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Das Grazer GCMS-Team:

GCMS (Gas Chromatograph and Mass Spectrometer)

Die Landesonde Huygens taucht mit einem Fallschirm von 8,5 m Durchmesser in die bräunlich-orangen Dunstschleier der Titanatmosphäre ein und bringt während dieses Manövers auch das Experiment Gas Chromatograph and Mass Spectrometer (GCMS) zum Einsatz. Bei diesem Experiment, welches eine chemische Analyse der Titanatmosphäre durchführt, ist das Institut für Weltraumforschung im Rahmen internationaler Kooperationen beteiligt.

Die Einlassöffnung für das Instrument GCMS ist nahe am Zentrum der Vorderseite der Sonde angeordnet, wodurch infolge des Überdrucks die Atmosphäre in das Instrument strömt. Die festen Teilchen und feinsten Tropfen der Titanatmosphäre werden durch das Instrument Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP) gepumpt und in einem Filter sammelt. Die Aerosole werden verdampft bzw. pyrolysiert und die dabei entstandenen Gasprodukte zur chemischen Analyse an das Instrument GCMS weitergeleitet.

Das Instrument GCMS ist so konstruiert, dass es Atmosphärenbestandteile in der Titanatmosphäre bis zu einem Molekulargewicht von 146 identifizieren kann. Außer den Hauptbestandteilen der Titanatmosphäre, Stickstoff und Methan, wird es erstmals möglich sein, die Anteile von Spurenbestandteilen wie Argon und komplexe organische Moleküle zu detektieren. Mit Hilfe dieses Experimentes wird man die Entstehungsgeschichte des Saturnmondes nachvollziehen können, Aufschlüsse über die Temperaturverteilung der Titanatmosphäre unter Berücksichtigung der Aerosolkonzentration erhalten und Kenntnisse über die Formation von komplexen organischen Molekülen gewinnen, die für die Exobiologie und für die Chemie der frühen Erdatmosphäre sehr wichtig sind.

Eine von uns durchgeführte Untersuchung einer in der Titan-Atmosphäre beobachteten Stickstoffisotopen-Anomalie von 15N/14N ergab, dass Titan kurz nach seiner Entstehung mehr als das 30fache seiner Atmosphäre in den Weltraum verlor. Dieser Effekt ist nur möglich, wenn die frühe Sonne über einen Zeitraum von etwa 500 bis 700 Millionen Jahren nach ihrer Entstehung eine sehr aktive Phase durchlief. Somit wird uns die direkte Beobachtung dieser Anomalie durch das GCMS-Instrument einen direkten Aufschluss über das Teilchen- und Strahlungsverhalten im frühen Sonnensystem liefern.

Ein hoher Atmosphärenanteil von Argon mit der Masse 36 und 38 würde Hinweise liefern, dass Titan aus kometenähnlicher Materie entstanden ist. Eine solche Entdeckung würde dafür sprechen, dass auch die Erde ihren Stickstoffanteil und das Wasser zum Großteil von einfallenden Kometen erhalten hat. Wenig Argonbestandteile würden hingegen Hinweise liefern, dass sich Titan aus Stickstoff/Methan-Eismaterie aus dem Saturnsystem gebildet hat. Diese noch ungeklärten Fragen werden durch die von GCMS gewonnenen Erkenntnisse gelöst, wobei sich vergleichende Studien über andere Körper unseres Sonnensystems sogar auf die Erde anwenden lassen.

Weitere Informationen zu GCMS findet man bei der ESA.

Letzte Änderung: 16.11.2007
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