1 Fischer und Lammer, IWF Graz, 2005 Österreichische Akademie der Wissenschaften Titan Vor der Ankunft der ESA-Landesonde Huygens Georg Fischer und Helmut

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


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


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


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


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


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


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


Cassini im SaturnsystemCassini im Saturnsystem


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


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)



Existiert ein Ethan/Methan Ozean?

2 Bilder vom gleichen Gebiet mit unterschiedlichen Wellen-längen im IR aufgenommen


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



Xanadu

Zusammengesetzes Bild vom Vorbeiflug 26.10. 2004

Nahaufnahme der Dunstschichten (UV)


Cassini-RadarbilderCassini-Radarbilder

Gibt es Kryo-vulkanismus?

Bild ca. 100 km x 250 km


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

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