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1 Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005 Österreichische Akademie der Wissenschaften Titan Vor der...
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1Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Österreichische Akademie der Österreichische Akademie der WissenschaftenWissenschaften
Titan Titan Vor der Ankunft der Vor der Ankunft der
ESA-Landesonde HuygensESA-Landesonde Huygens
Georg Fischer und Helmut LammerGeorg Fischer und Helmut Lammer
Institut für WeltraumforschungInstitut für Weltraumforschung
14. Jänner 2005, IWF-Huygens-Event
2Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Bisherige Titan-Bisherige Titan-VorbeiflügeVorbeiflüge
Voyager 1, 12. November 1980: in 4400 km Höhe1. naher Titan-Vorbeiflug von Cassini/Huygens (TA): 26.
Oktober 2004 in 1200 km Höhe2. Titan-Vorbeiflug (TB): 13. Dezember 2004, ebenso 1200 km3. Titan-Vorbeiflug (TC): 14. Jänner 2005, 60000 km Distanz
2004-2008: Cassini macht 74 Orbits um den Saturn
3Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Daten zu TitanDaten zu Titan
Größter Mond des Saturn, zweitgrößter Mond im Sonnensystem, größer als Merkur und Pluto
Radius: 2575 km (Erdmond: 1737 km)
Masse: 1,35•1023 kg (2,3 % der Erdmasse)
Dichte: 1.8 g/cm³ (Erde: 5.5 g/cm³)
Titan besteht zu ca. 52:48 aus Gestein/Eis
Gravitation auf der Oberfläche: 1.35 m/s² (14% von g)
Entfernung zu Saturn: 1,22 Mio. km (20 Saturnradien)
Orbit: 1 Titantag dauert einen Orbit um Saturn: 15.95 Tage
Oberflächentemperatur u. Druck: -179 °C (94 K), 1.5 bar
Atmosphäre aus N2 (>88%), CH4 u. Kohlenwasserstoffe
Distanz zur Sonne: 9.5 AU (wie Saturn) und dadurch nur 1.1% des solaren Energieflußes verglichen zur Erde
Erde
Mond
Titan
4Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
N2 0.88-0.98Ar < 0.07 (?)CH4 0.02-0.10H2 1.1 10-3
C2H6 2.0 10-5 CO 3 - 6 10-5
CH3D 1.1 10-5 D/H ratio 8.7 10-6
C2H2 5.5 10-6 HC3N 3.0 10-7
HCN 2.0 10-7
C3H8 2.0 10-7
C2H4 1.2 10-7 C02 2.0 10-8 C3H4 1.2 10-8 H2O 8.0 10-9
C4H2 2.0 10-9
CH3CN 1.5 10-9
C6H6 4.0 10-10
C3H4 < 2.0 10-9
C2N2 < 1.0 10-9
Die TitanatmosphäreDie Titanatmosphäre
5Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Interessante Frage: Warum hat Titan eine Atmosphäre, während andere ähnlich große Monde (von Jupiter) keine haben?
Während Bildung des Titan aus dem Proto-Saturnnebel wurde Atmosphäre eingefangen
Ausgasen der „Klathrate“ (Gas-einschlüsse im Eis, NH3, CH4)
Verdampfung von einschlag-enden Kometen
Titanatmosphäre könnte noch dichter gewesen sein, frühe Sonne hat stärkeren XUV-Fluß (15N/14N-Verhältnis) und hat Atmosphäre “weggeblasen”, Jupiter näher als Saturn (XUV intensiver)
Evolution der TitanatmosphäreEvolution der Titanatmosphäre
6Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Bilder von Titan (1)Bilder von Titan (1)
Voyager: im sichtbaren Licht zeigt sich oranger (gelber) Dunst
Cassini: Falschfarbenbild, zusammengesetzt aus 4 Bildern im UV und IR
7Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Titan in SaturnmagnetosphäreTitan in Saturnmagnetosphäre
Titan kann sich innerhalb oder außerhalb der Saturn-magnetosphäre aufhalten
Titan besitzt kein eigenes Magnetfeld
Mitrotierendes Saturnplasma wird mit Titanplasma „beladen“ u. langsamer
Titan verliert Materie und Ausbildung eines Wasserstofftorus
8Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Cassini im SaturnsystemCassini im Saturnsystem
9Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Gibt es Blitze auf Titan?Gibt es Blitze auf Titan?
Huygens ist so konstruiert, dass es einen Blitzschlag überleben würde
Theoretische Studien zeigen, dass es erdähnliche Blitze in Methanwolken geben könnte
Atmosphärenchemie legt Existenz von Blitzen nahe (Erzeugung von Hydrocarbonen und Nitrilen durch Entladungen)
Titan‘s Atmosphäre gilt als „natürliches Labor“ zum Studium der präbiotischen Evolution
Erde vor 3.5 Mrd. Jahren
10Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Beobachtung von Beobachtung von TitanwolkenTitanwolken
Beobachtungen von Cassini bestätigen Methan-Wolkenstudien
Bisher nur theoretische Wolkenmodelle und Hinweise durch Infrarot-Teleskope von der Erde aus
Aktuelle Bilder (© NASA) von Cassini/ISS) zeigen eine Wolkenformation (Methan) am Südpol von Titan!
Wahrscheinlichster Ort für Blitze am Titan Detektion mit Cassini RPWS (MHz-Bereich) oder Huygens HASI (Schumann ELF, kHz-Bereich)
11Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Bilder von Titan (2)Bilder von Titan (2)
Existiert ein Ethan/Methan Ozean?
2 Bilder vom gleichen Gebiet mit unterschiedlichen Wellen-längen im IR aufgenommen
12Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Huygens-LandestelleHuygens-Landestelle
Geplante Landung bei 10.6° S, 191° W, Tagseite
Huygens Probe fotografiert von Cassini am 25.12. 2004 aus 18 km Entfernung
13Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Bilder von Titan (3)Bilder von Titan (3)
Xanadu
Zusammengesetzes Bild vom Vorbeiflug 26.10. 2004
Nahaufnahme der Dunstschichten (UV)
14Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Cassini-RadarbilderCassini-Radarbilder
Gibt es Kryo-vulkanismus?
Bild ca. 100 km x 250 km
15Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005
Erforschung des TitanErforschung des Titan
25. Dez. Trennung von Huygengs und.28. Dez. 2004 ODM=Orbiter Deflection Manoveur, Cassini aus dem Kollisionskurs mit Titan
Weitere Erforschung des Titan mit Orbiter bei 45 Vorbeiflügen
Zahlreiche Modelle von Titan, bisher nur „remote sensing“, erste „in-situ“ Messungen durch Huygens
Titan‘s Atmosphäre gilt als „natürliches Labor“ zum Studium der präbiotischen Evolution
Huygens raw data volume: 173 MB (Cassini: 3 TB)
Vieles auf den Bildern ist noch unverstanden, Huygens liefert unschätzbaren Beitrag zur Klärung
ESA-Beteiligung an Cassini/Huygens: 287 Millionen Euro