Donderdag arriveert de ruimtesonde Cassini in een baan rond Saturnus. Hij zal de planeet met zijn beroemde ringen en raadselachtige manen uitgebreid bestuderen. Dat moet spectaculaire resultaten opleveren, als alles goed gaat.

Na een ruimtereis van bijna zeven jaar heeft Cassini 3,5 miljard kilometer afgelegd. De sonde werd op 15 oktober 1997 vanaf Cape Canaveral in Florida gelanceerd voor een van de meest complexe en dure ruimtemissies ooit. Reisdoel: de planeet Saturnus, met zijn wondermooie stelsel van ringen. Om de bijna zes ton zware Cassini tot bij Saturnus te krijgen, speelden de vluchtleiders een heus spelletje kosmische biljart. Via twee passages van de planeet Venus in 1998 en 1999, een groet aan zijn thuisplaneet aarde hetzelfde jaar en een flyby van de planeet Jupiter in 2000, kon Cassini telkens voldoende snelheid winnen om op weg naar Saturnus te gaan.

Saturnus kreeg wel al drie keer eerder bezoek van ruimtesondes, maar Cassini is de eerste verkenner die in een baan rond de planeet zal komen. Daardoor zal hij Saturnus veel uitgebreider kunnen bestuderen dan zijn voorgangers. Al wekenlang maken de camera’s van Cassini verbluffende beelden van de enorme gasplaneet, waar onze eigen aarde meer dan 750 keer in zou passen. Het meest opvallend daarbij zijn de ringen die uit miljarden ijs- en stofdeeltjes bestaan, van minuscule korreltjes tot huizengrote rotsblokken.

Op weg naar Saturnus vloog Cassini op 11 juni rakelings voorbij Phoebe, een amper 220 kilometer groot maantje dat op 13 miljoen kilometer afstand rond de planeet draait. De ruimteverkenner maakte verbijsterende beelden van Phoebe, die misschien in de verste regionen van ons zonnestelsel is ontstaan.

Close encounters

In 1610 al richtte Galileo Galilei zijn telescoop op Saturnus. Hij zag aan weerskanten van de planeet twee kleinere hemellichamen. Die verdwenen soms, en kwamen vervolgens weer te voorschijn. Maar wat Galilei in werkelijkheid zag, onthulde het primitieve instrument hem niet: een stelsel van ringen met een steeds wisselend uiterlijk.

In 1655 zag de Nederlandse astronoom Christiaan Huygens wél in dat de ‘oren’ aan de planeet ringen waren. Twintig jaar later zag de Italiaan Jean Dominique Cassini, die zijn naam gaf aan de Saturnusverkenner, een buitenste en binnenste ring met een donkere ‘scheiding’ in het midden die later naar hem is vernoemd.

Hoewel de sterrenkunde in de daaropvolgende eeuwen enorme vooruitgang boekte, bleef Saturnus door mysteries omgeven. Pas met de komst van de ruimtevaart kon de planeet onder de loep worden genomen. Dat gebeurde voor het eerst in september 1979. De Amerikaanse ruimtesonde Pioneer 11 scheerde langs de planeet en stuurde de eerste close-ups door van de gasreus. Al in november 1980 en augustus 1981 vlogen de meer gesofisticeerde Voyager 1 en 2 na een eerder bezoek aan de planeet Jupiter voorbij Saturnus. Ze maakten nog meer opmerkelijke opnamen van de ringen en de manen rond Saturnus.

Als alles goed gaat, komt nu dus Cassini in een baan rond Saturnus. Met zijn twaalf gesofisticeerde instrumenten en camera’s kan hij de planeet, zijn ringen en zijn manen gedurende minstens vier jaar bestuderen. Tijdens de 76 voorziene banen rond de geringde planeet staan 52 close encounters met zeven manen op het programma. Met een beetje geluk kan het ruimtetuig misschien wel tien jaar operationeel blijven.

Cassini moet een heel pak vragen over Saturnus helpen beantwoorden. Voyager 1 en 2 maakten wel prachtige en spectaculaire foto’s van de ringen, maar ze zorgden meteen voor nieuwe raadsels. Hoe zijn de ringen precies ontstaan? Waarom produceert Saturnus meer energie dan de planeet van de zon ontvangt? Zijn er nog onontdekte manen rond de planeet? Werk voor de boeg voor Cassini, die zich zo ver van de aarde bevindt dat zijn gegevens er met de lichtsnelheid van 300.000 kilometer per seconde tot anderhalf uur over doen om de aarde te bereiken. Een vlugge reparatie is dus uitgesloten: in noodgevallen moet Cassini zichzelf zien te beredderen.

Christiaan Huygens herkende niet alleen de ringen van Saturnus als dusdanig, maar ontdekte eveneens de grote Saturnusmaan Titan. Hij gaf zijn naam aan een bijzondere Europese passagier aan boord van Cassini. De sonde Huygens moet begin volgend jaar een landing uitvoeren op Titan, een van de meest mysterieuze werelden in het zonnestelsel. Het is de op één na grootste maan in het zonnestelsel – groter dan onze eigen maan – en omgeven door een unieke dichte oranjekleurige atmos- feer, die uit stikstof en methaan bestaat.

Oceaan van methaan

Die atmosfeer onttrekt het oppervlak van Titan aan onze ogen en we hebben er voorlopig het raden naar hoe het eruit- ziet. De Hubble-ruimtetelescoop heeft vanuit een baan om de aarde op Titan wel een helder gebied waargenomen. Heel misschien gaat het om een continent, omgeven door een oceaan van methaan. Maar zeker is dat allerminst.

Onderzoekers zijn uitermate geïnteresseerd in Titan, die wel eens bijzonder goed zou kunnen lijken op de aarde in haar jonge jaren. ‘In de atmosfeer van Titan bevinden zich organische verbindingen die bij de aarde een belangrijke rol hebben gespeeld bij het ontstaan van leven’, aldus Jonathan Lunine, die betrokken is bij Huygens. Die verbindingen kunnen helpen verklaren hoe het leven op onze eigen planeet is begonnen. Volgens de meeste onderzoekers is het onwaarschijnlijk dat er leven is op Titan. Met temperaturen van min 180°C aan het oppervlak is de maan niet meteen de meest aangename plek in het zonnestelsel. Maar het blijft een vraag waar het methaan op de maan vandaan komt – op de aarde is het een bijproduct van de stofwisseling van veel organismen.

Cassini zal de sonde Huygens, die werd geleverd door de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, op kerstdag dit jaar afstoten. Na zowat drie weken zal Huygens dan Titan bereiken. Op 14 januari 2005 maakt hij een vurige duik in de atmosfeer van de maan. Tijdens de afdaling zal een hard pantser het ruimtetuig beschermen tegen de intense hitte, die kan oplopen tot 1800 graden Celsius. De gegevens die de zes instrumenten van Huygens tijdens en na de landing verzamelen, zullen via Cassini naar de aarde worden doorgezonden.

De onderzoekers hopen dat Huygens tot twee uur na de landing op Titan operationeel blijft. ‘Stel je voor dat we in een oceaan zouden landen. Dat zou echt opwindend zijn, de eerste landing in een zee buiten de aarde!’ droomt Huygens-projectwetenschapper Jean-Pierre Lebreton. Wetenschap van de bovenste plank dus, maar dat mag ook voor een prijskaartje van 3,3 miljard dollar. Volgens de NASA hebben 5000 mensen aan een of ander onderdeel van Cassini gewerkt. Ruim 250 onderzoekers in 17 landen zullen de gegevens van de sonde bestuderen.

De projectwetenschappers kijken alvast vol vertrouwen uit naar een rijke wetenschappelijke oogst. ‘Cassini is een echt vlaggenschip’, vindt Carolyn Porco van het beeldteam. ‘We gaan veel ontdekken. Saturnus, zijn ringen en zijn manen kunnen ons heel wat leren over het ontstaan van ons zonnestelsel’, meent Wesley Huntress van de NASA. ‘De ringen lijken immers enigszins op de zonnenevel waaruit ooit onze eigen aarde is ontstaan.’

Benny Audenaert

Titan zou wel eens bijzonder goed kunnen lijken op de aarde in haar jonge jaren.