Reichlich Wasser und ein Loch im Mond
Nach langer Unsicherheit ist endgültig bewiesen: Es gibt Wasser auf dem Mond, und zwar eine ganze Menge! Schon seit einiger Zeit haben sich die Hinweise darauf gemehrt. Als kürzlich die LCROSS-Sonde auf den Mond stürzte, erzeugte sie eine Einschlagswolke, die eindeutig auch Wasser enthält. Das kostbare Nass ist enorm bedeutsam für die Errichtung einer Basis auf dem Erdbegleiter. Und noch eine ungewöhnliche Entdeckung bietet interessante Möglichkeiten für die Zukunft und das Überleben auf dem Mond.
Am 9. Oktober war es soweit: Um 7.31 Uhr amerikanischer Ostküstenzeit (ET) donnerte die 2,2 Tonnen schwere LCROSS-Centaur-Raketenstufe in die karge Mondoberfläche hinein. Vier Minuten später folgte dann die dazugehörige Sonde und stürzte ebenfalls auf der kraterübersäten Begleitwelt unserer Erde ab.
LCROSS, das war der Lunar Crater Observation and Sensing Satellite, der zum Abschluss seiner lunaren Überwachungsmission gezielt in die südpolaren Region des Mondes gelenkt wurde und dort immerhin mit der zweifachen Geschwindigkeit einer Gewehrkugel aufschlug. Die heftige Kollision sollte eine Wolke des Oberflächenmaterials »loseisen«, um sie dann mit den Messinstrumenten der Schwestersonde LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) analysieren zu können und möglichst auch Wasserdampf nachzuweisen. Zehn Tage vor dem geplanten Zusammenstoß änderten die NASA-Wissenschaftler plötzlich das Zielgebiet geringfügig ab. Ursprünglich hatten sie den 48 Kilometer großen Krater Cabeus A angepeilt, eine sehr ebene Formation mit niedrigen Kraterwällen, was für einen Erfolg des Unternehmens wichtig sein würde. Denn die aufsteigende Wolke sollte möglichst schnell dem Sonnenlicht ausgesetzt und gut beobachtbar werden. Daten früherer Missionen sprachen außerdem dafür, dass der Boden von Cabeus A einen hohen Wasserstoffgehalt aufweist. So gab die NASA diesen Krater am 11. September offiziell als Einschlagsgebiet bekannt. Das Datum dieser Verlautbarung schien, nebenbei bemerkt, eher etwas unglücklich gewählt.
Die aktuellsten Daten zeigten dann allerdings doch, dass der benachbarte, rund 100 Kilometer messende Hauptkrater Cabeus noch bessere Bedingungen aufweist. Also wurde er der neue Zielkandidat. Ob er vom Wassergehalt wirklich die bessere Variante war, lässt sich im Nachhinein kaum sagen, von der Topografie her war er es aber auf jeden Fall: Per Laseraltimetrie waren die Forscher auf eine Lücke im Kraterrand gestoßen, die einen frühen Einfall von Sonnenlicht gewährleistet. Tatsächlich erzeugte der doppelte LCROSS-Absturz eine deutlich sichtbare Wolke; sie wurde nicht nur vom LRO, sondern auch von erdgebundenen Instrumenten und dem Hubble-Weltraumteleskop beobachtet.
Die Kollision erzeugte einen rund 20 Meter großen neuen Krater auf dem Mond, in einer düsteren Region des Südpols, wo einige Gebiete in ewigem Schatten liegen. Das jetzt entdeckte Wasser muss dort seit Jahrmilliarden in gefrorener Form vorgelegen haben, wahrhaft ewiges Eis! An sich ein wenig schöner Gedanke, dass ein von Menschenhand geschaffenes Raumgefährt dieses uralte Reservat nun deutlich verändert und in eine seit Jahrmilliarden unberührte Welt eingedrungen war. Doch der Mond hat ja schon mehrfach derartigen Besuch erhalten. Und bereits frühere Raumsonden konnten Hinweise auf »Mondwasser« finden, vor allem konzentriert auf die Polarregion.
M3, ein NASA-Messinstrument an Bord der indischen Sonde Chandrayaan-1, lieferte hier ähnliche Ergebnisse wie die Cassini-Sonde auf dem Weg zum Saturn oder auch das Deep-Impact-Raumschiff bei seinen wiederholten Mondpassagen im Vorfeld des Fluges zum Kometen 103P/Hartley. Der M3-Detektor an Bord von Chandrayaan untersuchte Reflektionsspektren der Mondoberfläche und fand Anzeichen für die chemische Bindung von Wasserstoff und Sauerstoff, damit also den Hinweis auf Wasser oder Hydroxyl. Jenes viel versprechende Signal steigerte sich in Richtung der polaren Regionen. Das M3-Messgerät dringt nur wenige Millimeter in den lunaren Regolith ein, jene obere, bis zu 25 Meter dicke Trümmerschicht des Mondbodens.
Auch im Mondgestein, das charakteristische, auf der Erde nicht anzutreffende Eigenschaften besitzt, fanden sich Hinweise auf Wasser in Form des Minerals Goethit. Allerdings ist immer noch ungeklärt, wie das Wasser überhaupt auf den Mond gelangte. Auch laufen derzeit die Analysen der LCROSS-Daten. Etliche Inhaltsstoffe der Wolke sind noch unbekannt. »Da steckt eine ganze Menge Zeug drinnen«, meint LCROSS-Forscher Anthony Colaprete. Nicht zuletzt könnten darunter auch organische Substanzen sein, die auf eine kometarische Herkunft des Wassers hindeuten. Endogen und somit gleichsam »hausgemacht« könnte das Wasser durch das Wechselspiel zwischen Sonnenwind und Mondgestein sein. Die silikatischen Mondfelsen und der Regolith enthalten zu 45 Prozent Sauerstoff, während schnelle Protonen von der Sonne eintreffen, mit rund einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit. Diese geladenen Wasserstoffkerne brechen die Sauerstoffbindungen an den Gesteinsoberflächen auf, so dass sowohl freier Sauerstoff als auch freier Wasserstoff nebeneinander existieren. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich hierbei auch Wasser bildet, wird hoch eingestuft.
Der LCROSS-Aufprall seinerseits lieferte nach aktuellen Angaben ungefähr 100 Kilogramm Wasser – dies aus einem Gebiet mit nur 20 Meter Ausdehnung! In der weiteren Umgebung von Cabeus dürfte es nicht viel anders aussehen. Damit findet sich auf dem Mond nachweislich die wohl bedeutendste Substanz, wie sie für eine permanente Basisstation erforderlich ist, sowohl zur Herstellung von Treibstoff vor Ort als auch zur Versorgung der ersten »Siedler«. Das Mondwasser ist nach einer Reinigung genauso trinkbar wie irdisches Wasser.
Jüngste Erwägungen und Entscheidungen der NASA sprechen nun immerhin doch vom Ziel, bis zum Jahr 2020 wieder Astronauten zum Mond zu bringen. Unterstützt werden könnte die Errichtung lunarer Außenposten noch durch eine zweite spektakuläre Entdeckung eines zunächst eher unspektakulär wirkenden Details auf der Mondoberfläche: ein ziemlich klein wirkendes rundes Löchlein in den Marius-Bergen auf der unserer Erde zugewandten Hemisphäre. Ihm waren japanische Forscher während ihrer Suche nach lunaren Lavaröhren auf die Spur gekommen. Sie untersuchten Aufnahmen der Kaguya-Sonde, die den Mond zwei Jahre umkreiste und ihre Mission dann im vergangenen Juni beendete.
Bei den vulkanischen Marius-Bergen wurden die Mondforscher dann erstmals fündig. Das ungewöhnliche, kreisrunde Loch besitzt einen Durchmesser von 65 Metern und dürfte in eine Tiefe von mindestens 80 Metern hinabführen. Da sich diese Öffnung in der Mitte einer breiten Rille befindet, gehen die japanischen Forscher davon aus, dass unterhalb jenes natürlichen »Oberlichtes« eine bis zu 370 Meter breite Lavaröhre liegt – ganz nach der Art, wie diese Gebilde auch auf der Erde entstehen, wenn die Lava einen unterirdischen Kanal bildet, an der Oberfläche bereits erstarrt und dort einen Pfropf bildet, während sie im Inneren noch flüssig bleibt. Bricht der Strom schließlich ab, kann in diesem Flusstunnel ein Hohlraum entstehen. Das Loch in den Marius-Bergen könnte ein erster Kandidat für eine solche Röhre auf dem Mond sein. Sofern sich hier tatsächlich ein riesiger Hohlraum in der Tiefe befindet, sofern dieser Raum zugänglich ist und sofern auch weitere solcher Kavernen existieren, könnten sie künftigen Mondkolonisten natürliche Schutzräume vor kosmischer Strahlung und solaren Stürmen bieten. Und was, wenn irgendwer sie bereits jetzt nutzt?
Dienstag, 17.11.2009
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