Die Cassini-Huygens-Mission wurde nach zwei bedeutenden Astronomen des siebzehnten Jahrhunderts benannt: dem italienisch- französischen Astronomen Jean-Domenico Cassini (8.6.1625 - 14.9.1712) und dem holländischen Astronomen Christiaan Huygens (14.4.1629 - 8.7.1695), der Titan im Jahre 1655 entdeckte.

Das Hauptziel der Huygens-Mission besteht darin, die Zusammensetzung und Dynamik der Titan-Atmosphäre vor Ort zu untersuchen. Dafür verfügt Huygens über sechs wissenschaftliche Instrumente. Sie ermöglichen es, das physikalische und chemische Profil der Atmosphäre zu bestimmen, aufgefangene Aerosole zu analysieren, Fotos und Spektren der Wolken und der Oberfläche zu gewinnen, die zonalen Winde zu messen und die Bodenverhältnisse zu bestimmen.

Cassini/Huygens ist ein europäisch-amerikanisches Gemeinschaftsunternehmen. Während der Saturnorbiter Cassini in den USA entstand, wurde die Tochtersonde Huygens für den Eintritt in die Titan-Atmosphäre im Auftrag der Weltraumorganisation ESA, Paris, von einem europäischen Firmen-Konsortium unter maßgeblicher Beteiligung der Dornier Satellitensysteme GmbH (DSS), ein Unternehmen im Daimler Benz Aerospace-Konzern (DASA,München), entwickelt und gebaut. Die DSS zeichnet sich dabei als Partner des französischen Raumfahrtunternehmens Aérospitale verantwortlich für Entwicklung, Bau und Test des Subsystems zur Thermalkontrolle aus. Die DSS integrierte und testete ferner in ihren Reinräumen in Ottobrunn bei München das Strukturmodell (STMP), das Elektronikmodell (EM) und die Flugeinheit (FM).

Huygens soll der "erste Europäer" sein, der auf einen anderen Himmelskörper gelangt. Im November 1997 wurden Cassini und Huygens gemeinsam auf der Spitze einer Titan/Centaur- Rakete von Cape Canaveral aus ins All gestartet. Im November 2004 wird das Gespann den Saturn erreichen. Zuvor wird es im April 1998 und Juni 1999 zweimal nahe an der Venus vorbeifliegen, um die Reisegeschwindigkeit für den langen Weg zum Riesenplaneten zu erhöhen. Diesem Ziel dient auch ein erneuter Abstecher zur Erde im August 1999 und zum Riesenplaneten Jupiter im Januar des Jahres 2001.

Nach weiteren vier Jahren schwenkt das Raumsonden-Tandem eine Saturnumlaufbahn ein. Nochmals 150 Tage später soll sich die Huygens-Tochtersonde vom Cassini-Orbiter abtrennen, um im freien Fall in die Titan-Atmosphäre zu rasen.

Während der siebenjährigen Flugzeit von der Erde zur fernen Saturnwelt ruhen die Instrumente auf Huygens - von gelegentlichen Zustandsprüfungen abgesehen. Erst eine Stunde vor Erreichen der oberen Atmosphärenschichten aktiviert ein interner Zeitgeber die Sonde, die eine Masse von rund 340 Kilogramm besitzt. Ein keramisches Hitzeschutzschild mit einem Durchmesser von 2,7 Meter wird die beim Eintritt in die dichteren Atmosphärenschichten auftretenden Temperaturen von bis zu 12.000 Grad Celsius von den Instrumenten fernhalten. In 170 Kilometern Höher über der Titan-Oberfläche wird das Hitzeschild abgesprengt.

Sollte die Sonde den Aufschlag überstehen, wird wohl einige Minuten später die eisige Umgebungstemperatur von fast minus 180 grad Celsius die Sonde außer Betrieb setzen. Die Forscher erwarten, daß Huygens während des Abstiegs durch die Atmosphäre starken atmosphärischen Turbulenzen ausgesetzt wird. Modellrechnungen lassen Seitenwinde von 250 Kilometer pro Stunde erwarten. Ein Hauptziel des "Doppler-Wind Experiments" wird es sein, die Richtung und Stärke der zonalen Winde zu bestimmen. Das geschieht durch extrem präzise Messungen der Frequenzverschiebung (Doppler-Verschiebung) des von Huygens zum Cassini-Orbiter gesendeten Radiosignals. Die Messung soll es ermöglichen, ein Höheprofil der Windgeschwindigkeit über einen Bereich von 160 Kilometer zu erstellen. Die beteiligten Wissenschaftler hoffen, die durch atmosphärische Turbulenzen beeinflußten Bewegungen der Sonde mit einer Genauigkeit von weniger als ein Meter pro Sekunde bestimmen zu können.

Das kann nur durch ein extrem stabiles Trägersignal des Radiotransmitters erreicht werden. Die Frequenzstabilität (0,4 Hz im S-Band) des Transmitter wird durch den Einsatz eines ultrastabilen Rubidium-Oszillators (Ultrastabe Oscillator) garantiert, der bei der DSS in Ottobrunn bei München entwickelt und gebaut wurde. Eine baugleiche Einheit mit einer Masse von rund 1,9 Kilogramm befindet sich im Empfänger des Cassini-Orbiters, in dem die Frequenzmessungen zwischengespeichert werden.

Zusätzlich wird das Experiment den Forschern Informationen über das dynamische Verhalten von Huygens (zum Beispiel Rotationsrate, Rotationslage) während des Abstiegs durch die dichte Stickstoffatmosphäre liefern. Dadurch wird auch die Interpretation der Daten anderer wissenschaftlicher Instrumente auf Huygens erleichtert. Sollte Huygens den Aufprall auf die Oberfläche überleben, wird es mit Hilfe des Doppler-Wind Experimentes möglich sein, den genauen Absturzort zu bestimmen. Insgesamt sechs Ultrastable Oscillators (USOs) wurden bei der DSS gebaut und umfangreien Struktur- Wärme- und pyrotechnischen Tests unterzogen.

Eine besondere Herausforderung beim Bau der USOs ist der Eintritt der Sonde in die Titanatmosphäre. Dabei werden alle Instrumente an Bord kurzzeitig dem 16fachen der Erdbeschleunigung ausgesetzt sein. Das ist ein Mehrfaches dessen, was ein Mensch vertragen könnte. Es muß ausgeschlossen werden, daß die hohe mechanische Belastung zu einer Deformation der Schwingquarze führen kann. Auch Veränderungen durch die Zunahme des Atmosphärendrucks während der Landung dürfen den Rubidium-Oszillator nicht beeinflussen. Gegen die Strahlenbelastung beim Durchfliegen der Jupitermagnetosphäre wurden die auf Cassini und Huygens mit einer etwa ein Millimeter dicken Schicht des Metalls Tantalum ummantelt. Dieser Strahlungsschutz macht immerhin zehn Prozent der Gesamtmasse der USO´s aus.

Noch lange nachdem Huygens verstummt sein wird, soll Cassini weiter Daten zur Erde senden. Geplant ist, daß der Orbiter noch bis zum Jahr 2008 seine Runden um den Ringplaneten zieht und dabei noch mehrmals Titan, die zahlreichen kleineren Eismonde und den ringgeschmückten Planeten selbst aus einigen tausend Kilometern Distanz sondiert. Dabei wird Cassini unter anderem nach Gründen für die überraschend glatte Eisoberfläche des Saturnmondes Enceladus suchen. Die für seine "Brüder und Schwestern" so typischen Krater scheinen völlig zu fehlen. Die Planetenforscher wollen Anzeichen für tektonische Prozesse suchen, die vor nicht allzu langer Zeit alle "Narben" aus der Vergangenheit eingeebnet haben hönnen.

Japetus heißt ein anderer Mond, der mindestens so mystriös ist. Eine Hemisphäre ist so dunkel wie Asphalt, die andere so hell wie frischgefallener Schnee. Auch der kleine Mond Tethys gehört zu den Objekten, die auf dem Erkundungsplan der Forscher ganz oben stehen. Die Fotos der Voyager-Raumsonden lassen tiefe Brüche erahnen. Vielleicht hatte eine Kollision mit einem Asteroiden ihn fast zerissen. Unklar ist bislang auch, ob der im ganzen Sonnensystem einmalige Saturnring auf ähnliche Weise entstanden ist, oder ob es sich vielleicht um das Baumaterial eines unvollendet gebliebenen Mondes handelt.

Wenn Sie wissen wollen, wo Cassini im Moment ist, -besuchen Sie den Flugbahnsimulator der Sternenmissionen. Hier können Sie genau die Flugbahn der Raumsonde Cassini verfolgen.