Saturn

Steckbrief Saturn

Entfernung zur Sonne: 1,434 × 10^9 km
Durchmesser des Saturn: 116.460 km
Tageslänge: 0d 10h 42min
Umlaufzeit: 29 Jahre
Temperatur: ca. -195℃
Art: Gasplanet
Position: 6
Radius: 58.232 km

Planeten

Der Planet Saturn

Neben Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Uranus, Neptun gehört der Saturn zu den Planeten unseres Sonnensystems. Durch den Ring unterscheidet er sich von allen anderen Planeten. Auch die Größe, die Farbe und die Anzahl der Monde zeichnen den Saturn aus. Am Nachthimmel ist dieser Planet erkennbar. Mit einem Fernglas oder Teleskop können wir die Ringe sehen. Schon die alten Griechen interessierten sich für diesen Planeten und gaben ihn den Namen Chronos (=die Zeit). Die Römer benannten den Planeten nach dem Gott des Ackerbaus, der Ernte und des Reichtums. Seit jeher gehört der Saturn zu den begehrtesten Forschungsobjekten der Astronomie. 

Der Saturn ist der zweitgrößte der acht Planeten und ist ein wahres Juwel. Er ist ungefähr zehnmal so breit wie die Erde. Trotz seiner Größe ist er der leichteste Planet überhaupt. Er besteht überwiegend aus den Gasen Wasserstoff und Helium. Und wegen seiner besonderen gasförmigen Zusammensetzung, würde man den Saturn auf einen riesigen Ozean Platzieren, er würde schwimmen können.

Beschaffenheit

Alleinstellungsmerkmal des Saturns unter den Planeten ist der Ring, genauer gesagt, ein System aus rund 100.000 Ringen. Der Durchmesser des äußersten Rings beträgt fast eine Million Kilometer. Im Durchschnitt ist der Durchmesser etwa 250000 Kilometer. Die Dicke wird auf 100 Meter geschätzt, im kosmologischen Maßstab also kaum messbar. Diese Ringe bestehen aus Stein- und Eisbrocken sowie Staub. Der Kollision mit seinen Monden und mit Kometen und Meteoriten verdankt der Saturn diese Verzierung. Die Ringe sind gefärbt, da das Material von verschiedenen Monden stammt. Die Dichte des zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems ist geringer als die des Wassers. Seine Außentemperatur beträgt etwa minus 195 Grad Celsius.

Die Atmosphäre

Wie die Sonne und der Jupiter besteht auch der Saturn weitgehend aus Wasserstoff und Helium. Im Laufe der Zeit verformt sich die Planetenkugel. An den Polen wird sie flacher und im Zentrum dicker. Durch die Anziehungskraft des Saturns gehen Teile der Ringe in die Atmosphäre über und lösen sich auf. Der Saturn galt einst als äußerer Planet, da Uranus und Neptun noch nicht bekannt waren. In seinem Innern steigt die Temperatur zunehmend an. Vermutet wird, dass er in seinem Zentrum über einen festen Kern verfügt, der in seiner Größe mit dem Erdkern vergleichbar ist. Wegen der hohen Umlaufgeschwindigkeit kommt es in der Atmosphäre zu heftigen Stürmen. Diese Sturmgebiete unterscheiden sich in ihrer Farbe von der übrigen Atmosphäre. Einmal im Saturn-Jahr, also ungefähr alle 30 Jahre, erscheinen in der Atmosphäre der Planeten weiße Flecken. Vermutet wird, dass dies Wolkenformationen sind.

Die Monde des Saturn

Nach dem aktuellen Forschungsstand existieren 62 Saturnmonde. Unter ihnen ist Titan, der zweitgrößte Mond in unserem Sonnensystem überhaupt. Mit einem Durchmesser von mehr als 5000 Kilometer ist er größer als der Planet Neptun. Sein Alleinstellungsmerkmal unter allen Monden ist die dicke Luftschicht, wie sie ansonsten nur Planeten haben. Auch die Erde hat eine dünnere Atmosphäre. Alle übrigen Monde verfügen entweder über keine oder über eine sehr dünne Luftschicht. Titan wurde 1655 von Christian Huygens entdeckt. Mit einem Fernglas kann man den großen Saturnmond sehen. Neben dem Mond unserer Erde ist Titan ist der einzige Mond, der von menschengemachten Geräten erkundet wurde. Die Temperatur auf dem Titan beträgt rund minus 170 Grad Celsius.

Im Laufe des 17. Jahrhunderts wurden weitere Saturnmonde entdeckt: Rhea, Japetus, Dione und Tethys. Rhea ist mit einem Durchmesser von rund 1500 Kilometern der zweitgrößte Saturnmond. Vermutlich besteht Rhea aus Gestein, das von einer extrem dicken Eisschicht bedeckt ist. Wie der Mond der Erde wendet sich Rhea dem Saturn immer die gleiche Seite zu, während sie ihn umrundet.

Später identifizierte Wilhelm Herschel zwei weitere Monde des Saturns. Raumsonden entdeckten dann immer neue, kleinere Sarurnmonde. Die kleinen Monde tragen mit ihrer Schwerkraft dazu bei, dass die Staubteilchen der Ringe zusammen bleiben. Die Oberflächen aller Saturnmonde sind aufgrund ihrer großen Entfernung zur Sonne tiefgefroren. Die Grenze zwischen Mond und Steinkörper als Teil des Ringsystems ist nicht eindeutig zu ziehen.

Erforschung und Missionen

Forscher Christian Huygens fand heraus, dass der Saturnring in regelmäßigen Abständen unsichtbar wird. Dies erklärte er mit dem ständigen Wechsel des Winkels, aus dem die Ringe beobachtet werden. Wenn wir mit dem Teleskop den Blick auf die Kante der Ringe richten, dann werden diese für den Beobachter unsichtbar. Giovanni Cassini entdeckte später, dass der Planet von einem System aus Ringen umgeben ist. Nun wollten Forscher herausfinden, wo diese Ringe herkamen und woraus sie bestehen. Sir William Herschel verwendete hochentwickelte Teleskope, die damals zu den weltweit größten gehörten. Diese setzte er für die Erforschung des Saturns ein und errechnete die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten. 

Als die Astrofotografie entstand, wurde es Forschern möglich, die Zeiträume der Belichtung auszuweiten. Damit konnten auch dunklere Saturnmonde entdeckt werden. Der erste astrofotografisch entdeckte Saturnmond ist Phoebe. Er wurde von William Pickering identifiziert. Die Astrofotografie wird auch heute noch eingesetzt.

Die Raumsonden waren der nächste Meilenstein bei der Erforschung des Saturns. Nun konnte der Planet mit seinen Ringen aus der Nähe beobachtet werden. Die erste Satellitenmission zum Saturn war die Mission Pioneer 11. Damit wurde erstmals der zweitgrößte Planet von der Erde aus besucht. Damals haben viele bezweifelt, dass die äußeren Gebiete unseres Sonnensystems durch Sonden überhaupt erreichbar sind. Am 1. September 1979 wurde das Planetsystem mit einer Entfernung von rund 20000 Kilometern passiert. Zu dieser Zeit war nicht vollständig bekannt, ob die Sonde den Asteroidengürtel ohne das Risiko einer Kollision durchqueren kann. Ein wesentlicher Auftrag von Pioneer 11 bestand darin, dies zu überprüfen. Um den Schaden im ungünstigsten Fall zu begrenzen, wurde die Sonde eher schlicht ausgerüstet. So war die Raumsonde nicht mit einer bildgebenden Kamera ausgestattet. Einzig ein Belichtungsmesser ermöglichte es, mit Hilfe gewonnener Daten Bilder zu erstellen.

Weitere Missionen des Saturn

Darauf folgten Voyager 1 und 2, die sich dem zweitgrößten Planeten näherten, um der irdischen Bevölkerung 400 Fotos vom zweitgrößten Planeten und einigen seiner Monde zu übermitteln. Wie bei Pioneer 11 wurde die Sonde gesteuert, ohne dabei den Asteroidengürtel zu durchqueren. Die beiden Sonden erreichten den Saturn 1980 bzw. 1981. Mit diesen Missionen wurde es möglich, Aufnahmen mit höherer Auflösung von dem Planeten zu machen. Dabei wurden weitere Monde und neue Ringe entdeckt. 

Der NASA-Raumsonde Cassini gelang es nach sieben Jahren Flugzeit in 2004, eine der Umlaufbahnen zu erreichen, um den Saturn, seine Ringe und Monde erforschen und dauerhaft beobachten zu können. Seitdem umkreist die Sonde den Planeten und sendet Fotos an die Erde. Es war die erste Sonde, die den großen Planeten aus dem Orbit erforschte. Mit dieser Mission konnte bewiesen werden, dass das Ringsystem aus Hunderten von Ringen besteht. Auch die größeren Monde des zweitgrößten Planeten erforschte Cassini genauer. Die Sonde wurde gezielt entlang einzelner Monde des Saturns geführt. So wurde es möglich, Aufnahmen von den Mondoberflächen in extrem hoher Auflösung zu machen. 

Die Auflösung betrug teilweise zehn Meter pro Pixel. Auf diese Weise konnte nachgewiesen werden, wie unterschiedlich die Saturnmonde beschaffen sind. Auch bezüglich der Erforschung des Titan brachte diese Mission Fortschritte. Mittels Infrarot- und Radarkameras konnte die dichte Atmosphäre des größten Saturnmondes durchdrungen und aufgenommen werden. Im Januar 2015 landete die Sonde Huygens, Tochtersonde von Cassini, auf dem Mond Titan und ermöglichte es, dessen Oberfläche zu erforschen. Die Landung begann in einer Höhe von rund 1300 Kilometern. Auf den Aufnahmen ist das Panorama unterhalb der dichten Atmosphäre erkennbar. Es konnte nachgewiesen werden, dass der Mond Titan neben der Erde der einzige Himmelskörper unseres Sonnensystems mit Flüssigkeitsvorkommen auf der Oberfläche ist.