Enceladus: Ozean unter eisiger Kruste

astronews.com Redaktion

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Dicht unter der eisigen Kruste des Saturnmondes Enceladus müssen sich flüssige Salzwasser-Reservoire befinden. Darauf deuten neue, jetzt in der Fachzeitschrift Nature vorgestellte Untersuchungen hin. Wissenschaftler hatten mit Hilfe der Raumsonde Cassini die Zusammensetzung der Eispartikel untersucht, die Enceladus ins All ausstößt. (23. Juni 2011)

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Kosmo

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Enceladus mal wieder, das Männeken mit den Tigerstreifen. Hab den Kleinen gern. :)
 

CAP

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Mich würde mal interessieren, wie ihr zum Thema "Erkundung von Enceladus (oder auch Europa) durch Sonden" steht.
Damit sind keine Satelliten gemeint sondern Sonden, welche auf dem Mond landen und das Eis und gegebenenfalls den Ozean darunter direkt untersuchen.
Ich denke da an Sonden, die sich durch das Eis schmelzen.
Haltet ihr es für möglich?
Grüße
CAP
 

Bynaus

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Technisch möglich, sicher. Finanziell zurzeit nicht. Solche Pläne wurden immer wieder mal durchgespielt, aber konkret geplant ist zur Zeit nichts. In den nächsten 10 Jahren kommt ohnehin erst Jupiter dran (mit der amerikanisch-europäischen Mission, die die galileischen Monde erforschen soll), aber für die Zeit danach hat man sich Enceladus (und Titan) vorgemerkt.
 

CAP

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Auf Europa sollen die Bedingungen ja ähnlich sein.
Du sagst es sei technisch möglich. Ich habe noch nicht gehört, dass jemand ein 80km tiefes Loch gebohrt hat oder eine Sonde in solche Tiefen vorgestoßen ist, sei es jetzt Eis oder ein anderes Material.
Ich weiß echt nicht, ob es wirklich so einfach geht wie ich es mir wünschen würde.
Schade jedoch, dass für die geplanten Missionen zum Jupitersystem keine Lander vorgesehen sind.
 

Loki

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Das liegt aber auch daran, dass die Druckunterschiede durch die höhere Schwerkraft auf der Erde weitaus stärker sind als auf dem kleinen Enceladus. Zusätzlich dazu ist Eis wesentlich einfach beizukommen als festem Gestein. Von der Technologie ist es durchaus Möglich eine Sonde zu entwickeln die sich den Weg schmilzt oder bohrt, und dabei in regelmässigen Abständen Sender hinterlässt oder schlicht ein "Kabel" hinter sich herzieht um trotz des wahrscheinlich über ihm wieder zufrierenden Tunnels eine Funkverbindung aufrecht zu erhalten. Problem ist wohl derzeit wirklich nur die finanzierung eines solchen Projekts.
 

Bynaus

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Du sagst es sei technisch möglich. Ich habe noch nicht gehört, dass jemand ein 80km tiefes Loch gebohrt hat oder eine Sonde in solche Tiefen vorgestoßen ist, sei es jetzt Eis oder ein anderes Material.

Ja, so war das aber natürlich auch nicht gemeint. Man hat mal einen Lander angedacht, der in der Südpolregion von Enceladus landen sollte, am besten in der unmittelbaren Nähe einer aktiven Spalte. Dann nämlich ist es gar nicht nötig, sich durchs Eis zu bohren, weil der Ozean quasi zu einem kommt :) in Form eines Wasser-Geysirs. Die Eisdecke von Enceladus ist auch sicher nicht 80 km dick (der Mond selbst ist ja kaum 500 km gross - eher sowas wie ein paar hundert bis ein paar wenige km), nicht einmal bei Europa geht man von dieser Dicke aus. Dort sind es eher entweder ~30, oder vielleicht auch nur ~3 km.

Schade jedoch, dass für die geplanten Missionen zum Jupitersystem keine Lander vorgesehen sind.

Ja, aber gemessen an der Komplexität einer Landung und der damit verbundenen Masse (und den Kosten) ist deren wissenschaftlicher Wert nicht so gross. Sicher, es gäbe in paar tolle Bilder... :)

Aber ganz allgemein stimme ich Loki zu: es wäre technisch nicht völlig unmöglich, eine Sonde zu bauen, die sich durch Europas Eis bohrt. Sie müsste vermutlich nuklear betrieben werden, und man müsste bereit sein, etwa 10 Mrd dafür aufzuwerfen, wenn man wirklich im Ozean tauchen gehen will. Dafür ist es noch zu früh, aber irgendwann wird das kommen. Hoffentlich noch vor 2050.
 

TomTom333

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Moin,

vor nicht "All" zu langer Zeit habe ich dazu ein kleines Filmchen gesehen. Weiß weder wo noch wie er hieß.

Es ging um einen Lander der ein 5km langes Kabel mit sich führt. Die Sonde welche eintaucht ist radioaktiv beheizt, sowie das hinter sich her tauchende Kabel durch eine Heißspirale. Die Sonde merkt wenn sie sich nicht mehr im Eis sondern im Wasser befindet und kann dieses dann auf Mikroben untersuchen. Die "Kabeltrommel" hatte eine Sendeeinheit und sollte Kontakt mit einem Sat aufbauen.

So weit, so gut. Was ist, wenn das Eis 6 km dick ist? X Mrd $ für die Katz?
Könnte man vorab durch Echolot die dicke des Eises bestimmen?

Bei den Tigerstreifen müsste die Schicht doch viel dünner sein.... aber was ist mit der Zerklüftung????
Fragen über Fragen
 
Zuletzt bearbeitet:

Bynaus

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Könnte man vorab durch Echolot die dicke des Eises bestimmen?

Genau das sollen die NASA/ESA Sonden im Jupitersystem machen. Und noch einiges mehr. Deshalb wie gesagt: eine Sonde, die sich durchs Eis bohrt, ist erst der übernächste Schritt.
 

CAP

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Die 80 km habe ich aus dem Astronewsartikel übernommen.
Ich will auch garnicht behaupten, dass es technisch nicht möglich ist, eher im Gegenteil.
Ich wollte eigentlich nur die Problematik bei solchen Sonden zusammenfassen.
Im Augenblick klingt es nämlich so, als wären die Kosten das größte Problem.
10Mrd ist auch ein viel glaube ich.Ich glaube Cassini hat bis zum heutigen Tag knapp 4 Mrd gekostet.
Ein wichtiges, wenn nicht sogar das wichtigste Ziel der Raumfahrt ist doch die Suche nach Leben im Universum.
Dann investiere ich doch lieber mal 10 Mrd für eine Sonde die in das flüssige Medium vordringen und dieses in situ untersuchen kann, als in viele Satelliten, die dann evtl ein paar ausgespuckte Eispartikel im Vorbeiflug auffangen.
Und wenn man schon einen Lander losschickt, ich denke da an Huygens, dann verstehe ich nicht warum man nicht mehr daraus macht.Dann packe ich doch lieber noch ein paar Millionen drauf um den Lander mit nem RTG und ein paar Rädern auszustatten..aber das ist ein anderes Thema, sorry.
 

Bynaus

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Die 80 km habe ich aus dem Astronewsartikel übernommen.

Du hast recht, das sehe ich erst jetzt. Muss ein neues Modell sein. :) Die Geysire jedenfalls speisen sich vermutlich aus oberflächennahen Reservoiren.

10Mrd ist auch ein viel glaube ich.Ich glaube Cassini hat bis zum heutigen Tag knapp 4 Mrd gekostet.

Sicher, aber man muss bedenken, was hier alles zusammenkommen muss.
1) Die Bohrsonde, radioaktiv angetrieben und für alle Eventualitäten gerüstet
2) Ein sehr langes Kabel, das sie mit der Oberflächenstation verbindet
3) Eine Oberflächenstation, die die hohe Strahlung an der Europa-Oberfläche aushalten kann (bei Enceladus nicht so ein Problem - die Station braucht es trotzdem)
4) 1-3) müssen sicher gelandet werden, ohne dass eine Atmosphäre vorhanden wäre, an der man bremsen kann - spricht, man muss mit Raketen abbremsen, und das aus relativ hohen Geschwindigkeiten, wie sie in diesen engen Gasriesenorbits typisch sind. Zudem haben wir keine Ahnung über das Terrain selbst.
5) Eine Datenrelais-Station im Orbit. Ansonsten muss der Lander auch noch zusätzlich eine Energiequelle mitführen, die es ihm erlaubt, direkt mit der Erde zu kommunizieren.
6) 1-5) muss von der Erde zum Gasriesen transportiert werden. Man muss sehen, dass jegliche zusätzliche Masse, die transportiert werden soll, den Aufwand potenziert. Bereits die kommende NASA/ESA-Mission zur Erkundung des Jupitersystems wird (vermutlich) aus zwei Sonden bestehen, die Kosten werden heute auf rund 5 Mrd geschätzt, aber es ist ja wohlbekannt, dass Kostenüberschreitungen von rund 40% typisch sind.

Das alles ist auch der Grund, warum der Huygens-Lander so "flachbrüstig" ausgefallen ist. Für mehr war schlicht kein Platz, andernfalls hätte es eine grössere Rakete gebraucht.
 

CAP

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Du hast recht, das sehe ich erst jetzt. Muss ein neues Modell sein. :) Die Geysire jedenfalls speisen sich vermutlich aus oberflächennahen Reservoiren.



Sicher, aber man muss bedenken, was hier alles zusammenkommen muss.
1) Die Bohrsonde, radioaktiv angetrieben und für alle Eventualitäten gerüstet
2) Ein sehr langes Kabel, das sie mit der Oberflächenstation verbindet
3) Eine Oberflächenstation, die die hohe Strahlung an der Europa-Oberfläche aushalten kann (bei Enceladus nicht so ein Problem - die Station braucht es trotzdem)
4) 1-3) müssen sicher gelandet werden, ohne dass eine Atmosphäre vorhanden wäre, an der man bremsen kann - spricht, man muss mit Raketen abbremsen, und das aus relativ hohen Geschwindigkeiten, wie sie in diesen engen Gasriesenorbits typisch sind. Zudem haben wir keine Ahnung über das Terrain selbst.
5) Eine Datenrelais-Station im Orbit. Ansonsten muss der Lander auch noch zusätzlich eine Energiequelle mitführen, die es ihm erlaubt, direkt mit der Erde zu kommunizieren.
6) 1-5) muss von der Erde zum Gasriesen transportiert werden. Man muss sehen, dass jegliche zusätzliche Masse, die transportiert werden soll, den Aufwand potenziert. Bereits die kommende NASA/ESA-Mission zur Erkundung des Jupitersystems wird (vermutlich) aus zwei Sonden bestehen, die Kosten werden heute auf rund 5 Mrd geschätzt, aber es ist ja wohlbekannt, dass Kostenüberschreitungen von rund 40% typisch sind.

Das alles ist auch der Grund, warum der Huygens-Lander so "flachbrüstig" ausgefallen ist. Für mehr war schlicht kein Platz, andernfalls hätte es eine grössere Rakete gebraucht.

Bei einer Tiefe von 80km ist meiner Meinung nach die Kommunikation mit der Bodenstation das größte Problem, auch wenn ich nicht weiß wieviel Masse so ein Meter Datenkabel hat.
Die Landung stelle ich mir nicht so problematisch vor wenn man vom unbekannten Terrain ausgeht. Mit Radar und geeigneter Reglungstechnik lässt sich so ein Gerät schon landen.
Jedoch ist hier sicherlich die meiste Technik nötig.
Die Bohrsonde selbst ist relativ einfach zu verwirklichen. Kommt halt drauf an welche wissenschaftlichen Instrumente man mitnehmen möchte.
Die FH Aachen hat da auch etwas entwickelt was meiner Meinung nach viel Potenzial hat. http://en.wikipedia.org/wiki/IceMole
 

Kibo

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Ich denke darauf wollte Bynaus auch hinaus als er sagte, Technisch machbar aber ziemlich teuer. Die Techniken sind alle schon vorhanden, man muss nicht extra erst was erfinden. Aber man brauch viel viel Schub um kilometerweise Kabel da hin zu kriegen und das gleich 3 fach, nähmlich
1. von der Erde weg
2. in den Orbit vom Jupiter.
3. auf den entsprechenden Mond.

Die Runterbremserei in drittens wird schnell unterschätzt, da müssen sehr sehr große Geschwindigkeitsdifferenzen ausgeglichen werden.
 

TomTom333

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Aber man brauch viel viel Schub um kilometerweise Kabel da hin zu kriegen .......

Geh bitte davon aus das es sich bei dem Kabel um sehr sehr dünnes Glasfaserkabel handelt. Es werden einige Kilo sein, aber bestimmt nicht die Werte von Nym 3x2,5 erreichen.

Und wozu baut Herr Musk denn die Falcon Heavy? Genau für solche Projekte und solche Lasten.
Wenn die NASA den MSL sicher auf den Mars kriegt, werden die das mit ein paar Kilo Kabel auf Enceladus auch schon schaffen.
 

Kibo

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Geh bitte davon aus das es sich bei dem Kabel um sehr sehr dünnes Glasfaserkabel handelt.

Nein da weigere ich mich, wir reden hier davon kilometerweise Kabel in einen dünnen Schacht zu lassen der jede Sekunden zufrieren oder einstürzen kann. Wenn das Kabel reist oder zerquetscht wird ist die ganze Mission hin.

Zur Erinnerung: Sowohl auf Europa als auch auf Enceladus herrschen starke Gezeitenkäfte (ohne die kein flüssiges Wasser). Hier ist einiges in Bewegung. Wenn wir uns durch kilometerweise Eis schmelzen müssen wir mit Hohlräumen, Hindernissen und Verwerfungen rechnen. Wirarbeiten gleichzeitig im Vakuum und mit flüssigem Wasser, da kanns auch schon mal zu kleineren Explosionen (Stichwort Geysire) kommen.
Ich bin der Meinung das Kabel muss im Notfall auch mal das Gewicht der Bohrsonde tragen können ohne das es gleich kaputt geht.
 

CAP

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Das Seil muss nicht nur das Gewicht der Sonde tragen können, sondern vielmehr sich selbst.
Bleiben wir bei den 80 km.
Wenn ich mich recht erinnere kann ein Stahlseil hier auf der Erde theoretisch 9km lang sein bevor es unter seinem Eigengewicht reißt ( vorausgesetzt jemand weiß wo man es 9km senkrecht abseilen könnte ;) )
Bei Enceladus wäre das weniger ein Problem, da dort 1 kg Masse nur 0,11 N erzeugt, allerdings bei Europa schon 1,32 N.
Auf Europa könnte man also ca 63 Kilometer Seil herablassen, allerdings ohne Sonde und es müsste Stahl sein.
Da es definitiv kein Stahlseil werden wird, rechne ich mit einer viel geringeren länge.
Man kann natürlich zwischendurch immer wieder Verankerungen im Kanal anbringen, aber die müssen auch relativ massiv sein.
Das ist echt ne doofe Sache mit dem Seil.
Man kann natürlich auch versuchen die Sonde so zu programmieren, dass sie völlig autark arbeitet, ohne Seil.
Sie schmilzt sich ein.Sammelt Daten und fährt wieder nach oben um die Daten zu übermitteln usw.
 

Schmidts Katze

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Die Kabeltrommel befindet sich in der Sonde.
Dann kann beim Absinken weiter Kabel abgerollt werden und der Schacht friert oben wieder zu.
Da entstehen dann auch keine Zugkräfte am Kabel.

Ist nicht meine Idee, haben wir hier schon mal diskutiert, find ich aber nicht mehr.

Grüße
SK
 

Schmidts Katze

Registriertes Mitglied
@ Kibo #14:

Das sollte nach der Erfahrung mit FlyBy-Manövern möglich sein, in eine Umlaufbahn um Jupiter einzuschwenken, bei der sich eine geringe Geschwindigkeitsdifferenz zu Enceladus ergibt.

Grüße
SK
 

CAP

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Wie wäre es mit einem Aerobreakingmanöver an Jupiter ;)
Die Kabeltrommel in der Sonde nützt durchaus wenn man davon ausgeht, dass der Kanel wieder zufriert.
Allerdings verhindert es nicht, dass das Seil ein Eigengewicht hat, welches es tragen muss, wenn es erstmal im Kanal hängt, ob jetzt von oben oder von unten abgerollt.
 
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