Planet Saturn

Saturn ist der zweitgrößte Planet im Sonnensystem. Er gehört zu den vier äußeren Planeten und besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Unter guten Bedingungen kann man den Planeten Saturn am Nachthimmel mit dem bloßen Auge sehen. Die bekannten Ringe des Saturn sind aber nur mit einem Fernrohr zu erkennen und wurden bereits 1655 von Christiaan Huygens entdeckt.

Saturn hat mehr als 140 Monde sowie ca. 100 Zwergmonde und ist damit der Planet im Sonnensystem mit den meisten Monden. Zwei der größeren Monde, Titan und Enceladus, sind eventuell bewohnbar oder es könnte dort vielleicht sogar Leben geben. Zumindest wird angenommen, dass die Bedingungen dort Leben ermöglichen können.

Es gab zum Saturn bereits mehrere Raumfahrtmissionen, welche den Planeten und auch einige der Monde aus der Nähe erkundet haben. Weitere Missionen sind in der Planung und werden in den nächsten Jahren auf den Weg zum Saturn starten. Diese sollen insbesondere die Monde auf mögliches Leben untersuchen.

In diesem Artikel fassen wir die wichtigsten Informationen, Daten und wissenschaftlichen Hintergründe zum Planeten Saturn zusammen. Wir gehen dabei auf die Erforschung des Gasriesen Saturn, die wichtigsten Ergebnisse der bereits erfolgten Missionen sowie auch zukünftige Raumfahrtmissionen zum Saturn ein.

Der Planet Saturn

Saturn ist in der Reihenfolge des Abstands zur Sonne der sechste Planet in unserem Sonnensystem und der zweite der äußeren Planeten. Von der Sonne und auch von der Erde aus gesehen, kommt er also nach Jupiter und vor Uranus.

Radius und Volumen

Mit einem Radius von 60.268 km am Äquator (Durchmesser: 120.536 km) ist Saturn der zweitgrößte Planet im Sonnensystem und etwa 9-mal so groß wie die Erde (Radius der Erde am Äquator: 6.378,137 km).

Zum Vergleich: Der größte Planet im Sonnensystem ist Jupiter, mit einem Radius von 71.492 km (Durchmesser 142.984 km). Der Radius des Saturn beträgt damit etwa 85 % vom Radius des Jupiter. Saturn ist also nur etwas kleiner als Jupiter.

Das Volumen des Saturn ergibt sich aus dem Radius zu 8,2713 · 10¹⁴ km³

Masse und Dichte

Obwohl die beiden Gasgiganten Saturn und Jupiter fast gleich groß sind, ist die Masse des Saturn viel geringer als die des Planeten Jupiter:

• Saturn hat eine Masse von ca. 5,683 · 10²⁶ kg, was ungefähr 95 Erdmassen entspricht.
• Jupiter hat eine Masse von 1,898 13 · 10²⁷ kg, was ungefähr 318 Erdmassen entspricht.

Trotz des nur etwas geringeren Radius (siehe oben) beträgt die Masse des Saturn nur etwa 30 % der Masse des Jupiter.

Der Grund hierfür ist die sehr unterschiedliche Dichte (Masse pro Volumen) der beiden Gasriesen: Die Dichte des Saturn beträgt mit 0,687 g/cm³ nur ungefähr die Hälfte der Dichte des Jupiter (1,326 g/cm³).
Zum Vergleich: Der Planet Erde hat eine mittlere Dichte von 5,513 g/cm³.
Saturn ist damit im Sonnensystem der Planet mit der geringsten Dichte.

Abstand zur Sonne

Der Abstand des Saturn zur Sonne beträgt im Mittel etwa 1,4 Milliarden km, und damit fast das 10-fache des Abstands der Erde zur Sonne (ca. 149,6 Millionen km). Etwas genauer ist der mittlere Abstand des Saturn zur Sonne 1,43353 Milliarden km und entspricht damit 9,5826 AU.

1 AU = 1 Astronomische Einheit = Abstand der Erde zur Sonne
= ca. 149,6 Millionen km

Orbit und Rotation

Die Bahn des Saturn ist wie alle Planetenbahnen eine Ellipse: Der minimale Abstand zur Sonne (Perihelion) beträgt 1,35255 Milliarden km (9,0412 AU) und der maximale Abstand zur Sonne (Aphelion) beträgt 1,51450 Milliarden km (10,1238 AU).

Etwa alle 29,447 Jahre (10.756 Tage) umkreist Saturn die Sonne.
Die Bahngeschwindigkeit beträgt dabei 9,68 km/s.
Zum Vergleich: Die Erde umkreist die Sonne etwa alle 365,25 Tage mit einer Bahngeschwindigkeit von 29,7827 km/s.

Etwa alle 10,7 Stunden dreht sich Saturn um die eigene Achse (Erde: ca. 24 Stunden). Die Rotationsgeschwindigkeit des Saturn beträgt damit 9,87 km/s und ist deutlich höher als die der Erde (0,4651 km/s).

Temperatur, Druck und Zusammensetzung

Die Temperaturen an der Oberfläche des Saturn betragen im Mittel etwa 134 Kelvin (ca. -139 Grad Celsius). Dabei ist die Oberfläche von Gasgiganten als die Höhe definiert, bei welcher der Druck 1 bar beträgt (Druck auf der Erde bei Meereshöhe).
Bei niedrigeren Höhen steigt der Druck auf dem Saturn immer weiter an und kann über 1.000 bar betragen, ist dort also etwa 1.000-mal höher als auf der Erde.

Saturn besteht zu ca. 96,3 Prozent aus Wasserstoff und zu ca. 3,2 Prozent aus Helium. Weitere Gase sind Methan (0,45 %) und Ammoniak (0,01 %). Man bezeichnet den Planeten zwar als Gasgiganten, aufgrund des hohen Druckes liegen diese Gase aber in flüssiger Form vor.

Alle diese Bedingungen (Temperatur, Druck, Zusammensetzung) sprechen dafür, dass es auf dem Saturn weder flüssiges Wasser auf der Oberfläche noch gasförmigen Sauerstoff in der Atmosphäre geben kann.

Und damit ist auch Leben auf dem Saturn sehr wahrscheinlich unmöglich. Saturn hat allerdings sehr viele Monde (mehr als 200) und auf zwei dieser Monde könnte es eventuell Leben geben, siehe hierzu das Kapitel: Die Monde des Planeten Saturn.

Erforschung des Saturn

Der Planet Saturn wurde bereits von den frühen Astronomen der Babylonier, Griechen und Römer beschrieben. Die Erforschung des Saturns begann jedoch mit der Erfindung und Konstruktion des Teleskops im Jahr 1608.

Hier sind vor allem die Arbeiten von Galileo Galilei (1564–1642), Cassini (1625–1712) und Huygens (1629–1695) zu nennen. Weltraumteleskope wie das Hubble-Teleskop und das James-Webb-Teleskop ermöglichten ab etwa 1990 bzw. 2022 eine noch genauere Erforschung des Saturn.

Missionen zum Saturn

Mehrere Raumfahrtmissionen haben den Saturn und zum Teil auch seine Monde erkundet. Wir geben im Folgenden einen kurzen Überblick dieser Missionen und der Ergebnisse. Auch auf geplante Missionen, die in Zukunft auf dem Weg zum Saturn gestartet werden sollen, gehen wir kurz ein.

Missionen von 1973 bis 1981

Pioneer 11

Diese Raumsonde der NASA wurde im April 1973 gestartet und flog im September 1977 in einem Abstand von 21.000 km am Saturn vorbei. Dabei fertigte Pioneer 11 Bilder vom Saturn sowie auch von dessen Ringen und Monden an, welche zur Erde gefunkt wurden.

Auch untersuchte die Sonde das Magnetfeld des Gasriesen und konnte Messungen der Temperatur durchführen. Ebenso erforschte Pioneer 11 die Ringe des Saturn und konnte auch vom Saturnmond Titan die Temperatur bestimmen.

Voyager 1

Als erste Sonde des Voyager-Programms erreichte Voyager 1 im August 1980 den Saturn. Im Abstand von 124.000 km flog die Sonde am Gasriesen vorbei. Trotz der hohen Entfernung konnte Voyager 1 die bis dahin genauesten Aufnahmen vom Saturn und seinen Monden anfertigen.

Dies ermöglichte es, Details auf der Oberfläche von vielen Monden des Saturn zu erkennen. Voyager untersuchte auch die Atmosphäre des Titan genauer. Dann setzte Voyager 1 seinen Flug fort. Für genauere Informationen zu Voyager 1 siehe den Artikel: Das Voyager-Programm.

Voyager 2

Voyager 2 war im August 1977 gestartet und erreichte den Saturn im August 1981. Die Sonde führte sehr genaue Messungen zur Temperatur des Gasriesen durch. Auch die Struktur des Ringsystems wurde detailliert untersucht. Dann nutzte Voyager 2 die Schwerkraft des Saturn zum Weiterflug Richtung Uranus.

Cassini-Huygens (1997-2017)

Die obigen Missionen haben den Saturn im Vorbeiflug erkundet. Cassini-Huygens war die erste Mission, die direkt den Saturn untersuchte. Es war eine Gemeinschaftsmission der NASA, ESA und der italienischen Raumfahrtbehörde (ASI).

Cassini war ein Orbiter, der im Oktober 1997 gestartet wurde. Im Juli 2004 erreichte Cassini den Orbit des Saturn, und führte von dort detaillierte Messungen durch. Diese Mission dauerte bis 2017.

Aktuelle und zukünftige Missionen

Für den Juni 2028 ist der Start der NASA Mission Dragonfly geplant. Diese soll 2034 auf Titan, dem größten Saturnmond, landen. Zu der Mission gehört auch eine Art Helikopter, welcher zu verschiedenen Orten auf der Oberfläche des Mondes fliegen soll, um dort astrobiologische Messungen durchzuführen.

Die Monde des Saturn

Saturn hat mehr als 250 Monde, die meisten davon sind aber sehr klein, sogenannte Zwergmonde. Titan, der größte Mond, wurde bereits 1655 von Christiaan Huygens entdeckt.

6 der Monde des Saturn haben einen Durchmesser größer als 500 km: Titan (5.149 km), Rhea (1.527 km), Iapetus (1.470 km), Dione (1.123 km), Tethys (1.062 km) und Enceladus (504 km).

Auf zwei von diesen Monden könnten nach Ansicht vieler Astrobiologen die Bedingungen eventuell Leben ermöglichen:

• Titan hat wahrscheinlich eine erdähnliche Atmosphäre, in welcher Kohlenwasserstoffe und andere organische Verbindungen gemessen wurden.
• Auf der Oberfläche des Eismondes Enceladus wurde durch die Cassini-Sonde vulkanische Aktivität beobachtet und in der Region um den Südpol könnte es Wasser geben.