Wird TSSM Huygens Nachfolger auf Titan?

Heute wieder ein Gastposting von Lars-C. Depka - viel Spass!

Es hat schon fast ein bisschen was von Romantik: Ein Heißluftballon treibt langsam über Berge und Seen. Dicke Wolken erstrecken sich von einer Seite des Horizonts zur anderen. An manchen Stellen fällt sanfter Regen. So ähnlich mag es sich zutagen, wenn es nach den Vorstellungen einiger Ingeneure geht und wenn TSSM – die Titan and Saturn System Mission – nicht bloß eine reine Fallstudie bleibt. Bestehen soll TSSM aus drei Komponenten: Einer im Orbit verbleibenden Sonde, einem Ballonexperiment, sowie einer Oberflächen Landeeinheit.

Tatsächlich ist der Saturnmond Titan nach derzeitigem Kenntnisstand einer der besten Plätze, um Ballonexperimente durchzuführen. Der Mond ist in einem dichten Mantel aus Kohlenwasserstoffen gehüllt, (molekularer) Stickstoff ist, ähnlich wie auf der Erde, ein Hauptbestandteil seiner Atmosphäre. Diese Tatsache macht die Titanatmosphäre wahrscheinlich zum geschichtlichen Ebenbild der Uratmosphäre der Erde, bevor das Leben unseren Planeten erfüllte.

Die in manchen Phasen fast schon unheimliche visuelle Ähnlichkeit der Titanoberfläche mit uns von der Erde geläufigen Landschaftsformen, brachte 2005 der erfolgreiche Abstieg der ESA-Sonde Huygens der Weltöffentlichkeit nahe. Auf den Bildern sind Berge zu sehen, Flüsse gaben sich ihren Weg , eine Strandlinie erinnert vielleicht an den letzten Badeurlaub am Meer. Im Unterschied bestehen Titans’ Berge jedoch aus Eis und in den Flüssen fließt flüssiges Methan.

Nicht zuletzt sind es auch die Erfahrungen aus diesem Abstieg, die ein weiteres Argument pro Ballonexperiment liefern: Huygens setzte in einem sandigen, mit unzähligen „Kieselsteinchen“ durchzogenen  Gebiet auf, dass gemeinhin als eine Art Flussbett interpretiert wird. Dieser weiche, bisweilen auch schwammige Untergrund birgt viele Gefahren für ein beispielsweise radgetriebenes Oberflächenexperiment. Opportunity auf dem Mars, so zeigte sich,  steckte über Wochen in einer Sanddüne fest und konnte sich nur mit knapper Mühe und Not befreien.

Um die Manövrierbarkeit der TSS Oberflächenmission zu gewährleisten, soll der Ballon mit Rotorblättern ausgerüstet werden, falls Landungen notwendig sind, spielen Schwimmer eine Rolle in den Planspielen.  Dabei wird versucht, die „eierlegende Wollmilchsau“ unter den interplanetaren Sonden aus der Taufe zu heben, denn Flexibilität grade in Sachen Titanoberfläche und ihrer Beschaffenheit, muss groß geschrieben werden. Es kommt nämlich erschwerend hinzu, dass die Oberflächenmodelle zwar eine Kruste aus Kohlenwasserstoffpartikeln, die aus der dichten Atmosphäre ausregnen, vorhersagen, die genaue Chemie der Titanoberfläche jedoch noch immer nicht verstanden ist.

Da Huygens als Abstiegsmodul geplant und ausgeführt war, gab es keine Instrumente zur genauen Oberflächenanalyse an Bord. Und doch hatte Huygens der Wissenschaft unbeabsichtigt, dafür umso überraschender, ein kleines Geschenk bezüglich dieser Fragestellung überbracht. Durch eine ihrer Landelampen wurde die Oberfläche unter ihr aufgewärmt, so dass einige Teile verdampften und, durch ein Analysegerät, welches anfangs die Atmosphärenchemie bestimmen sollte,  Methangas nachgewiesen wurde. Dennoch  kann bis heute niemand zweifelsfrei bestimmt sagen, aus was z.B. die fotografierten Dünen bestehen. 

Lange bevor Cassini und Hygens den Titan erreichten, war man der Überzeugung, dass es auf Titan einen globalen Methanozean geben muss. Er sollte die Quelle der hohen Methankonzentration in der Atmosphäre darstellen. Insofern hat sich durch die NASA/ESA-Mission unsere Kenntnis über die Mondgeografie sehr verbessert. So muss durch Huygens’ Ergebnisse die Theorie des globalen Ozeans als unzulässig angesehen werden und nach allem, was bis jetzt bekannt ist, scheinen sich Methanseen im wesentlichen um die Nordpolarregion zu konzentrieren. Und obwohl es mittels Cassinis’ Radar möglich ist, durch den dichten Nebel bis auf die Oberfläche des Titans vorzudringen, wird bis zum Missionsende aus bahnmechanischen Gründen maximal die Hälfte der Oberfläche kartografiert werden können. (Nach vier Jahren Cassini sind es bis jetzt ca. 25%). Hier könnte die dritte Komponente der TSS Mission, ein Orbiter ansetzen, der, anders als derzeit Cassini, den Mond nicht in der Ekliptik, sondern in einer Polbahn passiert,  um so den Blick auf Titan zu komplettieren.

Im Laufe dieses Frühjahrs wird sich zeigen, ob sich die Gremien der zukünftigen ESA/NASA-Kooperation für die Umsetzung der TSSM entscheiden, oder einer Mission zum Jupiter und seinem Mond Europa den Vorzug geben. Unter der kilometerdicken Eiskruste Europas wird ein globaler Ozean vermutet, der u.U. auch ein Hort außerirdischen Lebens sein könnte. Die Entscheidung wird in jedem Falle spannend. Als Starttermin für eines der beiden Projekte ist die Gegend um das Jahr 2020 angepeilt, die Ankunft wird nach derzeitigem Stand der Dinge nicht vor 2030 erwartet.

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