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HUYGENS
Turbulenzen auf der Erde und auf Titan
von Stefan Deiters
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29. August 2007

Anfang Januar 2005 landete die Sonde Huygens auf dem Saturnmond Titan. Auf dem Weg durch die Titanatmosphäre wurde die Sonde kräftig durchgeschüttelt. Bei der schwierigen Analyse der Daten half einem Wissenschaftler jetzt eine interplanetare Kooperation: Daten eines Wetterballons auf der Erde ermöglichten es nämlich, Turbulenzen in der Titanatmosphäre zu identifizieren.

Huygens

Durchflog Huygens eine turbulente Wolkenschicht? Bild: NASA

Turbulenzen sind auf der Erde ein bekanntes Phänomen und spielen bei der Entwicklung des Wetters eine wichtige Rolle. Wer an Bord eines Flugzeugs schon einmal in eine Turbulenz geraten ist, weiß, dass es durchaus empfehlenswert sein kann, solche Regionen zu umfliegen. Detaillierte Daten über Turbulenzen sind daher für Meteorologen aber auch für die Flugsicherheit von entscheidender Bedeutung.

Giles Harrison, Atmosphärenphysiker an der Universität im englischen Reading, hat einen preisgünstigen Weg gefunden, Daten über Turbulenz in der Atmosphäre mit Hilfe von Wetterballons zu sammeln. Eine wichtige Rolle spielt dabei ein Magnetfeldsensor, der Änderungen im Erdmagnetfeld aufzeichnen kann. Da das Erdmagnetfeld sehr stabil ist, der Ballon aber durch die Turbulenzen heftig durchgeschüttelt wird, lassen sich aus den Magnetfelddaten Informationen über die Vorgänge in dieser Region ableiten.

Auch Ralph Lorenz von der amerikanischen Johns Hopkins University, interessiert sich für die Vorgänge in der Atmosphäre. Doch die Daten mit denen es der Planetenwissenschaftler zu tun hat, stammen nicht von einem Wetterballon, sondern von der Sonde Huygens, die Anfang 2005 auf dem Saturmmond Titan landete. Während des Sinkflugs durch die Atmosphäre zeichneten zahlreiche Instrumente Daten auf, darunter auch Sensoren, die Informationen darüber lieferten, in welcher Lage sich die Sonde gerade befand.

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Auf dem Weg durch die Titanatmosphäre wurde Huygens heftig durchgeschüttelt, obwohl die Luft an sich relativ still war. Lorenz kannte die Arbeit von Harrison und versuchte nun in den Huygens-Daten Hinweise auf Turbulenz zu finden, die durch Wolken entsteht. "Die Daten der Lagesensoren von Huygens waren eine langes, komplexes Durcheinander", erinnert sich Lorenz, "aber die Signaturen von Wolkenturbulenzen in der Arbeit von Harrision hat mir gezeigt, nach was ich eigentlich suchen muss."

Die Suche hatte Erfolg: Lorenz konnte 20 Minuten innerhalb des 2,5-stündigen Fluges von Huygens identifizieren, in denen die Sonde offenbar eine Zone mit Turbulenzen durchflogen hat. Dank dieses Fundes in den Daten der Lagesensoren von Huygens konnte eine turbulente Wolkenschicht in der Titanatmosphäre identifiziert werden - für das Verständnis der Atmosphäre von Titan ein wichtiger Schritt.

"Wir wussten, dass Huygens bei seinem Flug heftig durchgeschüttelt werden wird", meinte Mark Leese von der Open University, der für die Instrumente an Bord von Huygens verantwortlich war. "Jetzt können wir aber 20 Minuten von Turbulenzen, die möglicherweise von einer Wolkenschicht verursacht wurden, von anderen Effekten wie Seitenwinden unterscheiden."

Und auch Harrison, dessen Arbeit mit Wetterballons den Fund auf Titan erst ermöglicht hat, profitiert von der Zusammenarbeit: Lorenz konnte dem englischen Kollegen eine Modifikation bei der Anordnung der Sensoren an Bord seiner Ballons vorschlagen, durch die sich die Sensoren mit einfachen Mitteln verbessern lassen.

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Huygens: Die ersten Bilder vom Saturnmond Titan - 15. Januar 2005
Links im WWW
ESA
Cassini-Huygens, Webseite am JPL
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