Phoebe-Vorbeiflug in 2000 Kilometer Entfernung

Die amerikanisch/europäische Raumsonde Cassini absolvierte am 11. Juni 2004 seinen ersten gezielten Nahvorbeiflug an einem der Saturnmonde, dem nur 220 Kilometer großen Phoebe. Dabei entstanden mehrere hundert Aufnahmen in bestechender Schärfe.

Die Bilder zeigen einen annähernd runden Körper, der von unzähligen Kratern aller Größen übersät ist, was schon auf den ersten Blick auf ein sehr hohes Alter des Saturntrabanten von mehreren Milliarden Jahren schließen lässt. Auffallend der große Einschlagkrater in der oberen Bildhälfte. Unklar ist die Herkunft der Körper, die über rund vier Milliarden Jahre auf dem Mond eingeschlagen haben - sie könnten als herumirrende, vom Saturn eingefangene Asteroiden oder Kometenkerne im Saturnsystem selbst vorhanden gewesen sein, oder aber aus dem Asteroidengürtel stammen. Auch könnten kleine Körper aus dem unerschöpflichen Kometenreservoir des Kuipergürtels zwischen Neptun und Pluto in die Nähe Saturns abgelenkt worden sein.

Nach einer ersten Bewertung der Bilder äußerten Wissenschaftler des Kamerateams ISS die Vermutung, dass Material, das aus den wenigen über 50 Kilometer großen Kratern ausgeworfen wurde, inzwischen als weitere, kleinere Trabanten in ähnlichen Umlaufbahnen um Saturn kreisen wie dies Phoebe tut. Der Blick auf die hellen Innenwände der Krater offenbart, dass Phoebe hauptsächlich aus Eis besteht, das nur an der Oberfläche von einer Staubschicht bedeckt ist, was dem Körper auf den ersten Blick eine Ähnlichkeit mit der stark bekraterten Oberfläche des Erdmond-Hochlands verleiht.

Cassini passierte Phoebe in nur 2068 Kilometer Entfernung und konnte während der Annäherung und im Blick zurück über viele Stunden den Mond von allen Seiten aufnehmen. Die besten Bilder haben eine Auflösung von wenigen Zehnermetern. Das Raumschiff wird mit in der Nacht auf den 1. Juli 2004 bis auf zwanzigtausend Kilometer an die Wolkendecke Saturns heranfliegen und dann in eine Umlaufbahn um den Ringplaneten einschwenken, um über vier Jahre während 78 Umrundungen wissenschaftliche Experimente am Saturn, seinen Ringen und den 32 Monden des Planeten durchzuführen.

Das DLR-Institut für Planetenforschung war an den detaillierten Planungen für die Datenaufnahme zweier wichtiger Instrumente bei diesem ersten Rendezvous im Saturnsystem wesentlich beteiligt: So erfolgte durch eine Mitgliedschaft von Dr. Ralf Jaumann im Wissenschaftsteam des abbildenden Spektrometers VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) im Institut ein Teil der sekundengenauen Beobachtungsplanung, mit dem Ziel, eine vollständige Abdeckung des Mondes mit Spektralmessungen in hoher Auflösung zu erreichen. Wissenschaftliches Ziel ist die Bestimmung der Mineralogie und der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche von Phoebe.

Die räumliche Auflösung der Spektrometerdaten liegt unter einem Kilometer pro Datenpunkt, und dies in 352 unterschiedlichen, sehr engen Spektralkanälen in den Wellenlängen zwischen 350 und 5000 Nanometern (millionstel Millimetern). Damit will die VIMS-Gruppe von Dr. Jaumann kartographisch präzise globale "Spektralkarten" des Mondes erstellen, aus denen die chemisch-mineralogische Zusammensetzung der Oberfläche herausgelesen werden kann. Das DLR leistete ferner Beiträge zur Eichung der Farben des VIMS-Instruments.

Bilder in Echtfarben und in sehr hoher Auflösung lieferte die Kamera ISS (Imaging Sub System) an Bord von Cassini. Die einzige deutsche wissenschaftliche Beteiligung an diesem Experiment hat Professor Gerhard Neukum vom Institut für Geologische Wissenschaften an der Freien Universität Berlin. In Kooperation mit Professor Neukum und der Cassini-Arbeitsgruppe an der FU Berlin sowie dem ISS-Wissenschaftsteam unter der Leitung von Dr. Carolyn Porco (Space Science Institute in Boulder, Colorado) plante das DLR-Institut für Planetenforschung das punktgenaue "Zielen" der Kamera auf den unter astronomischen Gesichtspunkten betrachtet winzigen Mond, der von der Cassini-Kamera mit einer Auflösung von weniger als zwanzig Metern pro Bildpunkt (Pixel), im besten Fall sogar mit nur 12 Meter/Pixel aufgenommen wurde: Das sind Bilder in einer ähnlich herausragenden Schärfe, wie sie gegenwärtig auch die vom DLR betriebene Kamera an Bord von Mars Express liefert.