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04-02-2006 Weltraum
Neues über das Saturn-System
( von Juri Saizew, Experte des Institutes für Weltraumforschungen der Russischen Akademie der Wissenschaften ) Die automatische interplanetare Station Cassini sendet wertvolle Informationen über den Saturn und seine Monde zur Erde.
Die automatische interplanetare Station Cassini fliegt seit nunmehr eineinhalb Jahren durch das Saturn-System, sendet überaus wertvolle Informationen zur Erde und macht immer neue wissenschaftliche Entdeckungen.


Der Umfang der bisher gesammelten Informationen ist so groß, dass darüber nicht nur ein Buch geschrieben werden könnte. Deshalb wollen wir uns auf besonders wichtige Resultate der in dem ausklingenden Jahr 2005 durchgeführten Forschungen beschränken.

Ganz am Anfang des Jahres 2005 kam es zu einem wahrhaft beispiellosen Ereignis: am 14. Januar ist die europäische Sonde Huygens auf der Oberfläche von Titan, des größten Mondes des Planeten Saturn, erfolgreich gelandet. Die von der Sonde übermittelten Angaben wurden an Bord der Station Cassini aufgezeichnet und dann zur Erde weitergesendet, wo sie von 17 Radioteleskopen der USA, Japans, Chinas und Australiens empfangen wurden. Cassini hat die Signale der Sonde bei deren Abstieg im Laufe von 147 Minuten und 13 Sekunden und von der Titan-Oberfläche weitere 72 Minuten und 13 Sekunden bis zu dem Zeitpunkt angenommen, da die Station den Funkbereich der Sendeantennen der Huygens verließ. Das australische Radioteleskop beobachtete jedoch die Signale der Sonde noch fast zwei Stunden, nachdem sie von Cassini nicht mehr wahrgenommen worden waren...

Bedauerlicherweise konnte fast die Hälfte der wissenschaftlichen Angaben (darunter auch alle Informationen über die Winde in der Titan-Atmosphäre) und mehr als die Hälfte der nahezu 750 Fotoaufnahmen nicht die Erde erreichen. Die Ursache war ein banaler Fehler: Programmierer hatten vergessen, ein Schaltkommando in das Arbeitsprogramm eines der beiden Kanäle der Empfangsanlage an Bord der Cassini einzuführen.

Während der Übertragung der Informationen von der Sonde hat sich dieser zehn bis 15 Zentimeter tief in den Grund versenkt: Der noch nicht abgekühlte Raumapparat war teilweise in den Grund - ein Gemisch von Wasser- und Kohlenwasserstoffeis - eingeschmolzen. Aus dem Grund wurde dabei Methangas freigesetzt - dessen Auswürfe wurden von den Geräten der Sonde registriert. Offensichtlich war der Grund am Landeort mit flüssigem Methangas durchtränkt, das auf dem Titan periodisch in Form von Regen niedergeht. Eine chemische Analyse der Atmosphäre hat ergeben, dass sich deren Gehalt an Methangas, Kohlenstoff und anderen Substanzen je nach Saison ändert. Dabei konnten keine Flüssigmethan-Seen gefunden werden.

Im Jahr 2006 sind weitere 13 Annäherungen der Sonde Cassini an Titan, sechs davon über eine Entfernung von weniger als 950 Kilometern, geplant. Die Wissenschaftler können also mit neuen Entdeckungen rechnen.

Gegenwärtig sind 47 Saturnmonde bekannt. 34 von ihnen, darunter die 16 von Cassini entdeckten, erhielten Namen. Im Februar 2005 ist die interplanetare Station in einer Entfernung von 6189 Kilometer von Atlas geflogen und hat Fotoaufnahmen von diesem sowie auch von anderen Saturnmonden - Promethäus und Pandora - gemacht. Diese ihrer Struktur nach porösen Satelliten sind Schotter- und Eishaufen ähnlich. Im März wurden Fotos von Epimetheus gewonnen, auf dem zwei größere Krater entdeckt wurden. Epimetheus und Janus, die sich um den Saturn synchron drehen, bestehen größtenteils aus lockerem Wassereis; sie mögen sich infolge der Zerstörung eines Himmelskörpers gebildet haben.

Beim Fotografieren von Mimas wurde ein Einschlagskrater mit einem Durchmesser von rund 130 Kilometern entdeckt. Die Fotos des kleinen Encelad aus einer Entfernung von 500 Kilometer haben gezeigt, dass es auf seiner Oberfläche nur wenige Einschlagskrater gibt. Dort ist es sehr kalt (minus 200 Grad Celsius) und hell, denn der Satellit reflektiert mehr als 90 Prozent des Sonnenlichtes. Entdeckt wurden auch aktive Geiser und eine Wasserdunst-Atmosphäre. Auf der Dione sind große helle Risse und Furchen sichtbar, die Oberfläche des Planeten ist recht dunkel. Die Oberfläche von Tefia ist etwas heller, darauf gibt es im Vergleich zur Dione viel mehr Krater. Auf Tefia sind auch fünf Kilometer tiefe Brüche zu sehen, von denen der größte 2000 Kilometer lang ist. Auf der Oberfläche von Reya liegt ein Krater mit heller Substanz, die sich vor relativ kurzer Zeit durch einen Einschlag gebildet hat. Schon Ende 2005 wurden von Cassini aus Gyperion und Telesto fotografiert.

Auch die Saturnringe wurden intensiv erforscht. Wie es sich herausstellte, unterscheiden sie sich durch ihre Struktur - die Substanzdichte, die Teilchengröße (von weniger als fünf Zentimeter bis zu mehreren Metern) und andere physischen Eigenschaften wesentlich voneinander.

Bei der Auswertung der von Cassini gesendeten Informationen waren die Wissenschaftler von der unglaublichen Kompliziertheit der Magnetosphäre des Saturns und des darin enthaltenen Plasma - eines magnetisierten Stromes geladener Teilchen - überrascht. Es wurde festgestellt, dass an der Bildung von Plasma-Wirbelströmen beim Saturn dessen Ringe, "Eismonde" und die Titan-Atmosphäre beteiligt sind. Dadurch unterscheidet sich die Magnetosphäre des Saturns wesentlich von der der Erde und ist ihren dynamischen Eigenschaften nach der Magnetosphäre des Jupiters ähnlich. Ferner wurde festgestellt, dass die chemische Zusammensetzung des beim Saturn festgehaltenen Plasmas stellenweise der Zusammensetzung von Plasma ähnlich ist, das die Kometen umgibt.

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Beim Saturn wurden vier Plasmazonen ermittelt, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung und der "Fließbarkeit" ihrer Substanz voneinander unterscheiden. Die Erde hat zwei solche Plasmazonen: In einer davon herrscht Plasma aus der Ionosphäre und in der anderen Sonnenwindplasma vor. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das in der Nähe der Erde befindliche Plasma sich gleichzeitig mit dem Planeten in einem Abstand von bis zu 25 000 Kilometern dreht. Das Plasma des Saturns ist über 1,5 Millionen Kilometer von ihm entfernt! Innerhalb dieser Grenzen befinden sich die Ringe des Planeten und die Mehrzahl seiner Monde, einschließlich des Titans und seiner Atmosphäre, die der Einwirkung von Plasmaströmen mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung ausgesetzt sind. Hinzu kommt auch noch, dass all diese Plasmaarten sowohl auf chemischer als auch auf elektromagnetischer Ebene aufeinander wirken.

Die Plasmavorräte in der Magnetosphäre des Saturns werden durch UV-Strahlen der Sonne ständig aufgefüllt. Zusammen mit Photonen, die unmittelbar von der Sonne freigesetzt werden, "bombardieren" Elektronen und Ionen der Saturn-Magnetosphäre die Oberfläche der Eismonde, der Saturnringe und die Atmosphäre von Titan. Sie besitzen genug Energie, um Wassermoleküle oder Moleküle des im Eis enthaltenen Primärstickstoffes "auszuschlagen" und zu ionisieren. Die neu ionisierten Teilchen beschleunigen sich unter Einwirkung des sich schnell drehenden Magnetfeldes des Saturns, und der Prozess beginnt von Neuem. Nach Meinung der Forscher sind zur vollständigen Klärung dieses Prozesses und der Herkunft der Saturnringe alle 70 Umkreisungen des Planeten erforderlich, welche die Station Cassini in mehreren Jahren ihres Betriebes noch vollziehen soll.

Nach Meinung von Dr. sc. Wladimir Tschjorny aus Russland erklärt sich das Geheimnis der Herkunft der Saturnringe mit der Supraleitfähigkeit von Substanz. Auf einer Pressekonferenz in RIA Nowosti legte der Wissenschaftler vor Journalisten (nicht vor Wissenschaftlern, wie das in der Forschergemeinschaft üblich ist) die Theorie über die elektromagnetische Natur der Bildung der Ringe des Planeten aus supraleitenden Teilchen einer protoplanetarischen Wolke dar. Diese Theorie stößt bei Fachleuten, gelinde gesagt, auf große Zweifel.

Tschjorny erklärt erstens nicht, was das in den Saturngürteln befindliche Medium, das die Eigenschaften der Supraleitfähigkeit besitzt, gegenwärtig darstellt - schließlich kann es sich doch nicht um Eis handeln. Wenn die Saturnringe auch irgendwelche supraleitende Elemente einmal hatten, müssen sie diese im Prozess der Evolution unvermeidlich verloren haben. Die Theorie selbst wird in einem deskriptiven Stil dargelegt, und der Autor erachtet das, was nicht weiter als eine Annahme betrachtet werden kann, als bewiesen. (RIA)