De satelliet Cassini, met in het begin bij zich de Huygens-sonde, heeft van 2004 tot 15 september 2017 rond Saturnus en zijn manen gevlogen. De machine heeft al die tijd vlekkeloos gewerkt en op het eind, bij zijn 293ste rondje, toen de brandstof bijna op was, heeft men de satelliet gecontroleerd op Saturnus laten storten. Zelfs toen bleef hij nog onverwacht lang werken.
De geleerden zijn lyrisch over de revolutionaire ontdekkingen. Een van de projectleiders, Carolyn Porco, schreef er een heel enthousiast artikel over in de Scientific American van oktober 2017. Maar dat was zeker niet het enige enthousiaste artikel.
De site www.nasa.gov/mission_pages/cassini/main/index.html levert prachtig beeldmateriaal op.
De Cassini was een samenwerkingsverband van de NASA en de European Space agency (ESA).
Saturnus staat op 1,43 miljard kilometer van de zon, dat is tien keer verder dan de aarde van de zon staat.
De dag op Saturnus duurt minder dan de helft van die op aarde, dus de planeet roteert snel.
Een Saturnusjaar duurt 29,46 aardjaren. De Cassini heeft er dus bijna een half Saturnusjaar opzitten:
De planeet is 95* zo zwaar als de aarde. Het is er gemiddeld 180°C onder nul.
Er hoort een complete kudde grote en kleine manen bij. De draaiing van de vier grootste manen uit deze kudde om Saturnus is al door Galilei waargenomen en vormde een van de vroegste bewijzen voor de structuur van het zonnestelsel. Toen Galilei dit ging toepassen op de aarde rond de zon, en dat bovendien in de volkstaal ging rondvertellen, kreeg hij een probleem met de kerk.
Saturnus zelf
Saturnus is, vooral vanwege zijn ringsysteem, een fotogenieke planeet. Elke mooie opname van de ringen is bijna vanzelf kunst. De ringen bestaan vooral uit waterijs en wat steengruis.
De basale structuur van de platte schijf komt van de zwaartekracht van Saturnus op de omgeving. De fijnere structuur binnen de ringen komt door de zwaartekracht-wisselwerking tussen de vele manen en maantjes enerzijds en het ringmateriaal anderzijds.
Het zwaartekrachtveld is echter niet het enige veld. Saturnus heeft ook een magnetisch veld en geladen deeltjes, en daarom heeft de planeet iets wat wij hier het poollicht noemen. Dat was nog niet eerder gefotografeerd.
Titan
Zie bijvoorbeeld https://nl.wikipedia.org/wiki/Titan_(maan) .
Titan is de grootste maan van Saturnus. In feite heeft de maan planeet-afmetingen: hij is groter dan Mercurius en niet veel kleiner dan de aarde. Het is de enige maan in het zonnestelsel met een dichte atmosfeer. Daar hangt permanent een soort dikke mist in, en met kijkers zie je daarom niks van wat daar onder zit. Daar waren de geleerden heel nieuwsgierig naar.
De Cassini kon behoorlijk nauwkeurig met radar en infrarood door de mist heen kijken, maar het echte werk is gedaan door op 14 januari 2015 de Huygens-sonde te laten neerdalen (Huygens is de Nederlandse ontdekker van Titan). De afdaling leverde 2,5 uur beeld op en het filmpje kan op de NASA-site worden afgespeeld: zie www.nasa.gov/feature/jpl/huygens-ground-truth-from-an-alien-moon .
Het is een absurde wereld. Het lijkt op de aarde, met grote duingebieden rond de evenaar, grote meren in de poolgebieden en veel relief met duidelijke oevers. Maar het geheel is gemiddeld 180°C onder nul en de meren bestaan uit vloeibaar aardgas en vloeibare ethaan. Het regent er vloeibaar gas, dat stroomt als een rivier en heeft dalen uitgesleten. Een groot aardgasmeer is Lacus Ontario genoemd.
Het is geheel in strijd met wat wij tot nu toe weten dat er op Titan leven is.
Enceladus
Zie bijvoorbeeld https://nl.wikipedia.org/wiki/Enceladus_(maan) .
Het is de zesde-grootste maan van Saturnus, maar qua gedrag en structuur veruit de interessantste. Dat vond in elk geval Carolyn Porco in het SciAm-artikel, en daar staat ze vast niet alleen in.
Enceladus wordt voortdurend gekneed door de getijdenwerking.
Op aarde werkt die getijdenwerking (veroorzaakt door zon en maan) alleen maar zichtbaar op de oceaan en de zee. Die getijdegolf reist over de aarde en verliest uiteindelijk zijn energie door wrijving aan de zeebodem. Daardoor wordt de zee warmer, maar dat is weinig om op te vallen. De getijdenwerking werkt ook op de continenten op aarde, maar daar merken wij nog veel minder van.
Het getijdeneffect is rond een grote planeet als Saturnus veel sterker. Enceladus wordt zo sterk gemasseerd dat de maan fors veel warmer is dan hij anders zou zijn. Dat zie je niet aan de buitenkant, want dat is een kilometers dikke witte ijs- en sneeuwkorst die zelfs nog wat kouder is dan 180°C onder nul.
Maar binnenin is de planeet een stuk warmer, zo warm dat er onder de ijskorst een diepe oceaan aan vloeibaar water zit. Op de bodem van die oceaan is zelfs hydrothermale activiteit, zoals ook bij spreidingsruggen zoals diep in de oceanen op aarde, maar dan door een andere warmtebron gedreven.
Net als op aarde maakt het hydrothermale systeem stoffen los uit de onder de zee liggende rotsen. Die stijgen met verwarmde water op, dat smelt door de ijslaag heen en treedt naar buiten, het vacuum van de ruimte in, als spuitende pluim. Het meeste valt terug (daarom is de maan zo wit), maar een deel komt in het ringsysteem van Saturnus terecht.
De Cassini is vele malen vlak langs Encelados gevlogen en is op een gegeven moment, op slechts 25km hoogte, dwars door zo’n pluim heen gecrosst. Daardoor kon de samenstelling worden gemeten en die bestond uit bijna 98% waterdamp, 1% waterstof, en de rest uit een mengsel met o.a. CO2, methaan en ammoniak.
Er is dus materiaal dat de basis kan vormen voor chemische reacties en er is vloeibaar water bij gematigde temperaturen. In theorie zou er primitief leven kunnen zijn, maar de Cassini was er niet op ingericht om dat te detecteren.
Het was een mooi stuk fundamenteel onderzoek!. Men kan nog een hele tijd met de resultaten van de missie vooruit.