Solche dichten Vorbeiflüge sind nur möglich, wenn die Bahnen und Positionen von Raumsonde und Zielkörper sehr exakt bekannt sind. Seit die Raumsonde Cassini vor mehr als vier Jahren ihre Erkundungsflüge durch das Saturnsystem aufnahm, hat sich unsere Kenntnis von den Lagen der Mondbahnen extrem verbessert. Anfang 2004 kannte man die Bahnen der meisten größeren Monde des Saturnsystem auf einige Dutzend Kilometer genau, mittlerweile lassen sich ihre Positionen auf wenige Hundert Meter genau vorausberechnen.

Die Raumsonde Cassini nimmt während ihrer Umrundungen des Saturn zu Navigationszwecken ständig Bilder von verschiedenen Monden auf, welche die Lagen der Monde relativ zum Sternhimmel zu exakt bekannten Zeitpunkten zeigen. Durch die Verfolgung der Funksignale der Sonde von der Erde aus ließ sich die Bahn von Cassini ebenfalls exakt bestimmen. Dennoch ist die Navigation einer Sonde, die sich beim Vorbeiflug am 9. Oktober mit 17,7 Kilometern pro Sekunde relativ zu Enceladus bewegt, auf solch geringe Abstände hin eine absolute Meisterleistung der Missionskontrolleure des Jet Propulsion Laboratory in Pasadena.

Beim ersten Vorbeiflug im Oktober soll Cassini mit ihren Instrumenten für die Untersuchungen von Partikeln sowie magnetischen und elektrischen Feldern die Ausbruchswolke der aktiven Geysire am Südpol des Mondes erkunden. Dafür wird die Fluglage der Sonde so optimiert, dass insbesondere das Massenspektrometer INMS viele Partikel und Gase aufnehmen kann.

Die Instrumente von Cassini sind ohne Schwenkmöglichkeit fest am Sondenkörper angebracht und blicken nicht alle in die gleiche Richtung. Daher müssen sich die Forscher im Vorfeld entscheiden, welchen Untersuchungen und damit welchen Instrumenten sie den Vorzug geben. Diesmal spielen die fernerkundlichen Instrumente und insbesondere die Kameras nur die zweite Geige.

Mit den massenspektrometrischen Untersuchungen möchten die Forscher herausfinden, wie die aus den Geysiren ausgeworfenen Gas- und Staubwolken im Detail zusammengesetzt sind. Analysen während früherer Vorbeiflüge zeigten, dass die Geysirwolken überwiegend aus Wasserdampf und Wassereis bestehen. Von besonderem Interesse sind aber die Spurenstoffe wie Kohlendioxid, Methan und Ammoniak.

Besonders letzterer ist interessant, da schon geringe Mengen an Ammoniak im Wasser dessen Schmelzpunkt beträchtlich senkt. Damit wird weniger Energie für die Produktion von flüssigem Wasser benötigt, so das eher verständlich wird, warum der nur 500 Kilometer große Eismond noch geologisch aktiv ist. Eine exakte Bestimmung des Ammoniakgehalts könnte mithelfen, die Vorgänge im Inneren von Enceladus besser zu verstehen.

Beim zweiten Vorbeiflug am 31. Oktober stehen die Kameras im Mittelpunkt der Aktivitäten, die Geometrie der Bahn und der Zeitpunkt des Vorbeiflugs wurden so optimiert, dass die interessanten Gebiete am Südpol im Sonnenlicht liegen. Cassini nähert sich dem Mond auf 196 Kilometer an und soll Bilder mit einer Auflösung von bis acht Metern pro Bildpunkt aufzeichnen. Dabei möchte man vor allem die exakten Austrittspunkte der Wasserdampfgeysire auf der Oberfläche von Enceladus lokalisieren und auch eventuelle Veränderungen der Aktivität registrieren.

TA