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Autor: Axel Orth & Karl Urban / 09. Oktober 2009, 09:20 Uhr

LCROSS und Impaktor: Einschlag in einen Mondkrater

Die NASA-Sonde LCROSS soll mit zwei gezielten Impakten Material vom Boden eines Kraters aufwirbeln, das Aufschluss über die Zusammensetzung der Südpolkrater des Mondes geben soll. Hier können Sie lesen, wie die Mission verlief. Update: Bei einer Pressekonferenz wurden vorläufige Ergebnisse der erfolgreichen Mission bekannt gegeben, die aber weniger spektakulär verlief als erwartet.

Quelle: NASA
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NASA-TV

Blick in die LCROSS-Missionskontrolle am NASA AMES-Zentrum.
(Bild: NASA-TV)
Die Mission Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) kam zustande, weil auf der Trägerrakete für den Start des Mondorbiters Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) noch Nutzlast frei war. Die NASA entschied sich daraufhin, mit der Zusatzmission die Zusammensetzung der Oberfläche in einem ständig beschatteten Krater am Mondsüdpol zu untersuchen. Die Krater stehen im Verdacht, Wassereis in größeren Mengen zu akkumulieren, was für eine dauerhaft bemannte Mondbasis ein essentieller Rohstoff wäre.

Der Impakt erfolgt in zwei Stufen. LCROSS führt die leere Centaur-Oberstufe (EDUS) mit sich, die eigentlich nur für den Einschuss in eine lunare Transferbahn zuständig gewesen ist, und hält das Gespann auf Kurs. Kurz vor dem Einschlag trennt sich LCROSS von EDUS. Diese schlägt schließlich zuerst auf und wirbelt mit ihrer großen Masse von 2,4 Tonnen eine Materialwolke auf, die LCROSS daraufhin durchfliegt, mit Instrumenten analysiert und die Ergebnisse in Echtzeit zur Erde funkt.

Nur wenige Minuten später zerschellt auch LCROSS selbst in geringer Entfernung von der Centaur und erzeugt dabei eine zweite Wolke. Beide Ereignisse werden zusätzlich vom LRO aus seinem Mondorbit und von etlichen erdgebundenen Teleskopen sowie dem Hubble Space Telescope beobachtet.

Zeitplan: Freitag, 9. Oktober 2009
  • 4:50 Uhr (MESZ): Abtrennung der Centaur-Oberstufe von LCROSS
  • 13:31:19 Uhr (MESZ): Einschlag der Centaur in den Krater Cabeus bei -84.675, 311.275 E
  • 13:32:49 bis 13:33:59 Uhr (MESZ): Maximale Helligkeit der Staubwolke erreicht
  • 13:35:45 Uhr (MESZ): Einschlag von LCROSS in Cabeus bei -84.729, 310.64 E
Aktueller Status

18:03 Uhr (MESZ)
Die Pressekonferenz wurde im Wesentlichen von dem LCROSS-Chefwissenschaftler Tony Colaprete und von Jennifer Heldmann, Koordinatorin der begleitenden Teleskope-Beobachtungskampagne, bestritten.

Colaprete zeigte sich sehr zufrieden mit der Mission. Er führte von LCROSS aufgezeichnete Bilder und Diagramme vor, die belegten, dass sowohl der EDUS-Einschlag als auch der dabei erzeugte Krater von LCROSS beobachtet werden konnten. Allerdings machte der Blitz des Einschlags nur wenige Pixel der entsprechenden Aufnahme aus. Auch der Krater war in den gezeigten Bildern nur sehr ungefähr zu erkennen.

Wesentlich eindeutiger waren die aufgezeichneten spektrometrischen Daten. Insgesamt verlief die Kurve in den letzten ca. 10 Minuten der Annäherung abfallend, da immer dunklere Gebiete ins Sichtfeld des Sensors gerieten. Zum errechneten Einschlagzeitpunkt war dann aber eine jähe, deutliche Spitze zu erkennen, und zwar in mehreren Wellenbereichen. Die Daten enthalten auch Hinweise auf einen so genannten "Natriumblitz", ein überraschender Befund, der vorher nicht erwartet worden war.

Eine spektakuläre Material-Auswurfwolke á la Deep Impact, die man sich auch von dieser Mission erhofft hat, konnte Colaprete auf keinem Bild zeigen. Er betonte aber, dass die spektrometrischen Daten für die Mission bedeutender sind als die Videoaufzeichnungen der Kameras, auch wenn diese ein größeres öffentliches Interesse auf sich ziehen. Auch ob man schon etwas zu Eis im Kraterboden sagen könne, musste er verneinen. Er wies aber darauf hin, dass die Daten der Mission bekanntlich erst drei Stunden alt sind - man werde sich nun erstmal wieder ins Labor zurückziehen und in wochen- bis monatelanger Arbeit die Daten sorgfältig analysieren. Danach könne man mehr sagen.

Heldmann stellte die überraschend lange Liste der erdbasierten Observatorien vor, die an der Beobachtungskampagne beteiligt waren. Dann zeigte sie verschiedene Standbilder und Videos der Teleskope - die aber unter dem Strich alle auf dasselbe Fazit hinaus liefen: keine Trümmerwolke.

Die anschließenden Journalistenfragen bezogen sich erwartungsgemäß vor allem auf die ausgebliebene Wolke. Dazu konnten die Wissenschaftler wenig sagen. Es sieht im Moment einfach so aus, dass eine große, spektakuläre Trümmerwolke nun mal ausgeblieben ist. Mike Wargo vom NASA-Hauptquartier wies darauf hin, dass diese Region seit Jahrmilliarden von keinem Sonnenlicht mehr erwärmt worden ist und zu den kältesten Regionen im gesamten Sonnensystem zählt. Dass sich Material unter solch extremen Bedingungen womöglich auch extrem verhält, ist wohl einleuchtend. Ob, wie erhofft, LCROSS die Wolke durchflogen hat und etwas messen konnte, konnte Colaprete noch nicht sicher sagen.

Die Frage, ob das Hubble-Weltraumteleskop, dessen Daten ja erst noch heruntergeladen werden müssen, mehr beobachtet haben könnte, beschieden Colaprete und Heldmann negativ: Da die Mondoberfläche viel zu hell für Hubble ist und seine Sensoren schädigen könnte, seien keine Bildaufnahmen gemacht, sondern nur spektrometrische Daten erfasst worden. Wie es mit anderen Weltraumteleskopen aussieht, darunter auch dem LRO, wird sich wohl in den nächsten Tagen zeigen.

13:47 Uhr (MESZ)
Um 16:00 Uhr MESZ wird eine Pressekonferenz über die vorläufigen Ergebnisse der Mission stattfinden, die auf NASA-TV live zu sehen sein dürfte.

13:36 Uhr (MESZ)
Die Missionskontrolle meldet LOS (loss of signal)! Damit ist die LCROSS-Mission ausgeführt. Mitgeteilt wurde ferner, dass eine "thermale Signatur" empfangen wurde, das heißt also, eine Bestätigung des Einschlags von EDUS. Auf den bis zuletzt auf NASA-TV übertragenen Standbildern des dunklen Kraterbodens war allerdings keinerlei Anzeichen des Einschlags zu sehen. Es bleibt abzuwarten, was die Videobilder und sonstigen Instrumentenauswertungen der nächsten Stunden zeigen werden.

13:09 Uhr (MESZ)
NASA-TV

LCROSS' Aussicht auf das Zielgebiet ca. 10 Minuten vor dem Einschlag.
(Bild: NASA-TV)
Noch 20 Minuten bis zum Einschlag. LCROSS verfügt über 4 Infrarotkameras und eine Kamera für sichtbares Licht. Letztere wird im Moment des Einschlags kurz ausgeschaltet, um nicht vom Explosionsblitz geblendet zu werden, die Infrarotkameras nehmen hingegen mit mehreren Frames pro Sekunde weiterhin auf. Ein Photometer macht gar 1.000 Messungen pro Sekunde, um den Blitz später besser analysieren zu können. 3 Minuten nach dem Einschlag von EDUS beginnt LCROSS die Auswurfwolke zu durchfliegen. Damit startet die "heiße Phase" der Mission, die nur 1 Minute dauert bis zum abschließenden Einschlag von LCROSS selbst.

12:44 Uhr (MESZ)
NASA-TV

Erstes Livebild von LCROSS während der Annäherung.
(Bild: NASA-TV)
Soeben wurde das erste Live-(Stand)Bild von LCROSS vom Mond übertragen. Der Mond ist darauf noch fast bildfüllend zu sehen.

12:39 Uhr (MESZ)
Auf NASA-TV wurde vorhin eine Bilderfolge einer LCROSS-Infrarotkamera gezeigt, auf denen verschwommen die Oberstufe kurz nach der Abtrennung im Laufe der vergangenen Nacht zu erkennen war. Die Oberstufe wanderte im Bild hin und her, ein Zeichen dafür, dass die Lageregelung von LCROSS eine Weile damit zu tun hatte, die Sonde wieder zu stabilisieren.

12:23 Uhr (MESZ)
Noch ca. 8.500 Kilometer bis zum Mondboden.

12:17 Uhr (MESZ)
NASA-TV beginnt soeben mit seiner Übertragung.

09:30 Uhr (MESZ)
Nur noch 20.380 Kilometer vom Mondentfernt bewegt sich die Sonde mit 1,28 Kilometern pro Sekunde und wartet auf den Einschlag in rund vier Stunden.

04:50 Uhr (MESZ)
LCROSS hat sich erfolgreich von der Centaur-Oberstufe getrennt. Danach wurde ein 180-Grad-Manöver durchgeführt, um den sich fortbewegenden Impaktor noch einmal zu begutachten.

NASA

Direkt nach dem Abtrennen machten Kameras im Nahinfrarot diese Aufnahme der Centaur-Oberstufe
(Bild: NASA)

02:05 Uhr (MESZ)
Die Einschlagsgenauigkeit konnte von einem Kreis mit dem Durchmesser von 20 Kilometern auf 3,5 Kilometer reduziert.

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