Als die Huygens-Sonde der ESA letztes Jahr auf der Oberfläche des Saturnmondes Titan landete, übertrug sie 71 Minuten lang weiterhin Daten. Die Forscher konnten diese Leistungsschwingung reproduzieren, als sie feststellten, dass das Signal von Kieselsteinen auf der Titanoberfläche abprallte. Sie konnten berechnen, dass die Oberfläche um Huygens größtenteils flach ist, aber mit 5-10 cm (2-4 Zoll) großen Steinen übersät ist.
Eine unerwartete Funkreflexion von der Oberfläche des Titan hat es ESA-Wissenschaftlern ermöglicht, die durchschnittliche Größe von Steinen und Kieselsteinen in der Nähe des Landeplatzes der Huygens zu bestimmen. Die Technik könnte bei anderen Lander-Missionen verwendet werden, um Planetenoberflächen kostenlos zu analysieren.
Als Huygens am 14. Januar 2005 auf der Oberfläche von Titan zur Ruhe kam, überlebte es den Aufprall und übertrug es weiter auf das Mutterschiff Cassini, das oben umkreiste. Ein Teil dieses Funksignals "sickerte" nach unten und traf die Oberfläche von Titan, bevor es wieder zu Cassini reflektiert wurde. Auf dem Weg nach oben störte es den direkten Strahl.
Als Miguel Pérez-Ayúcar, Mitglied des Huygens-Teams des Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrums (ESTEC) der ESA in den Niederlanden, und seine Kollegen das zurückkehrende Signal beobachteten, waren sie zunächst verwirrt, als sie sahen, wie die Kraft des Signals anstieg und wiederholt fallen.
„Huygens war nicht dafür ausgelegt, den Aufprall unbedingt zu überstehen, daher hatten wir nie darüber nachgedacht, wie das Signal von der Oberfläche aus aussehen würde“, sagt Pérez. Nachdem Pérez und das Team einen Witz gemacht hatten, dass Außerirdische das Fahrzeug über die Oberfläche ziehen müssen, begannen sie sofort mit der Arbeit, um das Signal zu verstehen.
Der Anhaltspunkt war die wiederholte Schwingung der Kraft. Es brachte Pérez dazu, über die Wechselwirkung des direkten Signals mit dem von der Oberfläche des Titans reflektierten nachzudenken. Als Cassini vom Landeplatz von Huygens wegreiste, änderte sich der Winkel zwischen ihm und Huygens. Dies veränderte die Art und Weise, in der die Interferenz zwischen dem reflektierten und dem direkten Strahl erfasst wurde, was möglicherweise zu einer Leistungsschwankung führte.
Er fing an, Computermodelle zu betreiben und sah, dass er nicht nur das empfangene Signal reproduzieren konnte, sondern auch empfindlich auf die Größe der Kieselsteine auf der Oberfläche von Titan reagierte.
Cassini sammelte 71 Minuten lang Daten, nachdem Huygens gelandet war. Nach dieser Zeit führte die Bewegung des Raumfahrzeugs es vom Landeplatz von Huygens aus gesehen unter den Horizont. Bis dahin wurden Funksignale aufgenommen, die Informationen über einen Teil der Titanoberfläche von 1 Meter bis 2 Kilometer westlich der gelandeten Sonde codierten.
Um das wahre Signal genau wiederzugeben, stellten Pérez und sein Team fest, dass der Oberflächenstreifen relativ flach und meist mit Steinen von etwa 5 bis 10 Zentimetern Durchmesser bedeckt sein muss.
Dieses einzigartige Ergebnis ergänzt die vom Descent Imager und Spectral Radiometer (DISR) Instrument erfassten Daten. Als Huygens auf der Oberfläche von Titan zur Ruhe kam, zeigte DISR genau nach Süden. Die Bilder zeigen Steine und Gelände in guter Übereinstimmung mit den neu abgeleiteten nach Westen ausgerichteten Funkdaten. „Dies ist ein echter Bonus für die Mission. Es erfordert keine spezielle Ausrüstung, nur das übliche Kommunikationssubsystem “, sagt Pérez.
Nachdem die Wissenschaftler den Prozess anhand der unerwarteten Huygens-Daten verstanden haben, könnte die Technik in zukünftigen Lander-Missionen implementiert werden. „Diese Erfahrung kann von jedem zukünftigen Lander geerbt werden“, sagt Pérez. „Alles, was benötigt wird, sind ein paar Verbesserungen, und es wird eine leistungsstarke Technik.“
Durch subtile Änderung der Eigenschaften des Funkstrahls können beispielsweise der Funksender und -empfänger optimiert werden, um die chemische Zusammensetzung der Planetenoberfläche abzuleiten.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
