Im Juni 1986 erlebten Planetenforscher einen Heureka-Moment. Denn sie waren zum ersten Mal einig, wie die Erde zu ihrem ungebührlich großen Mond gekommen ist. Diese Erklärung gilt bis heute als das wahrscheinlichste Szenario: Kurz nach der Entstehung der Erde vor rund 4,5 Milliarden Jahren stieß ein marsgroßer Planet mit der Protoerde zusammen. Aus dem verdampften Gestein, das dabei ins All geschleudert wurde, bildete sich wenig später der Mond.

Karl erzählt in dieser Folge, wie es zu diesem Heureka-Moment kam – denn nur wenige Jahre zuvor war die Forschungswelt noch hochgradig zerstritten, was die Entstehung des Mondes anging. Mindestens eine Handvoll Hypothesen war im Rennen. Man diskutierte, ob der Mond sich von der Erde durch allzu große Fliehkraft abgespalten hatte oder ob er friedlich an der Seite der Erde aus dem Urnebel gewachsen war. Andere glaubten an ein eingefangenes Objekt aus der kosmischen Nachbarschaft – oder sogar an eine natürliche, nukleare Explosion tief im Erdinneren nahe dem Erdkern.

Schon in den 1940er Jahren war dem kanadischen Geologen Reginald Daly aufgefallen, dass die mittlere Dichte des Mondes recht genau der Dichte des Erdmantels entspricht. Aber erst die astronautischen Mondlandungen des Apollo-Programms und die Proben verschiedener Raumsonden brachten ab 1969 Gewissheit: Erdmantel und Mond müssen aus dem gleichen Urmaterial entstanden sein. Gleichzeitig besitzt der Mond nur einen winzigen Eisenkern. Alles zusammen wirkte wie ein Sieb für die diversen Modelle der Mondentstehung. Übrig blieb am Ende nur der große Einschlag.

Trotz der klaren Hinweise bleiben bis heute einige Fragen offen. Zum Beispiel ist weiter unklar, warum zwar der Fingerabdruck der Sauerstoff-Isotope in Erdmantel und Mond sehr gut übereinstimmen – immerhin das häufigste Element von Erde und Mond – aber einige Spurenstoffe teilweise radikal abweichen. Dazu gehört der Anteil von Eisen und anderen Metallen, aber auch von flüchtigen Stoffe wie Wasser oder Kohlendioxid. Herausfordernd für die heutige Forschung ist vor allem das Wachstum des Mondes direkt nach dem großen Einschlag, bei dem es ziemlich heiß hergegangen sein muss.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf Apple Podcasts oder Spotify zu finden.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• AstroGeo Podcast
• Entstehung des Mondes
• Mond

Der Beitrag AstroGeo Podcast: Wie ist der Mond entstanden? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Der Trabant der Erde entstand aus den Trümmern, die bei der Kollision mit einem Protoplaneten aus der jungen Erde geschlagen wurden. Dabei heizte sich der Mond so stark auf, dass er einen über tausend Kilometer tiefen Magmaozean bekam, der in 200 Millionen Jahren auskristallisierte. Mit neuen Modellrechnungen konnten Planetologen vom DLR und von der Universität Münster diese Ereignisse mit der Zeit der Mondentstehung in Verbindung setzen. Sie fanden heraus, dass der Mond vor 4,425 Milliarden Jahren entstand, fast 100 Millionen Jahre später, als bisher angenommen.

Die Geburtsstunde des Mondes schlug etwas später, als bisher vermutet. Sie ereignete sich, als ein marsgroßer Protoplanet bei der Kollision mit der jungen Erde zwar zerstört wurde, aber aus den Trümmern dieser Katastrophe ein neuer Körper entstand – der Mond. Planetengeophysiker um Maxime Maurice vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) haben nun mit einem neuen numerischen Modell rekonstruiert, wann dies geschah: vor 4,425 Milliarden Jahren. Die bisherigen Annahmen für die Entstehung des Mondes gingen von 4,51 Milliarden Jahren aus, also 85 Millionen Jahre früher als jetzt berechnet. Der Mond ist also fast 100 Millionen Jahre jünger, als bisher angenommen. Davon berichten die Wissenschaftler heute im Wissenschaftsmagazin Science Advances.

Das Sonnensystem war vor viereinhalb Milliarden Jahren noch eine ziemlich chaotische Welt. Die Erde wuchs gerade zu ihrer heutigen Größe heran: Der Planet, auf dem wir heute leben, sammelte noch immer Materie in Form von so genannten ‚Planetesimalen‘ auf, die sich zuvor in der die junge Sonne umkreisenden Scheibe aus Staub und Gas gebildet hatten. Die junge Erde konsolidierte, dabei wurde sie in ihrem Inneren ständig heißer. Immer größere Anteile des Gesteinsmantels schmolzen auf und bildeten einen Magmaozean. Zu jener Zeit bekam die Erde auch ihren Trabanten, der sie bis heute umkreist. Er ist das Ergebnis einer gewaltigen kosmischen Kollision der Erde mit einem Protoplaneten, bei dem Gestein aus der jungen Erde herausgeschleudert wurde und sich zu einem neuen planetaren Körper zusammenballte, dem Mond.

Über die Entstehungsgeschichte sind sich die meisten Wissenschaftler im Prinzip zwar einig, nicht aber über den Vorgang im Einzelnen und vor allem nicht über den Zeitpunkt. „Das Ergebnis unserer Modellierungen legt nahe, dass die junge Erde rund 140 Millionen Jahre nach der Geburt des Sonnensystems vor 4,567 Milliarden Jahren von einem Protoplaneten getroffen wurde. Das geschah nach unseren Berechnungen vor 4,425 Milliarden Jahren – mit einer Unsicherheit von 25 Millionen Jahren,“ fasst Maxime Maurice vom Berliner DLR-Institut für Planetenforschung und Erstautor der Studie die Untersuchungen zusammen. „Das war die Geburtsstunde des Mondes.“

Die Entwicklung der Erde zu einem Planeten war zu diesem Zeitpunkt gerade abgeschlossen. In deren Verlauf sanken im Inneren der Erde die schweren, metallischen Bestandteile ins Zentrum und bildeten einen Kern aus Eisen und Nickel, der nun von einem mächtigen Mantel aus silikatischen Gesteinen umgeben war. Die Mantelgesteine wurden durch die ‚Akkretion‘, dem Zusammenballen der Materie, und der Wärme aus dem Zerfall radioaktiver Elemente immer heißer, so dass eine Trennung von Metall und Silikat im Inneren der Erde innerhalb von einigen Zehnermillionen Jahren stattfinden konnte.

Ein planetarer Volltreffer als Geburtsstunde des Mondes
In diesem Stadium wurde die Erde von einem vielleicht marsgroßen Protoplaneten getroffen, der unter dem Namen Theia in der Sonnensystemforschung kursiert; Theia ist in der griechischen Mythologie eine der Titaninnen und die Mutter der Mondgöttin Selene. In der Frühzeit des Sonnensystems dürften zahlreiche Körper dieser Art existiert haben: Zum Teil wurden sie aus dem Sonnensystem hinausgeschleudert, oder aber sie wurden durch Kollisionen mit anderen Körpern zerstört. Theia indes traf die Erde mit voller Wucht und schleuderte so viel Material aus dem Erdmantel, dass sich daraus der Mond formen konnte. Bei diesem heftigen Aufprall bildete sich auf der frühen Erde ein Magmaozean aus glühend heißem, geschmolzenen Gestein von mehreren tausend Kilometern Tiefe. Von Theia gibt es nach dieser gewaltigen Kollision heute keine Spuren mehr, die man nachweisen könnte.

Um die bei diesem Ereignis ausgelöste Entstehung des Mondes nachvollziehen zu können, erfordert es einiges an Vorstellungsvermögen und Phantasie: Die Kollision der beiden Körper verdampfte mit ihrer gewaltigen Energie auch eine riesige Menge an Gestein aus dem frühen Erdmantel. Es wurde herausgeschleudert und sammelte sich in einem Ring aus Staub um die Erde, ehe es sich dort wieder zu Gestein zusammenballte. „Daraus entstand in kurzer Zeit, in vermutlich nur wenigen Tausend Jahren, der Mond“, erklärt Professorin Doris Breuer vom DLR und Co-Autorin der Studie.

Das älteste Mondgestein ist nicht alt genug
Über die Entstehungsgeschichte des Mondes herrscht unter Wissenschaftlern weitgehend Einigkeit. Allerdings konnten sie bis jetzt die Entstehung des Mondes nicht genau datieren, da es keine von den Astronauten der sechs Apollo-Missionen und den drei robotischen sowjetischen Luna-Missionen zur Erde gebrachten Mondgesteine gibt, die das Entstehungsalter des Erdtrabanten direkt konservieren. Mithilfe einer neuen, indirekten Methode haben die Forscher vom DLR und der WWU rekonstruiert, wann der Mond entstanden ist. „Unsere Berechnungen zeigen, dass dies höchstwahrscheinlich ganz am Ende der Erdentstehung geschah“, schildert Sabrina Schwinger, eine weitere Co-Autorin der Studie den zeitlichen Ablauf.

Nicht nur die Erde hatte in ihrer frühen Jugend einen Magmaozean. Auch im jungen Mond konnte sich durch Akkretionsenergie ein Magmaozean entwickeln. Der Mond schmolz fast vollständig auf und wurde, wie auch die Erde, von einem möglicherweise über tausend Kilometer tiefen Magmaozean bedeckt. Dieser Magmaozean begann zwar schnell zu kristallisieren und bildete an der Oberfläche, der ‚Schnittstelle‘ zum kalten Weltall, eine Mondkruste aus aufschwimmenden leichten Kristallen. Aber unter dieser isolierenden Kruste, die das weitere Abkühlen und Auskristallisieren des Magmaozeans bremste, blieb der Mond noch lange geschmolzen. Bisher konnten Wissenschaftler nicht feststellen, wie lange es dauerte, bis der Magmaozean vollständig kristallisiert war – weshalb sie auch nicht ausmachen konnten, wann sich der Mond ursprünglich bildete.

Für die Berechnung der Lebensdauer des Magmaozeans des Mondes verwendeten die Wissenschaftler in ihrer aktuellen Studie ein neues Computermodell, das erstmals die Vorgänge bei der Kristallisation des Magmaozeans umfassend berücksichtigte. „Die Ergebnisse des Modells zeigen, dass der Magmaozean des Mondes langlebig war und es fast 200 Millionen Jahre dauerte, bis er vollständig zu Mantelgestein auskristallisierte“, betont Maxime Maurice. „Die Zeitskala ist viel länger als in früheren Studien berechnet“, ergänzt DLR-Kollege Dr. Nicola Tosi, zweiter Autor der Studie und Betreuer der Doktorarbeit von Maxime Maurice, deren Ergebnis in dieser Studie zusammengefasst ist. „Ältere Modelle gingen von einer Kristallisationsdauer von nur 35 Millionen Jahre aus.“

Kristallisationsmodelle zeigten das Alter des Mondes – und der Erde
Um auch das Alter des Mondes zu bestimmen, mussten die Wissenschaftler noch einen Schritt weitergehen. Sie berechneten, wie sich die Zusammensetzung der magnesium- und eisenreichen Silikatmineralien, die sich während der Kristallisation des Magmaozeans bildeten, mit der Zeit veränderte. Das Ergebnis: Die Forscher stellten eine kontinuierliche Veränderung der Beschaffenheit des verbleibenden Magmaozeans im Laufe der fortschreitenden Kristallisation fest. Diese Erkenntnis ist von Bedeutung, da die Autoren so die Bildung verschiedener Gesteine vom Mond mit einem bestimmten Stadium in der Entwicklung seines Magmaozeans in Verbindung bringen konnten. „Durch den Vergleich der gemessenen Zusammensetzung der Mondgesteine mit der vorhergesagten Zusammensetzung des Magmaozean aus unserem Modell konnten wir die Entwicklung des Ozeans bis zu seinem Ausgangspunkt, dem Entstehungsalter des Mondes, zurückverfolgen“, erklärt DLR-Planetenforscherin Sabrina Schwinger.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler zeigen, dass der Mond vor 4,425±0,025 Milliarden Jahren entstanden ist. Dieses genaue Alter des Mondes stimmt bemerkenswert gut mit einem zuvor aus dem Verhältnis von irdischen Uran- und Bleiisotopen bestimmten Alter für die Bildung des metallischen Erdkerns überein, mit dem die Entstehung des Planeten Erde ihren Abschluss fand. „Es ist das erste Mal, dass das Alter des Mondes direkt mit einem Ereignis in Verbindung gebracht werden kann, das ganz am Ende der Erdentstehung passierte, nämlich der Entstehung des Kerns der Erde“, betont Prof. Dr. Thorsten Kleine vom Institut für Planetologie in Münster.

Förderung:
Die Arbeiten wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Transregio 170 „Späte Akkretion auf terrestrischen Planeten“ und der Helmholtz-Nachwuchsgruppe „Early Dynamics of the terrestrial planets“ durchgeführt und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert.

Originalpublikation:
M. Maurice, N. Tosi, S. Schwinger, D. Breuer, T. Kleine (2020). A long-lived magma ocean on a young Moon. Science Advances; DOI: 10.1126/sciadv.aba8949

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mond

Der Beitrag DLR: Mond fast 100 Millionen Jahre jünger erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2013.

Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, so die allgemein anerkannte Theorie zur Entstehung des Erdmondes, kollidierte ein etwa marsgroßer, mit dem Namen Theia belegter Protoplanet mit der noch jungen Erde. Aus den Trümmern, welche bei diesem Ereignis in den Erdorbit geschleudert wurden, bildete sich kurz darauf unser Mond. Noch während der Apollo-Missionen wurde allgemein davon ausgegangen, das es sich bei dem Mond um einen staubtrockener Himmelskörper handelt, der aufgrund der unwirtlichen Umweltbedingungen – der Mond ist von einer nur äußerst dünnen Exosphäre umgeben und zwischen Tag und Nacht herrschen extreme Temperaturunterschiede – kein Wasser binden kann.

In den letzten Jahren zeigten jedoch sowohl die Untersuchungen der von den US-amerikanischen Astronauten vom Mond zurückgebrachten Bodenproben als auch die Analysen verschiedener Mondsonden, dass sich auf dem Mond sehr wohl Wasser befindet. Dieses ist teilweise in Form von Wassereis in verschiedenen tiefen Kratern abgelagert, welche sich in der Südpolregion des Mondes befinden, und die nicht vom Sonnenlicht erreicht werden. Eine weitere Quelle des Mondwassers befindet sich dagegen in dessen Inneren und ist dort in der Kristallstruktur des Mondgesteins gebunden.

Woher stammt dieses Wasser?
Ein Teil dieses Wassers wurde im Laufe der Jahrmilliarden sehr wahrscheinlich durch Asteroiden und Kometen zum Mond transportiert und dort bei den Einschlägen dieser Objekte freigesetzt. Eine neue Studie zeigt jetzt jedoch, dass zumindest ein Teil des Mondwassers von der noch jungen Protoerde stammt, wo es sich bereits vor der Kollision mit Theia befunden hat. Für ihre Studien untersuchte ein von Jessica Barnes von der Open University in Großbritannien geleitetes Team den Wasseranteil in dem Mineral Apatit – einem Calciumphospatmineral – welches aus der Kruste des Mondes stammt.

„Dies sind einige der ältesten Gesteine, die uns vom Mond zur Verfügung stehen und sie sind deutlich älter als die ältesten irdischen Gesteine. Das hohe Alter macht diese Gesteinsproben zu den geeignetsten Objekten, um den Wasseranteil zu ergründen, über den der Mond unmittelbar vor seiner Bildung vor etwa 4,5 Milliarden Jahren verfügte“, so Jessica Barnes.

Das Team stellte fest, dass das Mondgestein wesentlich größere Mengen an Wasser enthält als zuvor angenommen, und das dieses Wasser in der Kristallstruktur des Apatits gebunden ist. Durch die Analyse der Isotopensignaturen des Wassers konnten zudem dessen potentiellen Quellen identifiziert werden.

„Das in dem Apatit gebundene Wasser weist Isotopensignaturen auf, welche sehr stark den Signaturen des irdischen Wassers ähneln. Diese bemerkenswerten Gemeinsamkeiten deuten sehr darauf hin, dass das Wasser im Erde-Mond-System über einen gemeinsamen Ursprung verfügt“, so Jessica Barnes weiter.

Die einfachste Erklärung für diese Gemeinsamkeit, so die Wissenschaftler, besteht darin, dass dieses Wasser bereits auf der Proto-Erde vorhanden war, als es zu der Kollision mit Theia kam. Trotz der dabei auftretenden hohen Temperaturen hat es sich nicht verflüchtigt, sondern blieb weiterhin in dem ins Weltall geschleuderten irdischen Gestein gebunden bis sich aus dieser Trümmerwolke schließlich der Mond formte.

Die hier kurz erläuterten Forschungsergebnisse von Jessica Barnes und ihren Kollegen wurden am gestrigen Tag auf dem European Planetary Science Congress 2013, einer gegenwärtig in London stattfindenden Fachtagung der Planetenforscher, vorgestellt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mond

EPSC 2013:

• Investigating the H2O content and H isotopic composition of the primitive lunar magma ocean (LMO) cumulates (engl.)

Der Beitrag Wasser auf Erde und Mond haben den gleichen Ursprung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: NASA, MIT, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Die GRAIL-Mission, bestehend aus zwei nahezu baugleichen Einzelsonden, wurde im September 2011 von der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA gestartet. Nach mehrmonatiger Reise auf einer komplexen, aber energiesparenden Flugbahn über den L1-Punkt des Sonne-Erde-Systems, trafen beide Raumfahrzeuge zum Jahreswechsel 2011/2012 im Mondorbit ein. Ebb und Flow, so ihre Bezeichnungen, begannen schließlich ab März des vergangenen Jahres ihre wissenschaftliche Mission in einer kreisförmigen, fast polaren Umlaufbahn nur 55 Kilometer über der Mondoberfläche und im Abstand von 175 bis 225 Kilometern zueinander. Bereits Mitte Dezember endete ihr Einsatz planmäßig mit einem gezielten Absturz auf der Mondoberfläche. Aus den Wirkungen der beiden Einschläge auf das Oberflächenmaterial unseres Trabanten wurden nochmals, mithilfe von Beobachtungen des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), letzte Daten gewonnen.

Größter Erfolg der Mission, so die Bekanntgabe der NASA vor zwei Tagen, ist wohl die bislang präziseste Vermessung des lunaren Schwerefelds. Sie lässt weitreichende Rückschlüsse auf den inneren Aufbau und die Zusammensetzung des Mondes zu. Unter anderem die Apollo-Astronauten hatten ab den späten 1960er Jahren Pionierarbeit für diese geologische Erforschung unseres nächstgelegenen Himmelskörpers geleistet. Etwa zur selben Zeit wurde auch erstmals festgestellt, dass unter verschiedenen Gebieten seiner Oberfläche ungewöhnlich dichte Materialansammlungen, sogenannte „mascons“, lokalisiert waren. Schon relativ bald war man sich einig, dass diese Dichteanomalien die Folge größerer Einschläge auf dem frühen Mond sein mussten, bei denen die verhältnismäßig leichte, dünne Kruste des Himmelskörpers durchschlagen, und mit schwererem Mantelmaterial vermischt wurde.

Unklar war bislang, wie genau diese Durchmischung vonstatten gegangen war. Für möglich gehalten wurden als Einflussfaktoren sowohl, dass dichtes Lavamaterial die Einschlagskrater in der Kruste von unten auffüllte, als auch die Aufwölbung schweren Mantelgesteins durch die Wucht des Aufpralls um dessen Zentrum.

Die Gravitationskartierung von GRAIL bringt diesbezüglich größere Klarheit und zeigt nun, dass die Masseverteilung um die Orte der Impakte eine doppelte Ringstruktur aufweist. Unter dem Zentrum der beobachtbaren Krater befindet sich demnach ein punktueller Bereich großer Dichte als Folge von Materialaufschmelzung beim Auftreffen eines Asteroiden. Er ist von einem ringförmigen Abschnitt relativ leichten Materials umgeben. An diesen inneren Kranz schließt sich wiederum ein äußerer Ringbereich mit erneut dichtem Gestein an.

Ebb und Flow führten ihre Messungen durch exakte Bestimmung des gegenseitigen Abstandes während ihres Tandemflugs durch. Bereits minimale Veränderungen in dieser Distanz ließen sich auf eine lokal veränderte Gravitation und damit Dichteabweichung unter der überflogenen Lunar-Oberfläche zurückführen. Zur Interpretation der Daten wurden außerdem bisher schon bekannte Fakten über die Mondgeologie, sowie Computersimulationen der Impakt-Ereignisse vor mehreren Milliarden Jahren verwendet.

Zukünftig, so die Forscher, könnten GRAILs Ergebnisse helfen, mondnahe Raummissionen und ihre Flugbahnen exakter als bisher auf die Gravitationscharakteristika unserer Trabanten abzustimmen. Weiterhin ließe sich das neue Verständnis von „mascons“ auf andere Himmelskörper, etwa den Mars oder den Merkur, übertragen. Sie verfügen nach bisherigem Wissensstand über ähnliche Gravitationsanomalien wie der Erdmond.

Diskutieren Sie mit:

• GRAIL
• Mond

Der Beitrag Das Innere des Mondes erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Dies gab die NASA am 17. Mai bekannt. Mittlerweile sucht man seit 8 Jahren speziell nach derartigen Ereignissen, der Einschlag vom 17. März war bisher der hellste. Von der Erde aus hätte man die sekundenlange Leuchterscheinung sogar durch Zufall mit bloßem Auge beobachten können, erreichte der Lichtblitz doch eine Helligkeit der Magnitude 4. Er war damit in etwa so hell wie der sogenannte Augenprüfer, der Stern Alkor, der in geringem Abstand zu Mizar in der Deichsel des Großen Wagen zu sehen ist.

Bill Cooke vom Meteoroid Environment Office der NASA: „Am 17. März traf ein Objekt der Größe eines kleinen Felsbrockens die Mondoberfläche im Mare Imbrium. Es explodierte in einem Blitz, der nahezu 10-mal heller war, als alles, was wir bisher gesehen haben.“

Das Projekt verzeichnet mittlerweile Hunderte Meteoroideneinschläge auf dem Mond. Man schätzt die Größe des Brockens vom 17. März auf 30 bis 40 cm und die Masse auf etwa 40 kg. Die Einschlaggeschwindigkeit lag zudem bei etwa 90.000 km/h. Der entstandene Krater könnte einen Durchmesser um 20 Meter aufweisen und wäre damit ein gutes Ziel für die Kameras des Lunar Reconnaissance Orbiters, eines Mondsatelliten der NASA mit einer besonders hochauflösenden Optik und Elektronik.

In der Nacht des 17. März verzeichneten Kameras der NASA und der Universität von West-Ontario im Rahmen einer kompletten Himmelsüberwachung auch auf der Erde eine ungewöhnlich hohe Anzahl von tief eindringenden, also schnellen Meteoriten. Diese bewegten sich offenbar auf ähnlichen Bahnen wie der Himmelskörper, der den hellen Mondeinschlag verursachte. Bill Cooke vermutet einen Zusammenhang.

Ein Ziel des Mondüberwachungsprogramms, welches im Jahre 2005 ins Leben gerufen wurde, ist, neue Meteoritenströme mit potentiell für die Erde gefährlichen Bahnen im All aufzuspüren. Offenbar hat man nun durch die Sternschnuppen auf der Erde und den Einschlag auf dem Mond einen Kandidaten gefunden.

Diskutieren Sie mit:

• Mond (ab 21.05.2013)

Der Beitrag Heller Meteoriteneinschlag auf dem Mond erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Lars-C. Depka. Quelle: Sunshine et.al, Cassini Science Team, Rich Zurek, Lars-C. Depka.

Gleich zwei Befunde von Wasser in unterschiedlichen Aggregatszuständen bzw. Erscheinungsformen lassen aufhorchen: Zwar größere Mengen als erwartet – andererseits in ihrer Gesamtsumme doch noch immer recht bescheidene Quantitäten von Wassermolekülen hat der Moon Mineralogy Mapper (M3) an Bord der zwischenzeitlich abgeschlossenen Chandrayaan-1-Mission in den lunaren Polregionen nachweisen können. Sowohl Epoxi (besser bekannt unter der ursprünglichen Bezeichnung Deep Impact) als auch Cassini trugen mittels der bordeigenen Instrumentenbanken zur Befundstützung bei.

Es ist also keinesfalls von jetzt plötzlich neu entdeckten Meeren oder Seen, noch nicht einmal von Pfützen, sondern von Wassermolekülen die Rede, welche im wesentlichen mit Molekülen der ersten Oberflächenmillimeter interagieren.

Während Epoxi im Rahmen des letzten Schwungholens bei der Erde (im Juni) zum Rendezvous mit dem periodischen Kometen P103/Hartley 2 im November 2010 Untersuchungen durchführte ( High-resolution Infrared Imaging Spectrometer), konnte Cassini schon im Jahre 1999 während des Swing-By durch Daten des Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) Wassermoleküle verifizieren. Aus Gründen der erst gegebenen Nachprüfbarkeit wurde die Erkenntnisse seinerzeit allerdings nicht publiziert. Nun zeigt sich, wie genau die Ergebnisse des M3 mit denen von Cassini übereinstimmen.

Die gewonnenen, hochpräzise kalibrierten spektrometrischen Infrarot-Daten scheinen in Richtung einer „Tauschicht“ interpretiert werden zu können, deren Existenz zwar nicht als langanhaltend betrachtet werden kann, die sich jedoch mit jedem Tag wieder neu bildet und deren Nachweis darüber hinaus nicht ausschließlich nur auf die Polregionen begrenzt werden kann.

So zeigen sich kurzeitige OH-/H₂O-Spuren auf der gesamten lunaren Oberfläche. Auch, wenn sich das jüngst gleich durch drei voneinander unabhängige Raumfahrzeuge bestätigte Wasservorkommen auf der Mondoberfläche ausschließlich in molekularer Form zeigt, so ist die bisherige Annahme eines ausnahmslos trockenen Mondes bzw. seiner eventuellen Wasservorkommen inmitten seiner schattigen Polkrater summa summarum einer prinzipiellen Neubewertung, auch im Hinblick auf die sich hieraus ergebenden mineralischen Effekte, zu unterziehen.

Möglicherweise zeichnen für die sich täglich bildenden, nur wenige Molekülschichten mächtigen (etwa in Größenordnungen von 1.000 Wassermolekülen auf eine Million Teile der Mondoberfläche) Taufelder durch den Sonnenwind transportierte Wasserstoff-Ionen verantwortlich, die auf dem Mond mit den dort vorhandenen sauerstoffreichen Mineralien H₂O- und Hydroxyl-Moleküle bilden. Die Gruppen, die hierunter fallen bezeichnet man im chemischen Konsens auch als funktionelle bzw. charakteristische Gruppen. Das Abtragen und Destillieren von einer Tonne Mondregolith ergäbe bei diesem Moleküldurchsatz also noch nicht einmal einen Liter Wasser (946 Milliliter). Denkbar ist in diesem Zusammenhang indes auch eine derartig solarinduzierte Hydratisierung bei sämtlichen atmosphärenlosen Körpern des inneren Sonnensystems, sofern ihre Oberflächen ebenso sauerstoffhaltige Mineralien aufweisen.
Wasser in gefrorenem Zustand meldet fast zur gleichen Zeit auch der Mars Reconnaissance Orbiter, nicht auf dem Mond allerdings, sondern auf dem Mars. Genauer gesagt in mittleren Marsbreiten dicht unter der Oberfläche. Sichtbar wurde das Wassereis, nachdem Meteoriten es durch ihre Einschläge freilegten.

Die Funde gestalteten sich eher zufällig, denn sie fielen einem mehr oder minder überraschten Wissenschaftler währen eines Routine-Instrumentenchecks auf. Es handelt sich um fünf frische Einschlagkrater von wahrscheinlich 0,5 bis 2,5 Metern Tiefe, von denen bei einigen eine dunkle Grundschicht von einer Schicht hellen Eises überlagert wird. In den nachfolgenden Wochen nach den Einschlägen dunkelte auch die helle Eisschicht ab, was als Evaporationsindiz (Verdampfung) gewertet wird und somit die Eishypothese tatkräftig stützt. Interessant an dem jetzt gefundenen Eis etwa auf halber Strecke zwischen dem Nordpol und dem Äquator dürfte sein, dass es sich um Überbleibsel einer möglicherweise erst wenige tausend Jahre vergangenen Zwischenepisode feuchteren Marsklimas handeln könnte.

Der Beitrag Wasser marsch! erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Hans J. Kemm. Quelle: Raumfahrer.net.

Die Wintermilchstraße, die sich im Dezember vom Nordwesten (Sternbild Schwan) über den Zenit bis in den Osten (großer Hund) zeigt, bietet weniger dichte Bereiche unserer Heimatgalaxie, aber dafür sehen wir besonders auffällige und schöne Sternbilder. Ein besonderes Merkmal am Nachthimmel im Dezember ist das Wintersechseck.
Das sind die Sterne Capella, 42,2 Lj., -0,48m (a Aurigae) im Sternbild Fuhrmann; Aldebaran, 68 Lj., +0,85m (a Tauri) im Sternbild Stier; Rigel, 733 Lj., +0,12m (ß Orionis) im Sternbild Orion; Sirius, 8,6 Lj., -1,44m (a Canis Majoris) im Sternbild grosser Hund; Prokyon, 11,2 Lj., +0,38m (a Canis minoris) im Sternbild kleiner Hund; Castor, 50 Lj., -1,58m (a Geminorum) und Pollux, 33,7 Lj., +1,14m (ß Geminorum) im Sternbild Zwillinge.

Zum Beginn des Monats Dezember geht die Sonne um 16:26 Uhr unter, zwischen dem 9. und 15. um 16:23 Uhr und bis zum 31. gegen 16:34 Uhr. Der Sonnenaufgang geht im Verlauf des Dezember von 8:14 Uhr am 1. bis auf 8:39 Uhr zu Sylvester zurück. Am 21. Dezember 2008 um 13.04 Uhr MEZ ist Winteranfang. Für die Meteorologen beginnt er aber schon am 1. Dezember. Volkstümlich wird dies Ereignis auch Sonnenwende genannt. Sie stellt den Zeitpunkt dar, an dem die Sonne im Lauf eines Sonnenjahres den größten nördlichen Abstand vom Himmelsäquator erreicht.

Der Mond bietet am 1. Dezember diesen Jahres einen seltenen Leckerbissen für die Freunde der Astronomie, denn er bedeckt ab 16:59 Uhr bis 18:23 Uhr die helle Venus, -4,1m. Etwas nördlich davon sehen wir den auffälligen Jupiter, -2,1m. Noch am 2. Dezember kann der Mond nördlich der Planeten Venus und Jupiter gesehen werden. Am 11. zeigt sich der Mond bei Aldebaran und den Plejaden. Am 12. Dezember 2008 ist Vollmond, es ist die längste Vollmondnacht des Jahres. Am 13.12. gegen 17.00 Uhr streift der Mond die Plejaden. Der jetzt abnehmende Mond steht am 14. bei Castor und Pollux im Sternbild Zwillinge und am 19. sehen wir den Erdbegleiter nahe dem Ringplaneten Saturn, +0,9m. Am 25. zeigt er sich in der Morgendämmerung südöstlich und am 27.12. ist Neumond. Am 31. Dezember besucht der jetzt wieder zunehmende Mond unseren Nachbarplaneten Venus, der Abstand beträgt gegen 17.00 Uhr 2,6°.

Der Planet Merkur steigt zum Jahresende über den Südwesthorizont und zeigt sich dann bei Venus und Jupiter am Abendhimmel. Mars bleibt unsichtbar. Jupiter ist noch bis 31.12. zu sehen, aber dann geht er bereits um 18.00 Uhr unter. Saturn zeigt sich noch am Anfang des Dezembers gegen 0.40 Uhr steigt aber dann im Verlaufe des Monats bereits um 22.50 Uhr auf.

Wieder beeindruckend sind die Plejaden (M 45 / Siebengestirn), die Hyaden, ein offener Sternhaufen im Sternbild Stier, das Sternbild Orion und Sirius im Sternbild großer Hund. Aber auch mit einem guten Teleskop lassen sich die Sternhaufen M35, M36, M37 und M38 beobachten sowie die Doppelsterne sigma Ori und zeta Uma. Von den Galaxien kann man bei klarer Sicht M31, M32, M33, M81 und M82 genießen.

Am 12. hat der Meteorstrom der Geminiden sein Maximum mit ZHR = 120 und am 22. ist das Maximum der Ursiden mit ZHR = 10.

Der Beitrag Sternenhimmel im Dezember erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Hans J. Kemm

Er bietet dem Spechtler sehr oft einen klaren Nachthimmel, da es im gesamten Monat viele trockene, kalte Nächte gibt. Eindrucksvoll zeigt sich die Wintermilchstraße, die sich im Januar vom Nordwesten (Sternbild Schwan) über den Zenit bis in den Osten (großer Hund) zeigt, bietet weniger dichte Bereiche unserer Heimatgalaxie, aber dafür sehen wir besonders auffällige und schöne Sternbilder. Ein besonderes Merkmal am Nachthimmel im Januar ist das Wintersechseck.

Das sind die Sterne Capella, 42,2 Lj., -0,48 mag (a Aurigae) im Sternbild Fuhrmann; Aldebaran, 68 Lj., +0,85 mag (a Tauri) im Sternbild Stier; Rigel, 733 Lj., +0,12 mag (ß Orionis) im Sternbild Orion; Sirius, 8,6 Lj., -1,44 mag (a Canis Majoris) im Sternbild grosser Hund; Prokyon, 11,2 Lj., +0,38 mag (a Canis minoris) im Sternbild kleiner Hund; Castor, 50 Lj., -1,58 mag (a Geminorum) und Pollux, 33,7 Lj., +1,14 mag (ß Geminorum) im Sternbild Zwillinge.

Zum Beginn des Monats Januar geht die Sonne um 16.18 Uhr unter, am 15. um 16:37 Uhr und bis zum 31. gegen 17.05 Uhr. Der Sonnenaufgang verfrüht sich im Verlauf des Januar von 8.29 Uhr am 1. auf 8:02 Uhr am 31. Am 3. Januar stehen Sonne und Erde nur 147.099 Mio. km Millionen km oder 0,983 AE auseinander, die Erde befindet sich also im Perihel.

Der Mond wandert um die Sylvester-Mitternacht durch den erdnächsten Punkt seiner Bahn und ist dann nur noch 358.681 km von der Erde entfernt, sein Winkeldurchmesser beträgt 33,63′. Er geht ungefähr bei Sonnenuntergang auf und verschwindet erst wieder bei Sonnenaufgang. Am 3. gegen 6.00 Uhr steht er ~ 7° südlich des Mars Am 15. ist Neumond und am 30. wird die ganze Mondscheibe wieder von der Sonne beschienen.

Ab 14. Januar wächst der westlicher Abstand von Merkur zur Sonne auf 18°. Der flinke Planet steht nördlich der Ekliptik und bietet eine Morgensichtbarkeit. Um 7.50 Uhr kann man den 0.8 mag hellen Planeten im Fernglas 4° über dem Südosthorizont erspähen. Sein Abstand zur Sonne wächst bis zum Monatsende auf 29° an und seine Helligkeit geht auf -0,1 mag.

Die Venus steht zu nahe an der Sonne und ist somit im Januar nicht zu sehen.

Anfang Januar ist der rote Planet Mars mit -0,8 mag im Sternbild des Löwen zu sehen, sein Durchmesser beträgt 12,7″ und er ist 0,738 AE von der Erde entfernt. Seine Opposition erreicht er am 29. nahe dem Sternhaufen M 44 (Krippe), seine Helligkeit nimmt auf -1,2 mag zu und sein Winkeldurchmesser erreicht dann 14,1“.

Jupiter ist nur am Anfang Januar kurz nach Beginn der Dämmerung zu sehen. Sein Winkeldurchmesser beträgt 34,8“ und die Entfernung beträgt 5,64 AE. Sein Abstand von der Sonne nimmt immer mehr ab und deshalb verschwindet der -2,1 mag helle Planet Tag für Tag früher.

Der 0,9 mag helle Saturn geht am 1. Januar um 23.49 Uhr auf, am 31. Januar schon um 21.49 Uhr und dann beträgt die Helligkeit 0,7 mag. Die Ringe sind noch sehr dünn sichtbar, die Ringneigung beträgt 3,2°.

Wieder beeindruckend sind die Plejaden (M 45 / Siebengestirn), die Hyaden, ein offener Sternhaufen im Sternbild Stier, das Sternbild Orion und Sirius im Sternbild großer Hund. Aber auch mit einem guten Teleskop lassen sich die Sternhaufen M 35, M 36, M 37 und M 38 beobachten sowie die Doppelsterne sigma Ori und zeta Uma. Von den Galaxien kann man bei klarer Sicht M 31 (Andromeda-Galaxie), M 32, M 33, M 81 und M 82 genießen.

Am 3. Januar ist das Aktivitätsmaximum der Quadrantiden, ZHR 120, mittlere Geschwindigkeit ~ 40 km/s und am 17. folgt das Maximum der Delta-Cancriden, ZHR 5, 28 km/s.

Der Beitrag Sternenhimmel im Januar erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Markus Rösken. Quelle: JAXA.

Die Karte liefert mit über 6 Millionen Bildpunkten die bisher präziseste Darstellung des Erdtrabanten. Zum ersten Mal wurden dabei auch die Gebiete über dem 75. Breitengrad mit hoher Genauigkeit kartographiert, die bisher noch relativ unbekannt waren. Die Kompilation der Daten dauerte insgesamt über zwei Wochen. Auf der Homepage der Jaxa finden sich zum Vergleich zwei Karten, rechts die bisherige Karte der Clementine-Mission von 1994, links die neue, von Kaguya fotografierte Version.
Die Webseite, von der sich das Bildmaterial herunterladen lässt, ist bisher nur in japanisch verfügbar.

Der Beitrag Neue hochauflösende Karte des Mondes erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: JAXA.

Die Sonde Kaguya, die als Zweitnamen den der japanischen Mondprinzessin SELENE trägt, ist in den Arbeitsmodus übergegangen. Bis zum 21. Dezember hatte die japanische Raumfahrtbehörde JAXA die 13 Instrumente ausgiebig getestet.
Am 14. September 2007 war Kaguya an Bord einer japanischen HII-A-Rakete gestartet (Raumfahrer.net berichtete). Eine publikumswirksame Neuheit an Bord der Sonde ist eine HDTV-Kamera, die bereits einen Monat nach dem Start erste hochaufgelöste Videos von Erde und Mond übermittelte.
Jedoch musste die JAXA bereits erste Probleme einräumen. So seien zwei Instrumente nicht in der Lage, ihre volle Auflösungsfähigkeit zu erreichen. Dies betrifft das Röntgenspektrometer sowie das Spektrometer für geladene Partikel.

Mit Kaguya beginnt die genauste Erforschung des Erdtrabanten seit dem Apollo-Programm. Die Mission spiegelt dabei das internationale Interesse am Mond wider, der bereits in diesem Jahr Besuch der chinesischen Sonde Change`e-1 erhielt. Weitere Missionen aus Indien, den USA, Europa und Deutschland sind in Planung.

Ein von Kaguya aufgenommenes Video mit dem Erdaufgang über dem Mond finden Sie hier: Erdaufgang

Der Beitrag Kaguya legt richtig los erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: JPL, NASA. Vertont von Karl Urban.

Die neue Mission trägt den Namen GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory). Ziel ist v.a. die Vermessung des Gravitationsfeldes des Mondes, um darüber Rückschlüsse auf dessen inneren Aufbau ziehen zu können. Hierzu sollen 2011 zwei gleichartige Sonden zum Mond starten und diesen als Tandem, also auf gleichem Orbit aber zeitlich gestaffelt, für mehrere Monate umkreisen. Diese Mission ist in Konzept und Technik mit der amerikanisch-deutschen GRACE-Mission um die Erde vergleichbar. Beide GRAIL-Sonden sollen kontinuierlich gegenseitig ihren Abstand durch ein Mikrowellensignal messen. Unvorhergesehene Abstandsänderungen bzw. Beschleunigungen einer Sonde relativ zur anderen weisen dann auf eine Gravitationsanomalie im Inneren des Mondes hin, woraufhin man dessen Modell verfeinern kann. Durch die Verbesserung unseres Bildes über den inneren Mondaufbau, versucht man auch seine Entstehungsgeschichte und die der Erde genauer nachvollziehen zu können.
GRAIL setzte sich gegen weitere Missionvorschläge durch, da es im Erdorbit erprobte Technik und Verfahren zur Gewinnung neuer Kenntnisse über den Mond nutzt. Der Kostenrahmen der Mission soll 375 Millionen US-Dollar betragen. Wissenschaftlich geführt wird die Mission durch das MIT (Massachusetts Institute of Technology).
Links:

• MIT

Der Beitrag GRAIL – Neue Mission im Discovery-Programm der NASA erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Eric Honstrass. Quelle: NASA.

Beim nächsten bewundernden oder auch romantisch verklärten Blick auf unseren Trabanten sollten Sie nicht vergessen, was für ein Glück wir doch haben. Denn neueste Beobachtungen mit Hilfe des NASA-Teleskops Spitzer legen nahe, dass ein Mond mit einer Entstehungsgeschichte wie bei unserem Begleiter etwas Ungewöhnliches im Universum ist und nur bei etwa fünf bis zehn Prozent der Planetensysteme existiert.

„Entsteht ein Mond aus einer so gewaltigen Kollision, sollte der Staub überall hin verteilt werden“, erklärt Nadva Gorlova von der Universität Florida, führende Autorin einer neuen Studie, die am 20. November im Astrophysical Journal erschien. „Gäbe es dort viele Monde in ihrer Entstehung, hätten wir um die Sterne herum Staub sehen können – haben wir aber nicht.“

Sich die Erde ohne Mond vorzustellen, ist nicht einfach. Seit Langem schon ist die vertraute, weiße Kugel ein Objekt der Kunst, der Mythologie und auch der Poesie. Wölfe heulen ihn an und bislang zwölf Menschen hinterließen Fußspuren in seinem Boden. Dank seines gravitativen Einflusses auf die Gezeiten der Erde, hat sich möglicherweise das Leben aus den Ozeanen auf das Land weiterentwickelt.

Wissenschaftler mutmaßen, dass der Mond etwa 30 bis 50 Millionen Jahre nach der Entstehung der Sonne geboren wurde. Diese Geburt war ausgesprochen spektakulär: Ein Körper mit der ungefähren Größe des Planeten Mars stieß wohl mit dem Vorläufer der Erde zusammen und riss große Teile des Erdmantels und des Einschlagskörpers heraus. Trümmer und verdampfte Teile der beiden Körper gelangten in den Erdorbit und formten sich zu unserem Trabanten. Die anderen Monde in unserem Sonnensystem bildeten sich entweder zeitgleich mit ihren Planeten oder aber wurden durch die Schwerkraft der Planeten eingefangen.

Gorlova und ihre Kollegen suchten nach Anzeichen von Staub bei etwa 400 Sternen, die rund 30 Millionen Jahre alt sind. Grob betrachtet in genau dem Alter, in dem unser Mond entstand. Sie fanden heraus, dass nur ein einziger der 400 Sterne in eine derartige verräterische Staubscheibe eingebettet ist. Berücksichtigt man einerseits die Dauer, die eine solche Staubscheibe existiert und andererseits auch die Zeitspanne, innerhalb derer Kollisionen entstehen können, aus denen sich ein Mond formen kann, errechnet sich eine Wahrscheinlichkeit von fünf bis zehn Prozent für einen Mond wie den unsrigen in einem fremden Sternensystem.

„Ob sich aus der einen beobachteten Kollision wirklich ein Mond bilden wird, wissen wir nicht – daher können wirklich mondbildende Ereignisse noch seltener sein, als unsere Berechnungen zeigen“, erklärt George Rieke, einer der Co-Autoren der Studie.

Zudem zeigen die Beobachtungen, dass sich die Prozesse der Planetenentstehung 30 Millionen Jahre nach der Sterngeburt merklich beruhigen. Wie unser Mond bilden sich auch Gesteinsplaneten durch chaotische Kollisionen, die überall Staub verteilen. Gegenwärtig nimmt man an, dass dieser Prozess etwa vierzig Millionen Jahre währt und ungefähr zehn Millionen Jahre nach der Sternentstehung beginnt. Die Tatsache, dass Gorlova und ihr Team lediglich bei einem von vierhundert Sternen Anzeichen von Kollisionsstaub fanden, deutet darauf hin, dass die dreißig Millionen Jahre alten Sterne – zumindest größtenteils – ihre Planetenentstehung bereits abgeschlossen haben.

“Die Beobachtungen junger Sterne, um die Staub wirbelt, dauern nun schon über zwanzig Jahre an“, sagt Gorlova, “aber diese Sterne sind so jung, dass der Staub noch aus der Zeit der Planetenentstehung stammen könnte. Der von uns gefundene Stern ist älter, nämlich in dem Alter in dem unsere Sonne den Prozess der Planetenbildung bereits abgeschlossen hatte und das System Erde-Mond gerade aus einer Kollision heraus entstand.“

Doch Mondliebhaber seien getröstet: Monde entstehen auf verschiedene Weisen. Selbst wenn die Mehrheit der Gesteinsplaneten keinen Mond wie die Erde hat, so vermuten Astronomen dennoch, dass es Milliarden von Gesteinsplaneten irgendwo dort draußen gibt. Und fünf bis zehn Prozent von Milliarden sind immer noch eine beachtliche Menge Monde.

Die künstlerischen Animationen zur Kollision zweier Objekte im All finden Sie hier. [Edit 2021: leider nicht … caltech.edu hostet die Seite nicht mehr]

Der Beitrag Ein nicht alltäglicher Mond erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Alexander Bartl. Quelle: Ohne Quellen.

Seit 35 Jahren war kein Mensch mehr auf dem Mond. Zahlreiche unbemannte Sonden erforschten das Sonnensystem und vor allem den Mars, aber der Mond wurde weitgehend ignoriert. Jetzt rückt er wieder in den Blickpunkt: Nicht nur zahlreiche staatliche Raumfahrtagenturen haben Mondmissionen in Planung oder gerade gestartet, jetzt sollen auch private Unternehmen einen Wettlauf zum Mond beginnen.
Die X PRIZE Foundation, die bereits den Ansari X PRIZE für private Suborbitalflüge ausgeschrieben hatte, hat kürzlich den nächsten Wettbewerb gestartet. Ziel ist die erste weiche private Mondlandung.

„Bei Moon 2.0, der zweiten Ära der Monderforschung, handelt es sich nicht um das Streben nach ‚Flaggen und Fußabdrücken’. Dieses Mal fliegen wir zum Mond, um dort zu bleiben“, heißt es auf der Projekthomepage. [Edit 2021: Link nicht mehr aktiv]

20 Millionen als Anreiz
Das Preisgeld wird aufgeteilt: 20 Millionen Dollar gehen an das Team, das als erstes mit einer Sonde auf dem Mond landet, Videoaufnahmen, Fotos und andere Daten zur Erde sendet und mindestens 500 Meter auf dem Mond zurücklegt. Die Teams haben bis Ende 2014 für die Mondlandung Zeit, allerdings gibt es in den letzten beiden Jahren nur noch 15 Millionen Dollar Preisgeld. Fünf Millionen Dollar erhält das Team, das zumindest einen Teil dieser Aufgaben erledigt. Die restlichen fünf Millionen Dollar sind Bonuspreise für außergewöhnliche Leistungen wie das Zurücklegen weiter Entfernungen, das Überstehen einer Mondnacht oder das Fotografieren von technischen Gerätschaften vergangener Mondmissionen.

Die Gesamtinvestition aller Teams dürfte die Siegprämie um ein Vielfaches übersteigen, aber das Geld und die mit der Auszeichnung verbundene Publicity dienen vor allem als Anreiz. Teilnehmen dürfen nur privat finanzierte Teams, also keine staatlichen Einrichtungen wie die NASA. Die Veranstalter hoffen, dass mindestens zwölf Teams aus mehreren Ländern an dem Wettbewerb teilnehmen.

Google-Kooperation ermöglicht Liveübertragung
„Bei der Entwicklung von Google schien das Konzept einer alle Daten erfassenden Internet-Suchmaschine ein unerreichbares Ziel“, berichtet Sergey Brin, einer der Google-Gründer, „und doch verfügen heute viele Unternehmen, darunter auch Google, über genau diese Fähigkeit. Als der Ansari X PRIZE damals eingeführt wurde, hielt man es für undenkbar, dass Privatpersonen kommerzielle Ausflüge ins All unternehmen könnten, doch genau das wurde erreicht. Nun stehen wir also vor dem großen Abenteuer der Rückkehr einer nichtstaatlichen, kommerziellen Organisation auf den Mond und seiner Erforschung. Ich bin so aufgeregt, dass Google dabei sein wird.“

Die Kooperation mit Google ist nicht nur finanzieller Natur. Dank Googles Technik sollen Internetnutzer weltweit den Stand der Missionen mitverfolgen und die Aufnahmen vom Mond sehen können. Mehrere andere Unternehmen sind an dem Wettbewerb beteiligt und stellen zum Beispiel vergünstigte Trägerraketen oder ein Kommunikationsnetzwerk für den Empfang der Monddaten zur Verfügung. Auch die NASA gehört zu den Förderern des Projekts, da ihr die technischen Entwicklungen der teilnehmenden Teams zugute kommen dürften.

„Die X PRIZE Foundation hat mit Google den besten Sponsor und Partner gefunden. Wir teilen die Vision von neuen Innovationen und die Überzeugung, dass auch eine kleine, versierte Gruppe erstaunliche Leistungen bei niedrigen Kosten vollbringen kann“, sagt der X-PRIZE-Gründer Peter H. Diamandis.

Nicht der erste Wettbewerb dieser Art
Die X PRIZE Foundation wurde bekannt mit dem Ansari X PRIZE für Suborbitalflüge, den 2004 das SpaceShipOne erhielt. Das Nachfolgemodell SpaceShipTwo und Modelle anderer Unternehmen stehen kurz davor, den Weltraumtourismus möglich zu machen. „Jeder wusste, dass sich vor dem X PRIZE nur Regierungen an bemannten Raumflügen beteiligen konnten“, schreiben die Veranstalter. „Das hat sich dramatisch geändert, als der Ansari X PRIZE vergeben wurde. Inzwischen bringen dynamische Unternehmen eine Revolution des Weltraumtourismus‘ ähnlich der revolutionären Entwicklung der Personal Computer ins Rollen. Dabei sinken Kosten und Risiken der Weltraumflüge, während Effizienz und Leistungsfähigkeit steigen. “Inspiriert wurde der X PRIZE vom Orteig-Preis für die erste erfolgreiche Atlantiküberquerung, der 1927 von Charles Lindbergh gewonnen wurde und der Luftfahrt zum Durchbruch verholfen hat.

Der Beitrag Wettlauf zum Mond, Teil 2 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Markus Rösken und Karl Urban

Übersicht
Am 14. September 2007 startet die japanische Weltraumbehörde JAXA ihre erste Mondmission, den Orbiter Kaguya / SELENE (Selenological and Engineering Explorer). SELENE ist dabei der Konstruktionsname, Kaguya die Betriebsbezeichnung. Nach dem Start wird SELENE die Erde zweimal umrunden, um dann einen Orbit um den Mond zu erreichen. Dann wird sich der Satellit von den Subsatelliten VRAD sowie Relay Satellite trennen und den Mond aus einer Höhe von 100 Kilometern über ein Jahr beobachten. Der Mutterorbiter mit einer Masse von rund drei Tonnen stellt die technisch wie wissenschaftlich aufwändigste Mondsonde seit dem Apollo-Programm dar. Sie soll mindestens ein Jahr arbeiten.

Instrumente
An Bord befinden sich 13 wissenschaftliche Instrumente. Das Röntgenspektrometer XRS soll die am häufigsten auftretenden chemischen Elemente der Mondkruste mit einer hohen räumlichen Auflösung von mindestens 20 Kilometern pro Pixel kartieren, darunter Silizium, Magnesium, Aluminium, Kalzium, Titan, Eisen und andere. Solare Röntgenstrahlung fällt auf die Mondoberfläche und regt dort die obersten Atome an. Diese fallen wenig später in ihren Grundzustand zurück und geben dabei erneut Röntgenstrahlung ab, die elementspezifisch ist. Damit kann man die Zusammensetzung des Gesteinstyps jeder geologischen Einheit des Mondes (wie von Kratern und Maria) bestimmen. Vergleichbare Daten waren bisher nur über Gesteinsproben der sechs durchgeführten Mondlandungen möglich. Man erhofft sich, aus der globalen Verteilung der Gesteine Rückschlüsse auf den Ursprung des Mondes ziehen zu können.

Das Charged Particle Spectrometer (CPS) besteht aus zwei Komponenten, die zum einen Alphateilchen von der Mondoberfläche messen, welche Radon und Polonium bei ihrem radioaktiven Zerfall abgeben. Daraus lässt sich die Krustenbewegung in den vergangenen 50 Jahren nachvollziehen. Zum anderen wird die kosmische und galaktische Gammastrahlung um den Mond gemessen, um die Gefährdung für den Menschen besser einschätzen zu können. Das Gamma Ray Spectrometer (GRS) kann daneben die Menge der auf der Mondoberfläche vorkommenden Elemente bestimmen. So ist es möglich, eine Rohstoffkartierung des Mondes vorzunehmen. Die Daten des GRS werden die der NASA-Sonden Clementine und Lunar Prospector überprüfen, wonach es an Nord- und Südpol des Mondes Wassereisvorkommen gibt, was essentiell für eine bemannte Station auf dem Erdtrabanten ist.

An Bord befinden sich drei Instrumente zur optischen Aufnahme der Mondoberfläche. Die Terrain Camera (TC), der Multiband Imager (MI) sowie der Spectral Profiler (SP). Ähnlich wie die Marskamera HRSC der ESA an Bord von Mars Express ist die TC in der Lage, stereoskopische Aufnahmen zu machen. Dabei ist ständig ein Kameraauge nach „hinten“, ein weiteres nach „vorn“ gerichtet, so dass von der überflogenen Fläche Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln zur Verfügung stehen, aus denen sich Stereobilder (Anaglyphen) errechnen lassen. MI blickt dagegen ständig mit zwei Teleskopen nach Nadir und lichtet den Boden in neun verschiedenen Wellenlängen direkt von oben ab. Das Spektrometer SP spaltet das ankommende Licht mit Hilfe von Gittern in 296 verschiedene Wellenlängen auf.

Die optischen Komponenten sind in der Lage, Informationen über Topografie, Geologie und Mineralogie der Mondoberfläche zu liefern. Im Rahmen der Clementine-Mission war es 1994 möglich, durch ein Schwenken der Kamera auf einem schmalen Streifen eine stereoskopische Aufnahme zu erstellen. Auf globalem Maßstab ist das aber bisher noch nicht erfolgt. Dies ist vor allem verwunderlich, als es doch seit der Mission Mars Express sogar eine Vielzahl an Anaglyphen vom Mars gibt.

Das Laseraltimeter LALT misst während des Überflugs ständig die Entfernung zwischen SELENE und dem Boden. So ist es möglich, ein globales topgrafisches Geländemodell der Mondoberfläche zu errechnen. Die Genauigkeit bisheriger Daten beträgt einige 100 Meter und soll nun auf fünf Meter verbessert werden. An der Auswertung der Altimeterdaten ist auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt.

Der Lunar Radar Sounder (LRS) sendet kontinuierlich Radarwellen mit einer Frequenz von fünf MHz auf die Mondoberfläche. Dazu werden zwei Antennen verwendet, die der Orbiter auf eine Spannweite von 30 Metern aufspannt. Radarwellen können dazu verwendet werden, unter die mit bloßem Auge sichtbare Mondoberfläche zu blicken. Thermische Anomalien und geologische Diskontinuitäten im Untergrund reflektieren die ankommenden Radarsignale und können so erkannt werden. Mit dem Experiment soll der Mondboden mehrere Kilometer tief durchleuchtet werden.

Mithilfe der beiden Subsatelliten VRAD und Relay Satellite, deren Position durch differentielle Very Long Baseline Interferometry (VLBI) exakt bekannt ist, kann erstmals das Gravitationsfeld der erdabgewandten Mondrückseite genau vermessen werden. Gleichzeitig dient der Relay Satellite der Muttersonde zur Kommunikation mit der Erde, wenn diese sich im Mondschatten befindet.

Besitzt der Mond eine Ionosphäre, also eine Region, in der geladene Teilchen und freie Elektronen vermehrt auftreten? Diese Frage soll das Radio Science-Experiment klären. Radiosignale, die zu Kommunikationszwecken zur Erde gesendet werden, müssten durch den Einfluss einer lunaren Ionosphäre eine Frequenzänderung erfahren.

Das Magnetometer LMAG ist in der Lage, magnetische Anomalien des Mondes mit einer Genauigkeit von einem Hunderttausendstel des Erdmagnetfelds zu messen. Dadurch möchte man besser verstehen, wie die Anomalien entstanden sind und wie sie sich in der Gegenwart entwickeln. Gemeinsam mit dem Plasma Energy Angle and Composition Experiment (PACE) soll zudem die Plasmaumgebung des Erdenbegleiters untersucht werden. Jüngeren erdgebundenen Beobachtungen zufolge besitzt der Mond eine sehr dünne Atmosphäre aus Alkali-Ionen. Man geht davon aus, dass diese Teilchen aus dem Sonnenwind stammen. Allerdings könnte zumindest ein Teil von ihnen auch vom Mond selbst kommen. Für die Öffentlichkeitsarbeit befindet sich eine HDTV-Kamera mit an Bord, die unter anderem Fernsehbilder vom Aufgang der Erde über dem Mondhorizont liefern soll.

Zwei weitere Instrumente untersuchen die Erde vom Mond aus. Auf einer zweiachsigen Montierung befestigt, blicken die Upper Atmosphere and Plasma Imager (UPI) immer in Richtung Blauer Planet, wenn dieser nicht gerade durch den Mond bedeckt ist. Sie detektieren zum Leuchten angeregte Sauerstoff- und Heliumatome der Erdatmosphäre und können so den Airglow sowie Polarlichter beobachten.

Missionsziele
Wie die Erde unterliegt auch der Mond geophysischen Veränderungen, die allerdings noch relativ unbekannt sind. Herauszufinden, ob und in welchem Ausmaße es Veränderungen der Oberfläche, tektonische Aktivität und dergleichen gibt oder in der Vergangenheit gab, ist eine der Hauptaufgaben der Mission.

Weiterhin soll untersucht werden, welchen Einfluss die direkte Sonneneinstrahlung auf die Mondoberfläche hat. Sollte der praktisch atmosphärenfreie Mond dauerhaftes Ziel von Menschen werden, so ist der direkte Einfluss der Sonne einer der wichtigsten Faktoren, mit denen sich die Forschung zu beschäftigen hat. Über das Leben in Raumstationen ist durch die Erfahrungen der Mir oder der ISS bereits einiges bekannt. Eine menschliche Existenz auf einem anderen Himmelskörper stellt jedoch eine weitaus größere Aufgabe dar.

SELENE – Auswirkungen auf Japan
SELENE ist nicht die erste japanische Raumsonde zum Erdtrabanten. Bereits 1990 wurde die Hiten (Muses-A)-Mission gestartet, die einen winzigen Satelliten namens Hagoromo in den Mondorbit befördern sollte, was nicht gelang. Jedoch erreichte die Muttersonde selbst in einer erweiterten Missionsphase erfolgreich einen Mondorbit. Die Mission war primär nicht zur Erforschung des Mondes, sondern zur Sammlung erster Erfahrungen in der Weltraumnavigation gedacht. Die SELENE-Mission ist in diesem Sinne tatsächlich die erste wissenschaftliche Mondmission Japans.

Die Zukunft der japanischen Raumfahrt hängt – wie auch in allen anderen Raumfahrt-treibenden Ländern – in hohem Maße von der Bezuschussung durch staatliche und wirtschaftliche Kräfte ab sowie davon, in wie weit die Weltraumindustrie als wichtiger Wirtschaftszweig in das Zentrum der Wahrnehmung gerät.

Japan könnte aber eine wichtige Rolle spielen, den zivilen und wissenschaftlichen Faktor auch global zu manifestieren. Die japanische Raumfahrt zeichnet sich durch exzellente internationale Bindungen, einen intellektuellen und wirtschaftlich orientierten Führungsstab, technologische Spitzenqualitäten und enormen Forschungsdrang aus. Im Gegensatz zu anderen Raumfahrtprogrammen ist die japanische Raumfahrt (derzeit noch) weniger von militärischen Faktoren betroffen, sondern hat in der Region eine Führungsrolle bei der Erdbeobachtung und dem Katastrophenschutz übernommen. Zur Erforschung extraterrestrischer Körper hat das Land einige spektakuläre Missionen gestartet (Nozomi, Hayabusa). Gelingt es der JAXA tatsächlich, mit SELENE der internationalen Mondforschung einen kräftigen Anschub zu geben, dürfte nicht nur in Japan das Interesse an der Raumfahrt und an eines Tages wieder bemannten Besuchen des Erdtrabanten stark ansteigen.

Der Beitrag SELENE – oder Kaguya, die Prinzessin vom Mond erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: Xinhua.

In einem Gespräch mit der staatlichen Nachrichtenagentur Xinhua gab Huang Chunping, der frühere Leiter des chinesischen Trägersystemprogramms, einige Details über den Chang`e I genannten Mondorbiter bekannt. Demnach soll der Start mit einer Trägerrakete des Typs Langer Marsch 3-A erfolgen. Von einer lunaren Umlaufbahn aus soll der Satellit dann 3D-Aufnahmen der Mondoberfläche anfertigen sowie das Vorhandensein von 14 chemischen Elementen auf dem Mond und die lunare Mikrowellenstrahlung untersuchen. Weiterhin ist ein Ziel der ersten chinesischen Mondmission die Erlangung von Informationen über die Dicke der Mondkruste. Nähere Details über den Orbiter sind bisher nicht bekannt. In einer anderen Meldung vom selben Tage wurde Luan Enjie, Leiter des chinesischen Monderkundungsprogramms, mit der Aussage zitiert, dass der Mondorbiter in gerade einmal drei Jahren entwickelt und gebaut worden sei.

Chang`e I stellt den Ausführungen von Huang zufolge dabei nur den ersten Teil einer dreistufigen lunaren Explorationsstrategie der Volksrepublik China dar. Der durch einen Mondorbiter charakterisierten ersten Phase soll die Landung eines ferngesteuerten Rovers auf dem Mond folgen. Als dritter und letzter Abschnitt der unbemannten chinesischen Erkundung des Erdtrabanten ist die Landung eines Raumfahrzeuges geplant, das Proben der Mondoberfläche sammeln und zur Erde zurück transportieren soll.

Neben den Plänen Chinas zur unbemannten Monderkundung wurden in der Xinhua-Meldung auch Informationen über die weitere Entwicklung der chinesischen Trägerraketen vom Typ Langer Marsch veröffentlicht. Demnach soll eine neue und leistungsstärkere Raketengeneration mit der geplanten Bezeichnung Langer Marsch 5 in sieben bis acht Jahren einsatzbereit sein. Die Nutzlast für den Transport in einen niedrigen Erdorbit soll von rund neun Tonnen bei der zur Zeit aktuellen Trägerrakete Langer Marsch 2F auf 25 Tonnen gesteigert werden, womit sie etwas leistungsstärker als ihr europäisches Pendant Ariane 5 wäre. Diese deutlich höhere Nutzlastkapazität soll unter anderem dazu dienen, Module einer zukünftigen chinesischen Raumstation in eine Erdumlaufbahn zu manövrieren.

Doch auch für die um das Jahr 2022 geplante Landung chinesischer „Taikonauten“ auf dem irdischen Trabanten sind deutlich leistungsfähigere Trägerraketen und Triebwerke eine unabdingbare Voraussetzung. „Die Mondlandung erfordert eine Rakete mit 3.000 bis 4.000 Tonnen Schubkraft. Derzeit jedoch liegt die leistungsfähigste [chinesische] Trägerrakete bei rund 600 Tonnen“, so Luan Enjie.

Mitte letzten Jahres fanden Huang zufolge bereits erfolgreiche erste Testläufe der für Langer Marsch 5 vorgesehenen neuen Raketentriebwerke statt. Nähere Details hierzu wurden – ganz im Einklang mit der bisherigen chinesischen Informationspolitik in Sachen Raumfahrt – jedoch nicht genannt. Der Einschätzung von Huang Chunping nach trennen die chinesische Raketentechnologie derzeit noch etwa 15 Jahre Entwicklungsrückstand von ihren amerikanischen und russischen Konkurrenten. „Aber bei unseren Anstrengungen können wir auf diesem Gebiet in 15 Jahren mit den USA und Russland gleichziehen“, so Huang weiter. Im März 2006 hatte Huang für dieses Vorhaben noch zehn Jahre veranschlagt. Für diese Diskrepanz gibt es zwei naheliegende Erklärungen: Entweder spiegelt die jetzt gegebene Äußerung eine Einschätzung der Situation auf Basis zwischenzeitlich neu gewonnener Erfahrungen und Erkenntnisse in diesem Hochtechnologiefeld wider – oder aber die Verantwortlichen des chinesischen Raumfahrtprogramms haben dort wie auch anderswo damit zu kämpfen, dass ihnen nicht im gewünschten Umfang Ressourcen für ihre Projekte zur Verfügung gestellt werden.

Ausführliche Informationen über das chinesische Raumfahrtprogramm können Sie auf den Seiten unseres China-Spezials finden.

Neben China plant in diesem Jahr auch Japan den Start eines Mondorbiters. Selene, die leistungsfähigste Mondsonde seit Ende des amerikanischen Apollo-Programms, wird über zwei kleine Tochtersatelliten verfügen (einer davon wird in den Phasen als Relaissatellit fungieren, in denen der Hauptsatellit keine Sichtverbindung zur Erde hat) und soll in etwa 100 Kilometern Höhe den Mond für mindestens ein Jahr umrunden.

Der Beitrag Erste chinesische Mondsonde startet 2007 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.