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SATURN
Die genaue Position des Ringplaneten
von Stefan Deiters
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12. Januar 2015

Wissenschaftler haben die Sonde Cassini genutzt, um die Position des Ringplaneten Saturn mit bislang unerreichter Genauigkeit zu vermessen: Mithilfe einer Reihe von Radioteleskopen peilten sie die Sonde auf ihrer Bahn im Saturnsystem an und bestimmten so den Massenschwerpunkt von Saturn und seinen Monden auf vier Kilometer genau.

Saturn

Der Saturn auf einer Aufnahme der Sonde Cassini. Bild: NASA / JPL / Space Science Institute  [Großansicht]

Mithilfe des Very Long Baseline Array (VLBA), einem Netzwerk aus Radioteleskopen, die über die gesamten USA verteilt sind, und der Saturnsonde Cassini ist es Wissenschaftlern jetzt gelungen, den Ort des Massenschwerpunkts des Ringplaneten und seiner Monde auf vier Kilometer genau zu bestimmen. Dies ist etwa 50 Mal genauer, als es gegenwärtig mit optischen Teleskopen von der Erde aus möglich ist.

Mit den Radioteleskopen hat das Team die Signale von Cassini über die vergangenen zehn Jahre immer wieder aufgefangen und diese Daten mit den Informationen über Cassinis Orbit im Saturnsystem kombiniert, die das Deep Space Network der NASA geliefert hat. Die genaue Berechnung der Position des Massenzentrums von Saturn und seiner Monde gelang nur, weil die Sonde schon so lange im Saturnsystem unterwegs ist und das VLBA zudem über ein extrem hohes Auflösungsvermögen verfügt.

Die neuen Berechnungen können nun verwendet werden, um die Positionen von Objekten im Saturnsystem besser vorherzusagen. "Diese Arbeit ist ein wichtiger Schritt voran, um ein genaueres Verständnis über die Verbindung der Bahnen der äußeren Planeten und die der inneren Planeten zu bekommen", meint Dayton Jones vom Jet Propulsion Laboratory, der die Studie leitet.

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Die genauere Position des Planeten dürfte beispielsweise die Navigation von interplanetaren Raumsonden oder auch die Bestimmung von Massen im Sonnensystem verbessern helfen. Zudem sollten sich nun Bedeckungen von Hintergrundsternen durch Ringe des Saturn noch präziser vorhersagen lassen. Bei solchen Bedeckungen verfolgt man, wie sich das Licht des entfernten Sterns verändert und kann daraus etwas über die Zusammensetzung der Saturnringe lernen.

Messungen mit dem VLBA und Cassini haben Wissenschaftlern auch geholfen, die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein mit hoher Genauigkeit auf den Prüfstand zu stellen. Sie bestimmten, wie sich die scheinbare Position eines entfernten Quasars am Himmel veränderte, während Saturn vor diesem Objekt vorüberzog - ganz wie von Einstein vorhergesagt.

Bereits seit 2013 verwendet das Navigationsteam von Cassini die von Jones und seinen Kollegen berechneten Positionsdaten. Dadurch konnten die Manöver der Sonde im Saturnsystem deutlich präziser geplant werden, wodurch sich Treibstoff einsparen ließ, was wiederum einen längeren Betrieb der Sonde ermöglicht. Die verwendeten VLBA-Daten waren dabei um einen Faktor 20 genauer als die Daten, die das Navigationsteam aus der Verfolgung der Radiosignale von Cassini selbst berechnen konnte.

Die Beobachtungen mit dem VLBA will das Team bis zum Ende der Cassini-Mission im Jahr 2017 fortsetzen. Sie plant zudem ähnliche Beobachtungen auch mit der NASA-Sonde Juno, die Mitte 2016 das Jupitersystem erreichen soll.

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siehe auch
Gravitation: Wie die Sonne den Raum krümmt - 10. September 2009
Links im WWW
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