Wenn ein Pilot die Landebahn verpasst, kann er vielleicht noch einmal durchstarten und es erneut versuchen. Diese zweite Chance wird es in der kommenden Nacht nicht geben, wenn das Raumschiff Cassini zusammen mit der Sonde Huygens mit 20000 Kilometern pro Stunde durch eine Lücke im Ringsystem des Planeten Saturn hindurchzurasen versucht.
Nur die große Sendeantenne schützt das Raumschiff gegen Gesteinspartikel und Eisbrocken. Danach bleiben nur wenige Minuten Zeit für eine 180-Grad-Drehung, damit das Haupttriebwerk in Flugrichtung zeigt.
Das gibt 90 Minuten lang vollen Schub und bremst die Sonde dann so stark ab, dass sie 20.000 Kilometer über Saturns Wolkendecke eine elegante Kurve fliegt und in eine Umlaufbahn einschwenkt.
Vollautomatisch
Wenn nach einer Reise von 3,5 Milliarden Kilometer nur eine Kleinigkeit auf den letzten Kilometern schief geht, rast Cassini mit Huygens an dem Planeten vorbei - und verschwindet in den Weiten des Universums. Auf absehbare Zeit wäre damit die Chance vertan, Saturn zu erforschen.
Das gesamte Manöver läuft automatisch ab, denn Funksignale würden das unbemannte Raumschiff erst nach eineinhalb Stunden erreichen. Geht alles gut, schaltet sich in der Umlaufbahn die Kamera ein, deren erste Aufnahmen um 14.40 Uhr in der Bodenstation in Goldstone, Kalifornien, eintreffen sollen.
"Wir werden in Schrägsicht die Ringe sehen, durch die die Sonne hindurchscheint", erklärt Tilman Denk von der Freien Universität Berlin, der gemeinsam mit Gerhard Neukum die Beobachtung von vier großen Saturn-Monden plant.
Kooperation der Superlative
Mindestens vier Jahre lang soll das Nasa-Schiff den Saturn erforschen. Im Januar nächsten Jahres wird es noch einmal spannend, wenn die Huckepack auf Cassini reisende Sonde Huygens der Europäischen Weltraumorganisation Esa auf dem Saturn-Mond Titan landen soll.
Cassini-Huygens ist eine amerikanisch-europäische Kooperation der Superlative. Mit 5,6 Tonnen Gewicht und den Ausmaßen eines Omnibusses handelt es sich um die schwerste und größte interplanetare Sonde, die je gebaut wurde - und mit 3,4 Milliarden Dollar auch um die teuerste; der deutsche Anteil liegt bei 115 Millionen Euro.
Der Saturn ist mit 1,4 Milliarden Kilometern fast zehnmal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde. Damit ist auch die Intensität des Sonnenlichts auf ein Hundertstel im Vergleich zur Erde abgesunken.
Solarzellen liefern dort nicht genügend Energie. Die Nasa entschied sich deshalb für einen thermoelektrischen Generator, der Strom aus dem radioaktiven Zerfall von Plutonium bezieht.
Umweltschützer hatten versucht, den Start des Raumschiffs mit der strahlenden Fracht an Bord zu verhindern.
40.000 Aufträge warten
Jetzt sind die Planetenforscher endlich kurz vor dem ersehnten Ziel, doch so manch einer wird sich gedulden müssen. "Leider sind die Geräte und Kameras fest installiert und weisen zum Teil in unterschiedliche Richtungen", sagt Ralf Srama vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, dessen Team Cassini einen Staubanalysator mitgegeben hat.
Die gesamte Sonde muss sich stets in die gewünschte Richtung drehen, daher können nie alle Instrumente gleichzeitig arbeiten. Etwa 40.000 Aufträge wird Cassini nach einem ausgetüftelten Programm abarbeiten.
In diesen vier Jahren erwarten die Wissenschaftler eine halbe Million Aufnahmen mit bislang unerreichter Schärfe. Rund 900 Erdkugeln fänden im Innern des zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems Platz.
Der Ringplanet hat eine geringere Dichte als die Erde, er besteht überwiegend aus den leichten Elementen Wasserstoff und Helium. Forscher vermuten, dass 30.000 Kilometer unterhalb der Wolkendecke der gasförmige Wasserstoff flüssig wird und einen metallähnlichen Zustand einnimmt.
Erstaunlich ist zudem, dass Saturn 80 Prozent mehr Energie abstrahlt als er von der Sonne empfängt. Womöglich hat er noch Wärme aus seiner Entstehungszeit gespeichert. Cassini kann zwar nicht unmittelbar ins Innere des Planeten schauen, aber Messungen des Magnetfelds und die Analyse der Umlaufbahn ermöglichen weitreichende Schlüsse.
Das Rätsel der Ringe
Mit Spannung erwarten die Forscher auch Bilder vom Ringsystem. Die nur einige hundert Meter dicken Hauptringe erstrecken sich oberhalb der Wolkendecke bis in eine Entfernung von 80.000 Kilometer.
Die Voyager-Aufnahmen aus den Jahren 1980/1981 haben Tausende von Einzelringen gezeigt, in denen unzählige Gesteinspartikel und Eisbrocken Saturn umkreisen. Warum dieses Gebilde so stabil ist und wie es entstanden ist, wissen die Forscher noch immer nicht.
Ist dort in der Frühzeit ein Mond zerbrochen oder konnte sich so nahe am Planeten wegen der starken Schwerkraft kein Trabant bilden? Die gesamte darin enthaltene Materie jedenfalls hätte für einen Mond mit mindestens 200 Kilometer Durchmesser ausgereicht.
Cassini wird sechs der 31 Monde anfliegen. "Mein Lieblingsmond ist Iapetus", sagt Tilman Denk. "Der ist wie ein Raumfahrerhelm: vorne schwarz, hinten weiß." Damit spielt der Berliner Planetenforscher auf eine seltsame Zweiteilung des Mondes an: Während die eine Hälfte mit Eis bedeckt und sehr hell erscheint, ist die andere dunkel wie Kohle.
Mondlandung
Die Ursache hierfür ist unklar. Möglicherweise hat sich auf der dunklen Seite unter dem Bombardement von Teilchen, die im Magnetfeld des Saturn beschleunigt werden, eine Schicht aus organischem Material gebildet.
Am spannendsten ist aber der Mond Titan - der zweitgrößte Trabant im Sonnensystem und der einzige mit einer dichten Atmosphäre. Auf seiner Oberfläche vermuten Forscher eisige Kontinente und riesige Meere aus Methan.
Diesen ungewöhnlichen Mond wird Cassini-Huygens erstmals am kommenden Freitag und daraufhin weitere 44-mal besuchen. Nicht nur, um ihn zu studieren, sondern auch, um die Route zu ändern. Bei jedem Besuch wird die Sonde im Schwerefeld auf eine neue Umlaufbahn um den Saturn geschleudert.
Start am ersten Weihnachtstag
Andere Perspektiven auf das Ringsystem und die Monde sind so möglich. Ohne diese Swing-by-Manöver ließe sich die Cassini-Tour nie so abwechslungsreich gestalten; für jede Kursänderung müsste das Triebwerk sonst bis zu zwei Stunden brennen.
Aufregung verspricht noch einmal der erste Weihnachtstag. Dann stößt sich Huygens vom Mutterschiff ab und fliegt auf den Mond Titan zu. Die 340 Kilogramm schwere Sonde soll dort am 14. Januar nächsten Jahres an einem Fallschirm zur flüssigen Oberfläche schweben und 30 Minuten lang Daten sammeln - solange, bis sie im Titan-Meer landet und langsam darin versinkt.