hochgeschwindigkeitsstöße in saturns f-ring (eiskugel)

abstract

Die Cassini-Sonde hat eine Vielzahl von zuvor unentdeckten Strukturen in den Ringen des Saturns enthüllt. Wie viele andere Beobachtungen, werfen auch jene im F-Ring die Fragen nach ihrer Entstehung auf. Es wird vermutet, dass Stöße bei hohen Geschwindigkeiten die Ursache für die Jets, Wakes und Spiralstrukturen sind. Dabei soll es sich vor allem um abprallende Zusammenstöße zwischen etwa dezimetergroßen Ringteilchen und einer Population aus kilometergroßen Kleinmonden, sogenannten Moonlets, handeln. Zur Simulation dieser Phänomene ist es wichtig, experimentell bestimmte Daten zum Kollisionsverhalten der Körper in die Modelle einfließen zu lassen. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen einer Fallturmkampagne sechs Einschläge dezimetergroßer Eis-Projektile auf einem größeren Eiskörper durchgeführt. Dabei wurde eine mittels flüssigem Stickstoff gekühlte Wassereiskugel von 10 Zentimetern Durchmesser in der Spitze der evakuierten Röhre des Fallturms montiert und aus einer Höhe von ca. 120 Metern auf einen 50 x 80 x 25 Kubikzentimeter großen Block aus Wassereis fallen gelassen. Die durch die Kollisionen bei Geschwindigkeiten von etwa 45 m/s hervorgerufene Fragmentation der Eiskörper wurde durch drei Hochgeschwindigkeitskameras für die anschließende Analyse mit Methoden der Bildverarbeitung aufgezeichnet.

• Heißelmann, D., Blum, J., Fraser, H. J., Wolling, K., 2009. Microgravity experiments on the collisional behavior of Saturnian ring particles, Icarus 206, 424–430, 2010.

experiment year: 2010

number of ice particle drops: 6