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Sonntag, 25.09.2016
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Titan: Erste topografische Karte des Saturnmonds

Radar-Daten der NASA-Sonde Cassini geben ersten Eindruck von Bergen und Tälern auf dem Titan

Der Saturnmond Titan gilt als erdähnlichster Himmelskörper unseres Sonnensystems. Doch wie es unter seinem undurchsichtigen Wolkenschleier aussieht, war nur in Teilen bekannt. Jetzt haben NASA-Forscher alle bisherigen Radardaten der NASA-Raumsonde Cassini ausgewertet und daraus die erste topografische Karte des Saturnmonds erstellt. Die im Fachmagazin "Icarus" veröffentlichte Karte zeigt die Lage von Erhebungen und Senken und soll helfen, Modelle zum Klima und Methankreislauf auf dem Titan zu verbessern.
Die topografische Karte der Titan-Oberfläche, die Konturlinien liegen jeweils 200 Höhenmeter auseinander.

Die topografische Karte der Titan-Oberfläche, die Konturlinien liegen jeweils 200 Höhenmeter auseinander.

Auf ihm gibt es Wolken, Regen, eine Atmosphäre und sogar ausgedehnte Seen - der Saturnmond Titan ist eine Ausnahmeerscheinung unter den Monden unseres Sonnensystems. Zwar bestehen Wolken und Seen nicht aus Wasser, sondern aus Methan und Ethan, aber dennoch gilt der Titan als die erdähnlichste Welt in unserer kosmischen Nachbarschaft. Mit einem Durchmesser von rund 5.150 Kilometern ist der Titan größer als der Planet Merkur - aber deutlich kälter. Denn auf der Oberfläche des Mondes herrschen eisige minus 178 Grad Celsius. Flüssiges Wasser gibt es daher auf diesem Mond nicht.

Doch dafür hat ein anderes Molekül dort die Rolle übernommen, die das Wasser auf unserer Erde innehat: Methan. Dieser Kohlenwasserstoff existiert auf dem Titan sowohl in gasförmiger als auch in flüssiger und sogar gefrorener Form - und ähnlich wie das Wasser bei uns gibt es einen großen Kreislauf, in dem das Methan verdunstet, aufsteigt, in der Atmosphäre reagiert und abregnet und sich in Seen an der Oberfläche sammelt. Dass es auf dem Titan Seen gibt, entdeckte vor ein paar Jahren die Cassini-Sonde der NASA. Ihre Radar-Instrumente machten vor allem in der Nähe des Titan-Nordpols flache, klar abgegrenzte Stellen ausfindig, deren Reflexion für eine flüssige Oberfläche sprach. Damit war klar: Der Titan ist der erste bekannte Himmelskörper außerhalb der Erde, auf dem Seen existieren.

Goldbraune Streifen zeigen an, welche Bereiche die Cassini-Sonde schon erfasst hat

Goldbraune Streifen zeigen an, welche Bereiche die Cassini-Sonde schon erfasst hat

Stippvisiten mit Radarkontakt


Weil aber die Raumsonde Cassini den Titan nicht umkreist, sondern nur ab und zu auf ihrem Weg durch das Saturnsystem an ihm vorüber fliegt, gab es bisher keine Karte des Mondes, die seine Landschaftsformen im Überblick zeigt. "Der Titan hat so viel interessante Aktivität - fließende Flüssigkeiten, wandernde Sanddünen - aber um diese Prozesse zu verstehen, müssen wir wissen, wie das Terrain beschaffen ist", erklärt der Leiter des Cassini-Kartenteams, Ralph Lorenz von der Johns Hopkins University in Laurel.


Denn der Verlauf von Flüssen, die Bildung von Wolken und generell das gesamte Wetter sind stark von den Erhebungen und Senken der Landschaft beeinflusst. "Vor allem für die Forscher, die die Hydrologie und das Klima des Mondes untersuchen ist es wichtig zu wissen, ob sie bei ihren Modellen von flachem oder hoch gelegenem, bergigen Terrain ausgehen müssen", so Lorenz. Um die Erforschung des Saturnmonds zu erleichtern, haben die NASA-Forscher jetzt erstmals eine vorläufige topografische Karte der Titanoberfläche erstellt.

Polarer Blick auf Erfassungsgrad und Topografie

Polarer Blick auf Erfassungsgrad und Topografie

Algorithmus füllte die Datenlücken


"Wir haben zwar erst rund die Hälfte der Oberfläche erfasst und mussten an vielen Stellen extrapolieren - aber wir hatten das Gefühl, wir können nicht mehr bis zum Jahr 2017 warten, wenn die Cassini-Mission endet", erklärt der Forscher. Deshalb habe man sich entschlossen, schon jetzt alle von 2004 bis 2012 gesammelten Daten auszuwerten und daraus eine Karte zu erstellen. An den Stellen, an denen es keine Daten gab, nutzten die Forscher einen Algorithmus, der aus der Höhe der umgebenden Datenpunkte ermittelte, welche Höhe der Untergrund an dieser Stelle am wahrscheinlichsten haben könnte.

"Mit dieser neuen topografischen Karte sehen wir nun eine der faszinierendsten und dynamischsten Welten unseres Sonnensystems erstmals dreidimensional", sagt Steve Wall vom Cassini-Team am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena. Die Karte zeigt unter anderem, dass die Polarregionen des Mondes flacher und tieferliegender sind als das Gebiet um den Äquator. Dort reihen sich zahlreiche Gebirge und Hochebenen aneinander, während im hohen Norden und Süden Senken dominieren.

In den nächsten Jahren wird Cassini noch mehrfach am Titan vorbeifliegen und soll dabei Stück für Stück die noch nicht erfassten Bereiche des Mondes kartieren. Vorerst aber hilft bereits diese vorläufige Übersichtskarte, Klima und Stoffkreisläufe auf dem Titan präziser zu modellieren und damit auch besser zu verstehen. (Icarus, 2013; doi: 10.1016/j.icarus.2013.04.002)
(NASA, 16.05.2013 - NPO)
 
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