Radiotelescopen meten wind op Titan

Radiotelescopen verspreid over de hele wereld hebben zwakke windsnelheden op Titan bepaald, verzameld door de Huygens-sonde. De voorlopige resultaten wijzen op grote variaties in de windsnelheden van de Titaanse atmosfeer.

De metingen behelzen veranderingen in de frequentie van de radiosignalen van de Huygens-sonde tijdens de afdaling op 14 januari 2005. Deze zogenoemde ‘dopplerverschuivingen’ ontstaan door verschillen in de relatieve snelheid tussen de zender van Huygens en verschillende radioantennes op aarde. Dit is vergelijkbaar met het veranderen van toonhoogte van geluidsgolven, bijvoorbeeld van een passerende ambulance.

De lijst van radiotelescopen die betrokken waren bij dit wereldwijde experiment wordt aangevoerd door de NRAO Telescoop in West Viginia, de Verenigde Staten en de CSIRO Parkes Telescoop in Australië. Bij deze waarnemingen werd gebruik gemaakt van apparatuur die speciaal ontwikkeld is om de smalle referentiesignalen van de Huygens-sonde te meten.

Voor de volledigheid van het experiment moet worden opgemerkt dat het eerste resultaat waarbij werd aangetoond dat Huygens de afdaling had overleefd, op naam komt van de zogeheten Radio Science Recievers, die beschikbaar waren gesteld door het NASA Deep Space Network. Hiermee werd het bewijs geleverd, dat de Huygens begonnen was gegevens naar het moederschip de Cassini te seinen, uren voordat deze bij de vluchtleiding op onze planeet arriveerden.

De succesvolle waarneming van de signalen op aarde betekende een verassende ommekeer voor het Cassini-Huygens Doppler Wind Experiment. Het Doppler experiment werd geacht gebruik te maken van een radioverbinding tussen de Huygens-sonde en de Cassini-sonde. Door een commandofout faalde echter een van de ontvangers van Cassini en gingen de gegevens van het Doppler experiment verloren. Dankzij het wereldwijde netwerk van radiotelescopen heeft het Doppler experiment alsnog de kans gekregen om de verloren gegevens te achterhalen, die nodig zijn om het oorspronkelijk wetenschappelijke doel te behalen.

De wind op Titan blijkt op bijna alle hoogten in de richting van de rotatie van Titan, van west naar oost, te stromen. De hoogst gemeten snelheid bedraagt 430 kilometer per uur en werd tien minuten na het begin van de afdaling bereikt op circa 120 kilometer hoogte. Aan het oppervlak van maan Titan zijn de winden zwak maar boven het oppervlak nemen ze geleidelijk toe tot op 60 á 65 kilometer. Op deze hoogten zijn grote variaties in de Doppler-metingen waargenomen. Dat Huygens het in dit gebied hard te verduren had, was al duidelijk uit de andere wetenschappelijke en technische waarnemingen aan boord. Snelheidsveranderingen, zoals het wisselen van de parachutes, 15 minuten na het binnendringen van de atmosfeer van Titan en de landing om 11.38 uur GMT, waarna het signaal om 12.45 uur GMT op aarde aankwam, vertoonden duidelijke Doppler effecten.

Dokter Michael Bird van de Universiteit van Bonn, de projectleider van het Huygens Doppler Wind Experiment zei in een interview dat hij nog nooit zulke opwindende hoogtepunten en ontmoedigende dieptepunten heeft gevoeld als die ze nu hebben meegemaakt. “Eerst ontvingen we een signaal van de Green Bank Telescoop dat alles in orde was en vervolgens kwamen we er achter dat we geen signaal bij het controlecentrum van de ESA binnenkregen, wat zou betekenen dat alles verloren zou zijn.”

Bron: Space Ref