Die Wissenschaft vom Mond-Crash

30.08.06 – David Chandler

Am 3. September ist es so weit: Dann schlägt das kleine, unbemannte Weltraumgefährt SMART-1 ("Small Missions for Advanced Research in Technology") auf der Mondoberfläche ein. Es soll wichtige Daten über den Mond sammeln – unter anderem, wie sehr sich die dort häufig vorkommenden Meteoriteneinschläge auswirken.

SMART-1 wurde von der europäischen Weltraumbehörde ESA gebaut. Die Beamten haben bereits Teleskopbetreiber und Sternengucker gebeten, Bilder von dem Gefährt zu machen – insbesondere in dem Moment, zu dem es seinen spiralförmigen Niedergang auf die Mondoberfäche beginnt und in den "Lacus Excellentiae" (See der Vortrefflichkeit) stürzt, einer vulkanischen Ebene auf den südlichen, mittleren Breitengraden des Mondes.

Selbst Ferngläser könnten ausreichen, um den Lichtblitz zu erkennen, der entsteht, wenn der 366 Kilogramm schwere SMART-1 mit einer Geschwindigkeit von zwei Kilometern pro Sekunde auf die Mondoberfläche trifft. Größere Teleskope, die über Hochgeschwindigkeitskameras und Spektroskopiedetektoren verfügen, können zudem wichtige Daten über die Zusammensetzung der Mondoberfläche sammeln und beobachten, zu welchen dynamischen Prozessen es bei solchen Einschlägen im Vakuum kommt.

"Wir brauchen vor allem Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Einschlages und des dabei aufgewirbelten Materials. Mit der Spektroskopieanalyse können wir außerdem nach Spuren der an der Einschlagstelle befindlichen Mineralien suchen", erklärt Bernard Foing, der für SMART-1 zuständige Projektwissenschaftler bei der ESA.

Ähnlich wie die "Deep Impact"-Reise zum Kometen Tempel 1 im vergangen Jahr soll diese Mission mehr Informationen über die Zusammensetzung bislang unerforschter Raumoberflächen ergeben – inklusive der Stärke und der Materialzusammensetzung. Diese Daten könnten auch für eventuelle bemannte Mars-Missionen interessant sein, die derzeit frühestens für das Jahr 2018 von der NASA vorgesehen sind.

Spätere "Mond-Crashs" könnten noch ganz andere Dinge ans Licht bringen. Der Mondsatellit LCROSS ("Lunar Crater Observation and Sensing Satellite") soll die Polarregion des Erdtrabanten 2009 treffen, in der man große Mengen von Wassereis im Boden vermutet. Das Mondmaterial, das durch das Auftreffen von LCROSS freigesetzt wird, dürfte nicht nur die tatsächlich Präsenz dieses Eises nachweisen, sondern auch seine Menge abschätzen lassen. Es könnte dann, zumindest theoretisch, als Trinkwasserquelle oder gar Raketentreibstoff für zukünftige menschliche Missionen dienen.

Ein anderer vorgeschlagener Mond-Crash, den Studenten an der Brown University entwickelt haben, könnte dabei helfen, grundlegende Fragen zum natürlich vorkommenden Meteoriteneinschlag zu beantworten, der auf dem Mond, der Erde und anderen Planeten die Regel ist.

Das Projekt nennt sich FLASH ("First Lunar Appulsion Spacecraft at Hypervelocity") und wäre das erste Weltraumgefährt, das den Mond mit einer Geschwindigkeit treffen würde, die der natürlicher Meteoriten entspricht. So ließe sich dann später errechnen, wie groß ein Objekt sein muss, um eine bestimmte Helligkeit beim Einschlagblitz zu erzielen. Dies wiederum böte die Chance, endlich zu erfahren, wie viele Meteoriteneinschläge es tatsächlich auf dem luftleeren Mond gibt – eine sehr wichtige Information, falls man teure Forschungsinstrumente auf dem Himmelskörper platzieren oder gar später einmal eine Mondbasis mit menschlicher Besatzung schaffen will.

Im Vergleich zu anderen Weltraummissionen ist das Universitätsprojekt FLASH sehr preiswert: Weniger als 10 Millionen Dollar soll es kosten. Es wäre gleichzeitig das erste von Studenten gebaute Weltraumfahrzeug, das die Erdumlaufbahn verlässt, meint Peter Schultz, Experte für "Impact"-Fragen an der Brown University. Der Einschlag könnte hell genug sein, um ein detailliertes Bild der Zusammensetzung der Mondoberfläche zu erhalten. Da man die genaue Masse und lineare Geschwindigkeit des Objektes kennt, lässt sich aus dem auftretenden Blitz eine Kalibrierung vornehmen. Mit dieser wäre es dann möglich, spätere Einschlagsblitze im Hochgeschwindigkeitsteleskop genau zu deuten, sagt Schultz.

Im vergangenen November konnte Robert Suggs vom Marshall Space Flight Center der NASA einen Mondblitz mit einem nur zehn Zoll großen Teleskop beobachten – Tausende von Amateursternenguckern besitzen solche und sogar größere Geräte. Derweil untersuchen professionelle Astronomen den Mond so gut wie nicht mehr: "Wir halten ihn für etwas Bekanntes. Doch es gibt immer noch Dinge, die wir nicht wissen."

Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Astronaut auf dem Mond von einem Meteoriten getroffen wird, verschwindend gering. Wir wissen allerdings noch nicht, wie sich Mondstaub durch solche Einschläge bewegt und wie weit sich dieser verbreitet. Das Risiko dieser Staubwolken ist als nicht gering einzuschätzen – sie könnten Mondteleskopen die Sicht nehmen oder Maschinen auf dem Mond ins Getriebe gelangen. John Rummel, bei der NASA offiziell für Planetensicherheit zuständig, hält es daher für notwendig, dass es in Zukunft klare Regeln und festgelegte Abläufe für alle Nationen oder gar Privatfirmen geben muss, die Mondeinschläge planen wollen. Dazu gehört ein Zentralregister, um sicherzustellen, dass sich solche Missionen nicht gegenseitig behindern.

Die Kontaminierung mit Erregern ist auf dem Mond zum Glück kein Problem – die Oberfläche gilt als komplett steril. Ein Organismus von der Erde, der durch ein Raumfahrzeug auf den Mond gelangen würde, könnte sich nicht verbreiten oder vermehren, meint Rummel. Aus der biologischen Perspektive sei der Mond selbst nicht interessant. Für Missionen, die Mondeinschläge planten, sei derzeit nur wichtig, wo dieser Einschlag stattfände. Eine zentrale Datenbank müsse diese Regionen katalogisieren.

Sobald es auf dem Mond wissenschaftliche Einrichtungen und wieder menschliche Landungen gibt, gehe es darum, dass sich jeder vernünftig verhalte: "Die Leute müssen einfach höflich sein, wo sie ihre Gerätschaften ablegen." Nur so sei sichergestellt, meint Sicherheitsspezialist Rummel, dass man sich nicht in die Quere komme.

Übersetzung: Ben Schwan.