerhalb der Erde macht.

NASA/JPL-Caltech/SSI/PSI https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19061
NASA/JPL-Caltech/SSI/PSI
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19061

Aber Cassini hat nicht nur beeindruckende Bilder der Monde geliefert, sie hat auch einige rätselhafte Fotos vom Saturn gemacht. Auf seinem Nordpol findet man folgende, merkwürdige, hexagonale Struktur

 BILD 2 NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute https://www.nasa.gov/jpl/cassini/pia18274

BILD 2
NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
https://www.nasa.gov/jpl/cassini/pia18274

Die genaue Herkunft des Hexagons ist noch nicht zweifelsfrei geklärt, aber vermutlich entsteht es durch unterschiedliche Windgeschwindigkeiten zwischen dem Zentrum und den äußeren Rändern der Struktur. Der Durchmesser des Hexagons beträgt übrigens rund 13.800 km und ist damit größer als die Erde (mit einem Durchmesser von rund 12.700 km).

Die neuesten Bilder von Cassini zeigen erneut den Nordpol des Saturns als Nahaufnahme. Die Ringe sind auf dem folgenden Video nicht zu sehen, dafür ist der Ausschnitt zu klein. Um die Entfernung zu den Ringen darzustellen, hab‘ ich das ganze mal schnell im Kopf überschlagen und bin drauf gekommen, dass auf dem Video die Ringe des Saturns zu seinem Nordpol den selben Abstand haben, wie Frankfurt am Main zur Mitte Luxemburgs.

Die Erfolge von Cassini sind zahllos und das ist gleich doppelt beeindruckend, weil Cassini beinahe nicht gestartet wäre. Da man zur Energieversorgung der Sonde Radionuklidbatterien verwendete, die Plutonium-238 enthielten, formierte sich ein großer Widerstand gegen den Start der Sonde, denn man fürchtete, dass eine Fehlfunktion beim Start der Sonde in ihrer Explosion gipfeln könnte, was die Freisetzung des Plutoniums zur Folge hätte und Millionen von Menschen gefährden würde. Da sich die NASA dieser Gefahr bewusst war, wurde ein mehrstufiges Sicherheitssystem eingerichtet, um das Risiko zu minimieren. Letztendlich bedurfte es aber der Unterschrift von Bill Clinton, um die Sonde zu starten, da der Abschuss von radioaktivem Material ins Weltall der Genehmigung von höchster Stelle bedarf.
Die Mission von Cassini war lang und erfolgreich. Sie hat einen unvorstellbar wertvollen Beitrag zum Verständnis des Saturns und seiner Monde geleistet, aber auch die erfolgreichste Mission findet irgendwann ein Ende. Am 15. September 2017 soll die Sonde in den Saturn gelenkt werden. Das passiert, weil die Batterien, die Cassinis Energie liefern sollen, langsam aber sicher zu ineffizient werden um die Sonde steuern zu können. Da die Sonde mit Bakterien von der Erde verseucht ist (bzw. sein könnte), möchte man nicht riskieren, dass sie daraufhin unkontrolliert auf einem der Monde aufschlägt und den Planeten mit Leben von der Erde verseucht. Also wählt man den Ausweg, die Sonde in die Tiefen des Saturns zu schicken, wo sie keinen Einfluss auf potenzielles Leben haben wird.

Und während sich Cassini langsam aber sicher von der Erde verabschiedet, um nach einer langen Reise ein würdiges Ende in der Atmosphäre des Saturns zu finden, haben mein Kommilitone und ich Abschied von unserem Privatleben genommen.
Ich hab’s bereits im ersten Text erwähnt, da sich dieser Kurs in erster Linie an eine breite Bevölkerung richtet, ist am Ende des Semesters natürlich keine Prüfung vorgesehen. Da wir aber so ziemlich alles tun, wenn am Ende Creditpoints winken, trafen wir uns mit unserem Professor und handelten ein Projekt aus. Am Anfang witzelten wir noch:

„Was kann er uns schon groß aufhalsen? Die Vorlesung geht 90 Minuten und ist für Laien gedacht.“
„Haha, ja, was könnte da kommen? Vielleicht ‚ne Ausarbeitung oder ein Vortrag oder so“
„Ja, vermutlich irgendwie sowas.“
„Ja, garantiert.“
„Das machen wir locker!“
„Auf jeden Fall!“
Tja, was soll ich sagen? Die Diskrepanz zwischen unseren Vorstellungen und der Wirklichkeit lässt sich ungefähr so ausdrücken:

Wir dürfen den Abstand der Erde zur Sonne berechnen. Und das wird unser Projekt im Detail:

Im Mai 2016 kam es zu einem Merkurtransit, bei dem er vor der Sonne vorbeizog. Aufgenommen wurde dieses Ereignis von zahllosen Teleskopen auf allen Flecken der Welt. Wir bekommen die Daten von 4 Teleskopen, was in erster Linie bedeutet: Dutzende Gigabyte an Bildern und Videos. Teil 1 der Aufgabe besteht darin, die Bilder erstmal zu ordnen um anschließend ein Programm zu entwickeln, das es ermöglicht, ein Koordinatensystem auf die Sonne zu legen, mit dem die Bewegung des Merkur nachvollzogen wird. Da die Aufnahmen alle auf der Erde gemacht wurden, müssen wir aber vorher alle möglichen Fehler ausmerzen. Vom wackeln der Teleskope, über unscharfe Bilder, bis hin zum Einfluss der Erdatmosphäre, muss alles rausgerechnet werden. Haben wir dann mindestens zwei der Teleskopdaten ausgewertet – also eine anständige Bewegung des Merkurs – geht der Spaß so richtig los. Im zweiten Teil stellen wir die Bewegung des Merkurs mittels einiger Geraden dar, die wir anschließend benutzen sollen, um die genaue Entfernung zwischen Erde und Sonne zu berechnen. Um die zu bestimmen muss man die Parallaxe berechnen und wenn ich dem englischen Wikipediaartikel glauben darf, dann wird das ein richtiger Spaß. Unser Prof ließ natürlich auch keinen Zweifel daran aufkommen, dass die Aufgabe ziemlich kompliziert sei, weswegen er uns auch kein Zeitlimit für dessen Durchführung aufhalste. Er betonte wirklich immer wieder wie schwierig diese Aufgabe sei und wollte, dass wir uns gut überlegen, ob wir das Projekt wirklich machen wollen. Vielleicht liegt’s an mir, aber ich höre bei sowas immer Zweifel an unseren Fähigkeiten raus, was meinen Ehrgeiz weckt und in diesem speziellen Fall dazu führte, dass ich das Projekt in unser beider Namen sofort angenommen habe und wir somit das 4. Große Projekt des Semesters bearbeiten dürfen.

Gemeinfrei
Gemeinfrei

Unser Prof hat eine ähnliche Auswertung bereits vorgenommen und die Länge einer astronomischen Einheit mit einer Genauigkeit von 99% bestimmt. Jetzt da mein Ehrgeiz geweckt ist, lass ich mich mal zu folgender Aussage hinreißen: Wir schaffen das mit einer Präzision von 99,9%.
Über den Verlauf des Projekts werde ich euch natürlich auf dem Laufenden halten. Und nur mal so aus Neugier: Wie genau müsste man die astronomische Einheit denn bestimmen, um in einer Fachzeitschrift publiziert zu werden?

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