Der Mond ist feucht!

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Die Oberfläche des Mondes galt bislang als knochentrocken. Forscher haben jetzt aber eindeutige Beweise für Wasservorkommen auf dem Mond gefunden. Im Gegensatz zu einer jahrzehntelangen Annahme kommen Wasser oder wasserähnliche Verbindungen nicht nur in den Schatten tiefer Krater an den Polen vor, sondern nahezu überall auf dem Erdtrabanten, berichten Wissenschaftler in der heutigen Ausgabe der Fachzeitschrift "Science". Auch der NASA war diese Erkenntnis eine eigene Pressekonferenz wert. Messungen von gleich drei Raumsonden zeigten deutliche Absorptionen im Infrarotbereich, die sich nach Ansicht der Forscher nur durch Wasser (H2O) oder Hydroxyl (OH) erklären lassen. Der Wasseranteil an der optischen Oberfläche des Mondes könnte demnach bis zu 0,5 Gewichtsprozente betragen. Die Wissenschaftler warnen allerdings gleichzeitig vor zu hohen Erwartungen. "Wenn wir über Wasser auf dem Mond sprechen, sind damit weder Meere noch Ozeane und noch nicht einmal Pfützen gemeint", sagt Carle Pieters von der Brown University.

"Das Ergebnis der jetzt veröffentlichten Untersuchungen ist deswegen so erstaunlich, weil Wasser überall auf der Mondoberfläche vorhanden scheint", so Lawrence Taylor, Wissenschaftler an der Universität von Tennessee, der "New York Times". Er war an der Analyse von Daten eines NASA-Instruments an Bord des indischen "Chandrayyan-1"-Satelliten beteiligt. Die anderen Informationen stammen von der "Cassini"-Sonde und der Sonde "Deep Impact" (jetzt "Epoxi") der NASA. Vage Hinweise auf Wasser gab es schon seit längerem. Bereits vor 40 Jahren brachten Apollo-Besatzungen Gesteinsproben zur Erde mit. Die darin nachgewiesene Feuchtigkeit wurde aber auf Verunreinigungen durch die Apollo-Kapsel zurückgeführt, weil ein Behälter undicht gewesen sei, so Taylor.

Die Infrarot-Spektroskopie-Daten aller drei Sonden zeigen übereinstimmend eine deutliche Absorption an der Mondoberfläche bei einer Wellenlänge von drei Mikrometern. An dieser Stelle liegt eine wichtige Schwingungs-Absorptionslinie der OH-Gruppe, die als außerordentlich empfindlicher Indikator für die Anwesenheit von Wasser oder Hydroxyl gilt. Die Forscher sind sich deshalb sicher, dass die Messungen tatsächlich die Anwesenheit von Wasser an der Mondoberfläche beweisen.

Diese Bilder zeigen einen jungen Mondkrater auf der erdabgewandten Seite, aufgenommen vom "Moon Mineralogy Mapper"-Instrument der NASA auf der indischen Mondsonde Chandrayaan-1. Die linke Aufnahme ist bei kurzen infraroten Wellenlängen entstanden. Das rechte Bild zeigt die Verteilung wasserreicher Mineralien (hellblau) um den Krater. Wasser- und Hydroxyl-reiches Material wurde vor allem im Auswurfmaterial gefunden. (ISRO, NASA, JPL-Caltech, USGS, Brown Univ.)

Unklar ist indes, woher das Wasser auf dem Mond überhaupt stammt. Eine Ausgasung aus dem Mondinneren würde die Frage aufwerfen, warum die Mondproben keine Veränderungen durch den Einfluss von Wasser zeigen. Die Forscher vermuten daher, das der Sonnenwind, einen entscheidenden Beitrag leistet. Die Protonen des Sonnenwinds, positiv geladene Wasserstoff-Atomkerne, könnten, so diese These, mit im Gestein gebundenen Sauerstoff zu Hydroxyl und Wasser reagieren.

Die Forscher hoffen nun auf weitere Erkenntnisse über die Wasservorkommen auf dem Mond. Die jetzige Entdeckung steigert nach ihrer Ansicht auch die Chancen, in Regionen an den Polen des Erdtrabanten, die im ewigen Dunkel liegen, größere Mengen an Eis zu finden. Denn in diesen Kältefallen könnte sich aus dem Gestein ausgasender Wasserdampf niederschlagen und gefrieren. Daten darüber könnten bereits am 9. Oktober bei der NASA einlaufen. Denn an diesem Tag stürzt der "Lunar Crater Observing and Sensing Satellite" (LCROSS) in einem Kamikazeflug auf die Mondoberfläche. Die Sonde könnte mit ihrem Einschlag die Existenz von Wasser auf dem Mond erneut bestätigen und Aufschluss darüber geben, ob sich kühles Nass unter seiner Oberfläche verbirgt.

Quelle: NASA
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LCROSS zielt auf den Mond

Die NASA schickt sich an, viel Staub aufzuwirbeln - Mondstaub um genau zu sein. Im Rahmen der Mission LCROSS (Lunar Crater Observation Sensing Satellite) soll dafür der Mond "beschossen" werden, in der Hoffnung, dass neben dem Staub auch Wasser freigelegt und nachgewiesen werden kann. Wasser auf dem Mond zu finden ist sicherlich eines der wichtigsten Ziele der Monderkundung, denn dieses Wasser wäre für zukünftige Mondfahrer eine überaus nützliche Resource.

Der Satellit LCROSS startete gemeinsam mit dem Satelliten LRO (Lunar Reconnaisance Orbiter) mit einer Centaur-Rakete. Die Oberstufe der Rakete, mit der die beiden Satelliten zum Mond aufbrachen, wurde entgegen der üblichen Vorgehensweise nicht von LCROSS getrennt. Stattdessen soll diese Oberstufe nun als Projektil verwendet werden. Sie wird auf dem Mond stürzen und hoffentlich viel Material aufwerfen. LCROSS wird durch diese Materialwolke fliegen und Daten sammeln, bevor LCROSS selbst auf dem Mond stürzt. Teleskope auf der Erde und im Erdorbit werden dieses Ereignis ebenfalls beobachten.

Wo auf dem Mond soll dieses Ereignis stattfinden? The winner is ... Cabeus A!

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Der Krater liegt im Bereich des Mondsüdpol. Aufgrund der Lage auf dem Mondglobus und der Topografie gibt es hier Regionen, die nie von der Sonne beschienen werden. An solchen Stellen könnte sich Wassereis langfristig halten, Wasser, das möglicherweise von Kometen eingetragen wurde. Warum viel die Wahl des LCROSS-Teams gerade auf Cabeus A?

"The selection of Cabeus A was a result of a vigorous debate within the lunar science community that included review of the latest data from Earth-based observatories and our fellow lunar missions Kaguya, Chandrayaan-1, and the Lunar Reconnaissance Orbiter,"

sagt der verantwortliche Wissenschaftler Anthony Colaprete. Entscheidend für die Wahl waren Faktoren wie die Lage auf dem Mond, die zum Zeitpunkt des Aufschlags eine gute Beleuchtungssituation der Materialwolke erwarten lässt. Außerdem ist der Kraterboden eben, mit wenig störenden Felsen und relativ flachen Hängen. Diese Topographie sollte sich günstig auf die Ausbildung einer großen Materialwolke auswirken.

Hinzu kommt, dass Daten der Mondsonde Lunar Prospector und dem Lunar Reconnaisance Orbiter zeigen, dass es im Krater Cabeus A eine lokale Konzentration von Wasserstoff gibt. Natürlich muss dieser Wasserstoff nicht zwingend als Wasser vorliegen. Die Karte unten zeigt das lokale Wasserstoffvorkommen.

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Am 9. Oktober soll der Einschlag stattfinden, dann wissen wir mehr.

Übrigens: Die LCROSS-Mission wurde nachträglich dem kürzlich verstorbenen Fernsehmoderator Walter Cronkite gewidmet. Der populäre Journalist brachte den Amerikanern ihr eigenes Raumfahrtprogramm näher und das von Anfang an. Er begleitete die US-Bürger durch diverse emotionale Momente, allem voran das Attentat auf J.F. Kennedy und der ersten Landung auf dem Mond. So erwarb er sich den Titel The Most Trusted Man in America. Sein Satz And that's the way it is, mit dem er seine Moderationen zu beenden pflegte, wurden zum geflügelten Wort in den USA (man schaue sich die Simpsons mal im englischen Original an).

Quelle: NASA/LCROSS
Alle Bilder: NASA

Mond, Mond, Mond!

Der gestrige Start der Atlas-V (Foto: NASA/Tom Farrar, Kevin O'Connell) war einen Tag verschoben werden, denn am Mittwoch sollte eigentlich der zweite Anlauf des Spaceshuttle-Liftoffs erfolgen. An Bord der Rakete: gleich zwei Mondsonden – der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) und der Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (Lcross).

Letzterer wird am 9. Oktober den Einschlag der Centaur-Oberstufe beobachten, durch die Wolke fliegen, die der Aufprall auf den Mondboden aufwirft und sie analysieren, bevor Lcross sich selbst wenige Minuten später ungebremst in den Grund bohrt.

LRO wird dagegen den Mond in einer Höhe von nur fünzig Kilometern bis mindestens Mitte nächsten Jahres umkreisen. Wie der Kommentator des Starts angibt, um (unter anderem) einen geeigneten Platz für eine dauerhafte Station zu suchen, die um 2020 errichtet werden soll (Hab ich da was verpasst? Hat Obama dafür schon grünes Licht gegeben? Zudem muss der Senat noch die Ernennung von Bolden und Garver als NASA-Chefs vornehmen).

Jedenfalls ist dies der erste US-amerikanische Start zu unserem Trabanten seit Lunar Prospector vor einem Jahrzehnt. Zu Gunsten des Mars war der Mond einfach irgendwie außer Mode gekommen zu sein. Aber er hält immer noch die eine oder andere Überraschung in petto. So gesehen beim Interstellar Boundary Explorer (Ibex). Diese NASA-Sonde beobachtet eigentlich die Vorgänge am Rand des Planetensystems, wo der Sonnenwind auf die interstellare Materie prallt. Die energiereichen Teilchen – überwiegend Protonen – schlagen jedoch auf dem Weg dorthin auch auf dem Mond ein, sammeln Elektronen ein und der entstehende Wasserstoff wurde jetzt von Ibex nachgewiesen (Abb.: SwRI).

Es scheint noch viele offene Fragen beim Mond zu geben, die wohl auch in "Der Mond" von den DLR-Experten Jaumann und Köhler angesprochen werden. Leider hab ich das Buch – ein echtes Pfund! – noch nicht gelesen, werde es aber demnächst rezensieren. Wer nicht so lange warten möchte, kann mal bei Komologger Stefan Oldenburg rein schauen (Abb.: Fackelträger-Verlag).

Nachtrag: Einen Punkt habe ich glatt vergessen, will ihn jedoch noch nachreichen. Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute haben eine Methode entwickelt, wie sich eine Mondfinsternis täuschend echt am Computer nachstellen lässt. Im Zeitalter von Plantariumsprogrammen hört sich das nach nichts besonderem an, ist es aber. Die genaue Färbung und Verdunkelung hängt nämlich empfindlich von den Schwebstoffen in der Atmosphäre ab. "a)" ist eine Fotografie der Mondfinsternis vom 21.2.2008, "b)" ist eine Simulation ohne atmosphärischen Staub, "c" mit leichten Aerosolen und "d" mit reichlich Staub (Credit: Rensselaer/Yapo).

Noch ein Nachtrag: eines der letzten Fotos von Kaguya vor ihrem Einschlag vor zwei Wochen.