Die Ringe des Saturn bilden zusammen ein Ringsystem, das den Planeten Saturn umgibt. Sie sind das auffälligste Merkmal des Planeten und bereits durch ein Fernrohr mit etwa 40-facher Vergrößerung zu erkennen.

 

Die zwei hellsten Ringe (A- und B-Ring) wurden daher schon im 17. Jahrhundert entdeckt, der innen anschließende, durchsichtige C- oder Florring um 1900. Die vier weiteren, sehr zarten Gebilde konnten erst durch drei Raumsonden 1979–1981 nachgewiesen werden.

 

Die Ringe bestehen im Wesentlichen aus Eis-, aber auch aus Gesteinsbrocken, die den Saturn umkreisen. Die Partikelgröße variiert zwischen der von Staubkörnern und mehreren Metern. Das Ringsystem hat viele größere und kleinere Lücken und ist bei einem Durchmesser von fast einer Million Kilometern zwischen 10 und 100 Metern dick, und damit, relativ betrachtet, extrem dünn.

 

Die Ringe liegen genau in der Äquatorebene Saturns und werfen einen sichtbaren Schatten auf den Saturn – wie auch umgekehrt der Saturn auf seine Ringe. Aus den Helligkeiten lässt sich auch auf die Teilchendichte schließen. Der Schattenwurf auf die Saturnoberfläche ist umso ausgeprägter, je mehr das dünne Ringsystem im Laufe eines Saturnjahres mit seiner schmalen „Kante“ gegenüber der Sonne geneigt ist.

 

Das Ringsystem wurde 1610 von Galileo Galilei mit einem der ersten Teleskope entdeckt. Galilei erkannte die Ringe jedoch nicht als isolierte Objekte, sondern deutete sie als "Henkel". Der holländische Astronom Christiaan Huygens beschrieb die Ringe 45 Jahre später korrekt: "Der Saturn ist von einem dünnen, flachen Ring umgeben, der ihn nirgends berührt und der zur Ekliptik geneigt ist". Giovanni Domenico Cassini vermutete als erster, dass die Ringe aus einzelnen Partikeln bestehen, und entdeckte 1675 die markanteste Lücke im Ringsystem, die nach ihm benannte Cassinische Teilung.

 

Die Ringe des Saturns sind in der Reihenfolge ihrer Entdeckung benannt und werden von innen nach außen als D-, C-, B-, A-, F-, G- und E-Ring bezeichnet. Auf astronomischen Übersichtsaufnahmen ist gewöhnlich nur der A- und der B-Ring und die sie trennende Cassini-Teilung, allenfalls noch die Encke-Teilung zwischen A-und F-Ring zu sehen. Letztere wurde erstmals am 7. Januar 1888 von James Edward Keeler am Lick-Observatorium beobachtet. Erst durch Raumsonden erkannte man, dass die Ringe wiederum Lücken aufweisen und sich in noch kleinere eng begrenzte Unterringe aufteilen.

 

Der Saturn-Orbiter Cassini hat am 17. September 2006 einen weiteren, schwachen Staubring entdeckt. Dieser Ring befindet sich außerhalb der hellen Hauptringe, zwischen den schwachen Ringen F und G, im Bereich der Umlaufbahnen der kleinen Monde Janus und Epimetheus. Er besteht vermutlich aus Teilchen, die von diesen Satelliten aus bei Einschlägen von Meteoriten ins All geschleudert wurden.

 

Mit dem Spitzer-Weltraumteleskop wurde im Jahre 2009 ein wesentlich weiter außen liegender, vom Hauptringsystem unabhängiger Ring anhand seiner Infrarotstrahlung entdeckt, der sog. Phoebe-Ring. Visuell ist der Ring auf Grund seiner sehr geringen Materiedichte und der schwachen Reflexion des Sonnenlichts nicht zu erkennen. Der Ring erstreckt sich über einen Saturnabstand zwischen sechs und zwölf Millionen Kilometer und ist etwa zwanzigmal so dick wie der Planet. Nach Angaben des JPL, das im Auftrag der NASA die Raumsonde Spitzer betreut, fände die Erde etwa eine Milliarde Mal Platz in dem Ring. Wäre er von der Erde aus sichtbar, würde er doppelt so groß wie der Vollmond erscheinen. Gegen das innere Ringsystem ist er um 27 Grad geneigt. Kurz nach seiner Entdeckung nahmen Forscher an, dass der Ring aus Material des Mondes Phoebe stammt. Dieser dreht sich mit dem neu entdeckten Ringsystem, im Vergleich zu den bisher bekannten Ringen, in die entgegengesetzte Richtung um den Saturn. Inzwischen (2015) wurde mit dem Weltraumteleskop WISE festgestellt, dass der Ring sogar von 6 Mio - 16 Mio. km Saturnabstand reicht. Er besteht überraschend hauptsächlich aus sehr kleinem, dunklem Staub, der extrem dünn verteilt ist.

 

Zur Entstehung der Saturnringe gibt es verschiedene Theorien. Nach der von Édouard Albert Roche bereits im 19. Jahrhundert vorgeschlagenen Theorie entstanden die Ringe durch einen Mond, der sich dem Saturn so weit genähert hat, dass er durch Gezeitenkräfte auseinandergebrochen ist. Der kritische Abstand wird als Roche-Grenze bezeichnet. Die räumliche Variation der Anziehungskräfte durch den Saturn übersteigt in diesem Fall die mondinternen Gravitationskräfte, so dass der Mond nur noch durch seine materielle Struktur zusammengehalten wird.

 

Nach einer Abwandlung dieser Theorie zerbrach der Mond durch eine Kollision mit einem Kometen oder Asteroiden. Nach einer anderen Theorie sind die Ringe gemeinsam mit dem Saturn selbst aus derselben Materiewolke entstanden. Diese Theorie wurde bis kürzlich kaum mehr vertreten, denn man vermutete, dass die Ringe ein nach astronomischen Maßstäben eher kurzlebiges Phänomen von höchstens einigen hundert Millionen Jahren darstellen.

 

 

Neuere Daten der Raumsonde Cassini führten jedoch im Dezember 2007 zu einer neuen Altersbestimmung, nach der die Saturnringe bereits vor 4,5 Milliarden Jahren entstanden sind. Damit wären die Ringe etwa gleich alt wie das Sonnensystem.

 

Pioneer 11 ist eine US-amerikanische Raumsonde der Pioneer-Reihe, die am 6. April 1973 um 02:11 Uhr UTC von Launch Complex 36 auf Cape Canaveral an Bord einer Trägerrakete vom Typ Atlas-Centaur gestartet wurde. Die 259 kg schwere Sonde hatte die Aufgabe, die Planeten Jupiter und Saturn zu erforschen.

 

Als erste Sonde überhaupt flog Pioneer 11 am 1. September 1979 in 21.000 km Entfernung am Saturn vorbei.

 

Dabei flog die Sonde zwischen dem A-Ring und dem F-Ring, der erst durch die Sonde entdeckt wurde. 17 Stunden vor dem Vorbeiflug wurde der Mond Epimetheus entdeckt, an dem die Sonde in 2.500 km Abstand vorbeiflog.

 

Es wurden 220 Bilder von Saturn und eines von Titan gemacht, die aber keine Einzelheiten unter einer Auflösung von 500 km zeigten. Man fand heraus, dass die schwarzen Lücken in den Ringen hell waren, wenn sie in Richtung der Sonne beobachtet wurden. Dies bedeutet, dass diese Spalten nicht frei von Materie sind. Außerdem wurde das Magnetfeld von Saturn untersucht, über das man vorher noch nichts wusste. Weitere Ergebnisse waren, dass Saturn Energie abgibt, der Wasserstoff-Anteil von Saturn größer als der des Jupiter ist und dass Titan eine dichte Wolkendecke besitzt.

 

• Pioneer 11 startete am 6. April 1973 mit einer Atlas-Centaur-Rakete von Launch Complex 36 auf Cape Canaveral.
• Der Vorbeiflug an Jupiter fand am 3. Dezember 1974 in 43.000 km Abstand zur Oberfläche statt. Dabei gewann die Sonde rund 500 Bilder und zahlreiche Daten.
• Der Vorbeiflug an Saturn fand am 1. September 1979 in 21.000 km Abstand statt. Dabei wurden rd. 400 Bilder gemacht. Die Sonde entdeckte Details der Saturnringe und einen neuen Saturnmond. Pioneer 11 war die erste Sonde, die den Planeten Saturn passierte.
• Am 23. Februar 1990 passierte Pioneer 11 als viertes irdisches Raumfahrzeug nach Pioneer 10, Voyager 1 und Voyager 2 die Neptunbahn.
• Wegen Treibstoffmangels wurde die Mission zum 30. September 1995 eingestellt. Die NASA erhielt am 24. November 1995 eine letzte Telemetrie von Pioneer 11.

 

Die beiden interstellaren Raumsonden Pioneer 10 und Pioneer 11 wurden jeweils mit der sog. Pioneer-Plakette ausgestattet, einer goldenen Platte, die außen an der Sonde angebracht ist.

 

Die Plaketten wurden 1972 in der Hoffnung hergestellt, etwaige intelligente, außerirdische Lebensformen könnten dadurch von der Menschheit und ihrer Position im Universum erfahren. Allerdings enthält die Plakette einige Ungenauigkeiten (z.B. fehlende Ringe um Jupiter, Uranus, Neptun; sehr schemaitsche Darstellung der Frau etc.)

 

Heutzutage wäre man vielleicht mit solcher Art von Informationen eher etwas vorsichtiger... um etwaige Aliens nicht auf unsere schöne kleine Erde aufmerksam zu machen...

 

Voyager 1 ist eine Raumsonde der NASA zur Erforschung des äußeren Planetensystems und des interstellaren Raums im Rahmen des Voyager-Programms. Sie wurde am 5. September 1977 vom Launch Complex 41 auf Cape Canaveral mit einer Titan-IIIE-Centaur-Rakete gestartet. Ihre identisch aufgebaute Schwestersonde Voyager 2 war bereits 16 Tage früher auf einer anderen Flugbahn gestartet.

 

Voyager 1 flog zunächst die Planeten Jupiter und Saturn an und trat ungefähr im August 2012 als erstes von Menschen erzeugtes Objekt in den interstellaren Raum ein. SIE  lieferte die ersten hochauflösenden Bilder des Planeten, der Ringe und Satelliten. Dabei wurden erstmals Oberflächendetails verschiedener Monde sichtbar. Zudem wurden mehrere Monde neu entdeckt.

 

Am 10. November 1980 traf Voyager 1 im Kernbereich des Saturn-Systems ein, neun Monate vor ihrer Schwestersonde Voyager 2. Am nächsten Tag wurde der Mond Titan untersucht. Man hatte bereits vor der Mission von der Methan-Atmosphäre gewusst, und einige Wissenschaftler hielten es für denkbar, dass der Treibhauseffekt eventuell Leben auf der Oberfläche ermöglichen konnte. Aber bereits auf größere Distanz erkannte man die homogene Smogwolke des Mondes, die eine Untersuchung der Oberfläche unmöglich machte. Daher wurden das IRIS- und das UVS-Instrument auf den Rand der Atmosphäre ausgerichtet, um wenigstens diese genau analysieren zu können. Trotz der damals nicht untersuchbaren Oberfläche von Titan konnten über seine Atmosphäre einige neue Erkenntnisse gewonnen werden. Neben dem großen Anteil von Stickstoff wurden auch Spuren von Methan, Ethen und anderen Kohlenwasserstoffen entdeckt. Die Atmosphäre selbst wurde als sehr ausgedehnt und dicht erkannt, jedoch deutlich zu kalt für Leben. Diese Erkenntnisse machten den Mond zum primären Ziel der 1997 gestarteten Sonde Cassini-Huygens.

 

 

Nach dem Passieren des Saturns begann eine der anspruchsvollsten Phasen der Mission. Da die anderen zu untersuchenden Monde einen Orbit sehr nahe bei Saturn hatten, mussten alle drei Monde (Mimas, Dione und Rhea) sowie der ausgeprägte Planetenring innerhalb von nur zehn Stunden untersucht werden, was die Scanplattform an ihre technischen Grenzen brachte. Die Datenrate war unterdessen aufgrund der inzwischen erreichten Entfernung zur Erde auf 44,8 kbit/s gesunken, wobei schon wesentlich früher mit der Übertragung begonnen wurde als bei Jupiter, da Saturn mit Ringsystem deutlich größer ist. Im Endeffekt wurden ungefähr gleich viele Bilder gemacht wie bei Jupiter.

 

 

Es wurden zahlreiche neue Monde von geringer Größe an den Rändern der Ringe gefunden. Voyager 1 zeigte auch, dass der Planetenring von Saturn nicht homogen ist und aus vielen einzelnen Ringen besteht. Da Voyager 1 für eine genauere Untersuchung der Saturnringe keine günstige Flugbahn beschrieb und das PPS-Instrument ausgefallen war, wurde die Flugbahn der folgenden Voyager 2 umprogrammiert, um die Ringe aus einer besseren Bahn analysieren zu können.

 

 

Beim Vorbeiflug an Saturns Südpol schwenkte die Sonde auf ihre endgültige Bahn ein. Das Fly-by-Manöver veränderte die Richtung der Raumsonde und sie verließ die Ebene des Sonnensystems.

 

Die Mission der Voyager 1 gilt als einer der größten Erfolge der NASA und der Raumfahrt allgemein und sendet noch heute regelmäßig Daten zur Erde. Außerdem ist sie das am weitesten von der Erde entfernte von Menschen gebaute Objekt überhaupt und wird diesen Status auf absehbare Zeit auch behalten. Von der Erde aus betrachtet befindet sich Voyager 1 im Sternbild Schlangenträger.

 

Knapp ein Jahr nach Voyager 1, am 26. August 1981, kam die Schwestersonde Voyager 2 beim Ringplaneten an.

 

Man bekam noch mehr hochauflösende Bilder von den Monden des Saturn.

 

Durch Vergleich mit den Voyager-1-Bildern stellte man Änderungen der Atmosphäre und der Saturn-Ringe fest. Da die schwenkbare Plattform der Kamera für ein paar Tage stecken blieb, konnten einige geplante Bilder jedoch nicht gemacht werden. Bei der Atmosphäre wurden Temperatur- und Druckmessungen durchgeführt. Durch die Sonde wurden einige Monde bestätigt und man fand mehrere neue Monde nahe oder innerhalb der Ringe. Die kleine Maxwell-Lücke im C-Ring und die 42 km breite Keeler-Lücke im A-Ring wurden entdeckt.

 

Die Schwerkraft des Saturn wurde genutzt, um die Sonde in Richtung Uranus zu lenken.

 

Nach siebenjährigem Flug passierte die Raumsonde Cassini-Huygens am 11. Juni 2004 den Saturnmond Phoebe mit einem Abstand von nur 2068 km und untersuchte diesen aus der Nähe.

 

Am 1. Juli 2004 lenkte sich die Sonde auf eine Umlaufbahn um den Saturn ein.

 

Seit Anfang 2005 beobachten Wissenschaftler mithilfe von Cassini Gewitter auf dem Saturn. Vermutlich hatten die Blitze etwa 1000-mal mehr Energie als die der Erde. Die Astronomen glauben, dass dieser Sturm der stärkste war, der jemals beobachtet wurde.

 

 

Am 20. September 2006 entdeckte man anhand einer Aufnahme von Cassini einen bisher unbekannten planetarischen Ring, der sich außerhalb der helleren Hauptringe befindet, aber innerhalb des G- und E-Rings. Vermutlich stammt das Material dieses Ringes von Zusammenstößen von Meteoriten mit zwei Saturnmonden.

 

Im Oktober 2006 spürte die Sonde einen Hurrikan mit einem Durchmesser von 8.000 km auf, dessen Auge am Südpol von Saturn liegt.

 

 

Der Orbiter „Cassini“ führte eine zusätzliche Landungssonde „Huygens“ mit sich, die am 14. Januar 2005 auf dem Mond Titan landete und dabei Fotos von Methanseen auf dem Mond machte. Durch einen Bedienfehler an Cassini, der als Relaisstation zur Kommunikation mit der Erde diente, wurde aber nur jedes zweite Bild der Sonde zurück zur Erde übertragen. Cassini machte am 26. Oktober 2004 außerdem Radarfotos der Oberfläche von Titan aus einer Höhe von 1.200 km.

 

 

Am 10. März 2006 berichtete die NASA, dass Cassini unterirdische Wasserreservoirs dicht unter der Oberfläche des Mondes Enceladus gefunden habe. Cassini fand außerdem vier neue Monde des Saturn.

 

 

Cassini befindet sich zurzeit immer noch im Orbit um Saturn und führt weitere Untersuchungen durch.

 

Als Planetenschleife oder Oppositionsschleife bezeichnet man das Phänomen, dass jeder von der Erde aus gesehen äußere Planet (Mars bis Neptun) in den Monaten um seine Opposition, d. h. wenn er von der Erde aus gesehen mit der Sonne einen Winkel von 180° einschließt (= Erde und äußerer Planeten auf derselben Seite der Sonne mit dem geringst möglichen Abstand zueinander), am Sternhimmel scheinbar zurückwandert, um später seine rechtläufige Bahn wieder fortzusetzen.

 

Dies passiert, weil die Erde auf der "Innenbahn" schneller ist und den anderen Planeten überholt. Dadurch scheint der beobachtete Planet stillzustehen und seine Bewegungsrichtung sich dann umzukehren.

 

Auch die beiden inneren Planeten (Merkur und Venus) zeigen dieses Verhalten im Bereich ihrer unteren Konjunktion, weil sie dann die Erde überholen (d.h. zwischen der Erde und den inneren Planeten gibt es aus Sicht der Erde keine Opposition sondern nur eine innere Konjunktion, bei der der Minimalabstand zwischen der Erde und dem inneren Planeten erreicht wird - während aus Sicht des inneren Planeten die Erde dann in Opposition steht...).

 

 

Als "Rückläufigkeit" bezeichnet man also die scheinbare Laufrichtung der Planeten entgegen ihrer normalen Bewegungsrichtung (= Direktläufigkeit). Dann wandern sie aus Sicht der Erde in Bezug auf den Fixsternhimmel von Osten nach Westen und damit im Uhrzeigersinn. Außer Sonne und Mond wechseln aus geozentrischer Perspektive alle Planeten von Zeit zu Zeit ihre Laufrichtung.

 

Der Saturn wird etwa alle 12 1/2 Monate für etwa 4 1/2 Monate rückläufig.