Wetenschap blijft handen vol hebben met Titan

Honderden onderzoekers bestudeerden Titan voor, tijdens en na de landing van Huygens met behulp van 25 radio- en optische telescopen die zich vooral rond de Stille Oceaan bevinden. Van daaruit was Titan zichtbaar gedurende de afdaling van Huygens. Het was één van de grootste waarnemingscampagnes ooit ter ondersteuning van een ruimteproject.

Resultaten

De landingsplaats van Huygens op basis van gegevens van Cassini en de Very Large Telescope (VLT) in Chili

De resultaten van de waarnemingen werden nu voor het eerst bij elkaar gelegd en gepubliceerd.

Dat gebeurde op 27 juli in het Journal of Geophysical Research en ze zijn belangrijke bijkomende informatie bij de gegevens die Huygens naar de aarde stuurde.

De eerste waarnemingen begonnen ruim een jaar alvorens Huygens afdaalde in de atmosfeer van het vreemde hemellichaam. Door te bekijken op welke manier het licht van twee verre sterren afzwakte toen Titan er vanaf de aarde gezien voorschoof, konden de onderzoekers de dichtheid, wind en temperatuur in de atmosfeer van Titan analyseren. Ze kregen er meer vertrouwen in dat die atmosfeer er ook uitzag zoals ze verwacht hadden.

Een jaar later, tijdens de dagen en weken rond de landing, namen telescopen Titan in het infrarood waar. Die waarnemingen zijn nog altijd van bijzonder belang bij de verdere interpretatie van de gegevens van Huygens.

"We wilden weten of de dag dat Huygens landde op Titan al dan niet een bijzondere dag was, zodat we de data van Huygens in de juiste context kunnen plaatsen", zegt wetenschapper Olivier Witasse van ESA's European Space Research and Technology Centre (ESTEC) in Noordwijk in Nederland.

Radiotelescopen

Impressie van de sonde Huygens op het oppervlak van Titan

Radiotelescopen werden gebruikt om Huygens op te sporen, zowel met aparte schotelantennes, als met een combinatie van 17 telescopen in een techniek die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd.

Deze waarnemingen moesten een aanvulling zijn op een radio-experiment aan boord van Huygens, dat de verbinding tussen Huygens en het Cassini-moederschip gebruikte. Er was echter geen garantie of de aardse telescopen de signalen van Huygens zouden opvangen…

"Een doelstelling van de VLBI-waarnemingen was het traject van de sonde tijdens de afdaling te reconstrueren met een nauwkeurigheid van tien kilometer. Aangezien Titan op een afstand van meer dan een miljard kilometer stond, was dit te vergelijken met een nauwkeurigheid van drie meter op onze maan."

"We wilden dit als een nieuwe techniek voor toekomstige missies demonstreren", aldus projectonderzoeker Jean-Pierre Lebreton.

Maar de radio-experimenten deden het buiten alle verwachtingen uitstekend en ze bleken zelfs een "veiligheidsnet" te zijn toen het tweede communicatiekanaal van Huygens het tijdens de afdaling liet afweten.

Bepaling landingsplaats

Daarbij gingen gegevens van verschillende van de zes experimenten aan boord verloren, waaronder dat waarmee het radio-experiment van Huygens de wind tijdens de landing moest meten.

Gegevens van de telescopen van Green Bank (in West Virginia in de Verenigde Staten) en Parkes (Australië) leverden informatie in real time over de beweging van Huygens in de winden. Deze informatie is nog niet helemaal verwerkt, maar de eerste resultaten zijn veelbelovend.

Door de gegevens van Huygens te combineren met waarnemingen van Cassini de afgelopen twee jaar kon men het traject van Huygens door de atmosfeer van Titan nauwkeurig bepalen. De landingsplaats bleek op 10,33 graden zuid en 192,32 graden west te liggen.

Met de VLBI gegevens zal men het landingstraject van Huygens onafhankelijk daarvan kunnen bepalen. Dat moet de huidige vaststellingen bevestigingen en hoogst waarschijnlijk nog nauwkeuriger maken.

Europlanet

"Fish-eye" opname van het oppervlak van Titan vanaf een hoogte van 5 kilometer, gefotografeerd tijdens de afdaling van Huygens

Het EU-project Europlanet, dat dit soort waarnemingscampagnes ondersteunt, zal ook andere projecten ten goede komen. Europlanet wil in Europa de inspanningen op het vlak van planetenonderzoek samenbrengen om de investeringen in ruimtemissies volop te kunnen benutten.

Gegevens afkomstig van waarnemingen vanaf de aarde, laboratoriumwerk en theoretisch onderzoek zouden even gemakkelijk toegankelijk moeten zijn als de archieven van gegevens van ruimtesondes.

De komeet Churyumov-Gerasimenko, reisdoel van de op 2 maart 2004 gelanceerde Europese "kometenjager" Rosetta, werd alvast gekozen na een lange reeks waarnemingen vanaf de aarde.

En de telescopen op de aarde blijven de komeet volgen, in afwachting van zijn rendez-vous met Rosetta in 2014. Zo goed als zeker zal deze ontmoeting ook gepaard gaan met een uitgebreide waarnemingscampagne op de aarde.

Keien onthuld door radiosignalen

Dit historische beeld van het oppervlak van Titan maakte Huygens in januari 2005

Ondertussen konden ESA-onderzoekers de gemiddelde afmetingen van de stenen en keien nabij de landingsplaats van Huygens afleiden uit de radioweerkaatsing van het oppervlak van Titan.

Huygens overleefde vrij onverwacht zijn landing op Titan op 14 januari 2005. De sonde bleef daarop nog signalen doorsturen naar het moederschip Cassini, da ze nog gedurende 71 minuten kon blijven opvangen.

Een deel van die radiosignalen "lekten" naar beneden en kwamen op het oppervlak van Titan terecht. Daarna werden ze terug naar Cassini weerkaatst. Uit de interactie tussen het rechtstreekse signaal en het weerkaatste signaal kon worden afgeleid dat het oppervlak van Titan ten westen van Huygens vrij vlak is en vooral uit stenen en keien van 5 tot 10 centimeter groot bestaat.

Dat is in overeenstemming met gegevens van het instrument Descent Imager and Spectral Radiometer (DISR) aan boord van Huygens. De wetenschappers maken zich nu sterk dat deze techniek ook gebruikt kan worden voor toekomstige missies.

Meer informatie hier

Een natte wereld

Cassini nam rond de noordpool van Titan donkere vlekken waar, die gelijken op meren op de aarde

En ondertussen heeft Cassini aan de hand van radarwaarnemingen sterke aanwijzingen gevonden voor het bestaan van meren van koolwaterstof op Titan. Die waren wel voorspeld, maar tot nu toe niet gevonden.

Ze bevatten hoogstwaarschijnlijk methaan of een combinatie van methaan en ethaan. De radarbeelden tonen donkere vlekken die op aardse meren gelijken.

Ze lijken zich over de noordelijke breedtegraden rondom de noordpool van Titan te bevinden. In oktober zal Cassini het noordpoolgebied van Titan nog verder in kaart brengen.

De Europese Huygens landde waarschijnlijk in een opgedroogd meer, zodat de door sommige onderzoekers gedroomde "splashdown" niet plaatsvond. Huygens was voorzien om een natte landing te overleven. "Op basis van het nieuwe bewijsmateriaal moeten we daar bij toekomstige missies naar Titan ook mee rekening houden", aldus Jean-Pierre Lebreton.

Meer informatie hier