Plane, Hei├čluftballon zu Saturns Mond Titan zu schicken

Ein Heißluftballon driftet sanft im Wind, gleitet über Bergketten und weite Seen. Dicke Wolken ziehen sich über den gesamten Horizont und drohen zu regnen. Das karge Licht, das hindurchfliegt, beleuchtet eine Seite des Ballons und lässt ihn wie ein riesiges Fragezeichen am Himmel erscheinen.

Dies ist eine Vision, die in den Köpfen von Wissenschaftlern schwebt, die Titan, Saturns größten Mond, studieren. Die Cassini-Raumsonde, die derzeit um das Saturn-System herumfährt, hat uns den besten Blick auf Titan verschafft, aber es gibt noch viel zu erforschen.

Athena Coustenis, Astrophysikerin und Planetologin am Pariser Observatorium, hilft bei der Erstellung eines Plans für die Entsendung eines Heißluftballons nach Titan sowie für ein umlaufendes Raumfahrzeug und eine Oberflächensonde. Genannt TSSM - die Titan und Saturn System Mission - dieser dreistufige Ansatz zur Exploration könnte mehr Licht auf den immer noch mysteriösen Mond werfen.

Durch den Nebel sehen

"Titan ist wegen der Atmosphäre der beste Ort, um mit einem Ballon zu fahren", sagt Coustenis. Obwohl die Atmosphäre von Titan mit einem dunstigen orangefarbenen Kohlenwasserstoffdunst gefüllt ist, besteht sie hauptsächlich aus Stickstoff - genau wie der der Erde. Tatsächlich glauben Astrobiologen, dass die Titan-Atmosphäre der von der Erde vor Milliarden von Jahren ähnelt, bevor das Leben auf unserem Planeten Sauerstoff erzeugte.

Die Ähnlichkeit des Mondes zur Erde wurde unheimlich in Erinnerung gebracht, als die Huygens-Sonde 2005 an die Oberfläche von Titan abstieg. Die Fotos zeigten einen Berg mit Flusskanälen, die sich ihren Weg hinunter zu einer Seeuferlinie bahnten; eine Geographie, die an die Erde heute erinnert, außer dass auf Titan die Berge aus Eis gemacht sind und die Flüsse flüssiges Methan sind.

Die Huygens-Sonde landete schließlich in einem sandigen Flussbett mit Kieselsteinen. Dieses weiche Gelände würde sich für einen Rover mit Rädern als gefährlich erweisen - die Mars Rover Opportunity blieb wochenlang in einer Sanddüne stecken und war fast für immer gestrandet. "Der Boden auf Titan kann klebrig sein, und Sie wollen nicht irgendwo stecken bleiben", sagt Coustenis.

Sie sagt, dass sich die TSSM-Sonde mit einem Helikopterrotor ausstatten könnte, der sie von Ort zu Ort fliegen lässt. Das Sondendesign kann auch Floater enthalten, die verhindern würden, dass es absinkt, wenn es auf einem der Kohlenwasserstoffseen von Titan landet.

Die Sonde hätte auch eine Schaufel, um den Boden oder die Flüssigkeit der Oberfläche zu analysieren. Die Modelle für Titan legen nahe, dass die Oberfläche hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffpartikeln bestehen würde, die aus der dichten Atmosphäre regneten, aber Coustenis sagt, dass sie immer noch nicht genau wissen, wie die Chemie der Oberfläche von Titan aussieht.

"Huygens wurde als Abstiegsmodul konzipiert, und nach der Landung gab es keine Instrumente, die für die Oberflächenphysik geeignet wären", sagt Coustenis. "Wenn Sie mich fragen, woraus die Dünen bestehen, weiß ich nicht. Die einzige Möglichkeit, herauszufinden, woraus die Oberfläche besteht, ist, sie anzufassen, sie zu probieren und ein Labor zu haben, das alle Proben analysiert . "

Huygens hat unerwartet einige Daten der Oberfläche nach der Landung gewonnen. Die Sonde erhitzte die kalte Oberfläche und ließ einen Teil davon verdampfen, und ein Instrument, das dazu ausgelegt war, die Chemie der Atmosphäre abzulesen, fing einen Hauch von Methangas auf. Aber Coustenis sagt, dass Instrument nur ein sehr begrenztes Spektrum erkennen könne, und deshalb haben Wissenschaftler immer noch mehr Fragen als Antworten über Titans Oberflächenchemie.

Eine fremde Landschaft erforschen

Unser Wissen über die Geographie von Titan hat sich dank Huygens und Cassini verbessert. Lange bevor die Sonde gelandet war, dachten Wissenschaftler, Titan sei vollständig von einem Kohlenwasserstoff-Ozean bedeckt. Dieser Ozean wurde als Quelle von Methan in der Titan-Atmosphäre angesehen. Die Huygens-Sonde bewies, dass die Theorie eines globalen Ozeans nicht korrekt war, und aus dem, was die Cassini-Raumsonde bisher gesehen hat, sind die Seen aus flüssigem Kohlenwasserstoff auf Titan meist auf die Nordpolregion des Mondes beschränkt. Dennoch ist es schwierig, mit Sicherheit von Titans Geografie zu sprechen. Während Cassinis Radar es ihm ermöglicht hat, durch den dicken atmosphärischen Dunst von Titan zu sehen, wird Cassini am Ende nicht einmal die Hälfte der Mondoberfläche abbilden können. Der dritte Teil von TSSM - ein orbitales Raumschiff - wird Wissenschaftlern einen vollständigeren Blick auf den rätselhaften Mond geben.

"Wir brauchen einen Titan-dedizierten Orbiter, denn nach vier Jahren Cassini haben wir immer noch nicht mehr als 25 Prozent der Oberfläche von Titan abgebildet", sagt Coustenis. "Wenn man die Vielfältigkeit des Mondes sieht, erkennt man, dass es eine flächendeckende Kartierung benötigt. Und wir können einen polaren Orbiter haben, während Cassini nur auf der Ekliptik an Titan vorbeigeht."

Der Orbiter könnte auch verwendet werden, um Enceledus zu studieren, einen winzigen Mond, der bisher nicht viel Beachtung gefunden hatte. Cassini entdeckte, dass Enceladus an seinem Südpol Geysire aus flüssigem Wasser hat, und dieses Spray erzeugt einen der Ringe um Saturn herum. Wissenschaftler sind verwirrt, wie dieser eisige Schneeball genug Hitze erzeugen könnte, um Wasser flüssig zu halten. Da flüssiges Wasser als Voraussetzung für das Leben angesehen wird, glauben einige Wissenschaftler nun, dass Enceladus ein möglicher Ort für außerirdische Organismen in unserem Sonnensystem sein könnte.

Einige halten die TSSM für eine zu riskante Mission, da Heißluftballons und Sonden, die auf einer Flüssigkeit schwimmen, noch nie zuvor in fremde Welten geschickt wurden. Aber Coustenis sagt, dass unsere Explorationsbemühungen jenseits der Erde immer auf dem neuesten Stand sein müssen.

"Warum sollten wir eine neue Mission haben, wenn wir nicht etwas Originelles damit machen?" Sie fragt. "(Diese Mission) ist eine Herausforderung, aber es ist machbar. Auch wenn es eine verrückte Idee ist, sollten wir nicht die gleichen Missionen dorthin schicken."

NASA und ESA arbeiten zusammen, um eine Mission der äußeren Planeten zu entwickeln, und sie werden voraussichtlich Anfang 2009 zwischen TSSM und einer Mission zu Jupiter und seinem Mond Europa wählen.Für welche Mission sie sich auch entscheiden, der geplante Starttermin ist um 2020, mit einer Ankunft um 2030.