Missie Cassini-Huygens leverde veel kennis op over Saturnus
De missie van de ruimtesonde Cassini loopt ten einde: vrijdag zal de verkenner in de dampkring van Saturnus verbranden. Dertien jaar cirkelde hij om de geringde planeet en deden zijn foto’s en meetgegevens astronomen versteld staan.
De vluchtleiding heeft erop aangestuurd dat de ruimtesonde sinds eind april in zesenhalve dag een ellipsvormig rondje om Saturnus draait. Daarbij dook hij steeds tussen de planeet en de binnenste ringen door, terwijl hij Saturnus dichter en dichter nadert. Vrijdag komt Cassini in de dampkring van de planeet terecht en verbrandt hij door wrijving met deeltjes in de atmosfeer. De sonde zal zo lang mogelijk allerlei metingen verrichten en die gegevens terugsturen naar de aarde.
De Europees-Amerikaanse Cassini-Huygensmissie heeft in de afgelopen decennia verbluffende nieuwe inzichten opgeleverd over Saturnus. Dankzij Cassini weten astronomen eindelijk hoe de ringen van Saturnus er van dichtbij uitzien en uit wat voor materiaal ze zijn samengesteld. De foto’s van de ruimtesonde en andere metingen maakten duidelijk hoe verschillend de grote manen zijn die om de planeet draaien (zie: ”Elke Saturnusmaan heeft eigen karakter”).
Het wolkendek rond Saturnus leverde verrassingen op. Zo blijkt er permanent een wervelstorm rond de noord- en de zuidpool te woeden. Die boven de zuidpool vormt een rondje, maar die boven de noordpool wervelt alleen in het midden rond; verder naar buiten vormt hij opvallend genoeg een zeshoek.
Dankzij de Huygenslander, die in januari 2005 afdaalde naar het oppervlak van Saturnus’ grootste maan Titan, konden astronomen een blik werpen onder het dichte wolkendek van die maan. Tegelijkertijd roepen de beelden en de meetgegevens vragen op die alleen met een volgende, langere missie te beantwoorden zijn.
Ook blijft het de vraag hoe het kan dat de manen rond Saturnus zo van elkaar verschillen. En wat er zich onder het wolkendek van Saturnus afspeelt, is net zo goed nog een raadsel.
Zo laat de missie, alle interessante bevindingen ten spijt, wetenschappers met minstens zo veel vragen achter als ze voor de missie hadden – misschien wel met meer.
Elke Saturnusmaan heeft eigen karakter
Op het moment dat de Cassini-Huygensmissie de aarde verliet, in oktober 1997, wisten astronomen van het bestaan van achttien Saturnusmanen af, van dertien bestond een vermoeden. Dankzij de ruimtesonde staat de teller vandaag de dag op 62 – de talloze maantjes die tussen de ringen zweven niet meegerekend. Veel van de manen hebben een lage dichtheid, wat er volgens kenners op wijst dat ze voor een belangrijk deel bestaan uit waterijs. Overigens stelde vrijwel elke maan die Cassini nader bestudeerde, wetenschappers op aarde voor verrassingen.
Maan Titan draait dan wel om Saturnus, qua eigenschappen zou het net zo goed een planeet kunnen zijn. De doorsnede van Titan (5150 kilometer) is bijvoorbeeld vergelijkbaar met die van Mercurius, de planeet in ons zonnestelsel die het dichtst bij de zon staat. Titan heeft een dichte atmosfeer –dichter zelfs dan de aardse dampkring– die vooral stikstof bevat en wat methaan. De zwaartekracht aan het oppervlak is vergelijkbaar met die van onze maan. Tegelijkertijd is Titan koud: min 180 graden Celsius aan het oppervlak.
De in dichte mist gehulde maan werd voor het eerst van dichtbij gefotografeerd door de Amerikaanse ruimtesondes Voyager 1 en 2, die hem in 1980 en 1981 passeerden. De beelden van Titan intrigeerden astronomen zo dat ze besloten een lander mee te sturen met de Cassinisonde. De probe, die werd vernoemd naar de Nederlandse wetenschapper Christiaan Huygens, daalde op 15 januari 2005 af naar het oppervlak. Uit metingen die hij tijdens die afdaling verrichtte, bleek dat de hoeveelheid methaan in de atmosfeer geleidelijk toenam. Fotocamera’s brachten het terrein in beeld. Ze deden wetenschappers denken aan rivierbeddingen en drooggevallen of bestaande meren. Rond de landingsplaats troffen ze geen vloeibaar methaan of ethaan aan, maar ze willen de mogelijkheid van methaanmeren op Titan zeker nog niet uitsluiten.
Maan Enceladus –zo’n 500 kilometer in doorsnede– bleek bepaald niet de dode ijsklomp te zijn die hij op het eerste gezicht lijkt. Zo blijkt uit foto’s die Cassini maakte tijdens de tweede scheervlucht langs deze maan dat het oppervlak op de zuidpool er anders uitziet dan tijdens de eerste passage.
De infraroodspectrometer van de sonde stelde bovendien vast dat die regio ongeveer 100 graden warmer is dan de rest van de maan. De warmere gebieden komen overeen met vier diepe krassen in het oppervlak, 150 kilometer lang en een kilometer breed, die eruitzien alsof een gigantische tijger met zijn klauw heeft uitgehaald. Later bleek dat meer dan 100 geisers in deze kloven waterdamp tientallen kilometers ver de ruimte in spuiten. Wetenschappers vermoeden dat dit water(ijs), gemengd met wat ammonia, methaan en kooldioxide, afkomstig is van een grote onderaardse oceaan.
Maan Iapetus –zo’n 1500 kilometer in diameter– heeft als meest in het oog springende kenmerk dat hij een lichte en een donkere kant heeft. Hij staat –net als onze maan– steeds met dezelfde kant naar Saturnus. Het kleurverschil zorgt ervoor dat de maan vanaf de aarde alleen te zien is als hij ten westen van de planeet staat, niet aan de oostkant. Iapetus blijkt ook niet mooi rond te zijn, eerder walnootvormig: afgevlakt aan de polen en met een opbollende rand rond de evenaar. Hoe dat verschijnsel is ontstaan, daarnaar kunnen wetenschappers alleen maar gissen. Omdat Iapetus’ baan onder een hoek van 50 graden staat ten opzichte van de ringen en hij op een behoorlijke afstand van Saturnus staat, zou het de enige grote maan zijn die goed zicht heeft op de ringen – andere grote manen staan daarvoor te dichtbij of zweven te veel in hetzelfde vlak om er echt op te kunnen kijken.
Maan Phoebe –200 kilometer in doorsnede– heeft een pokdalig, opvallend donker oppervlak. Net als Iapetus bevindt deze maan zich in een baan die niet in het vlak van de ringen ligt, maar onder een hoek staat van 175 graden. Phoebe draait bovendien als enige maan met de klok mee rond Saturnus, in plaats van tegen de klok in. Zijn baan is excentrisch – uit het lood, zou je kunnen zeggen. Wetenschappers vermoeden daarom dat Phoebe niet bij Saturnus is ontstaan, maar een planetoïde is die in het zwaartekrachtsveld van Saturnus gevangenzit.
