Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Die beiden Mondsonden Ebb (GRAIL-A) und Flow (GRAIL-B), welche den Mond am 31. Dezember 2011 bzw. am 1. Januar 2012 erreicht haben und bis Anfang März ihren Orbit angepasst haben, beginnen nun mit der Kartierung des Gravitationsfelds des Mondes. Dazu messen sie ständig ihren eigenen Abstand.

Für ihre Messungen befinden sich die beiden etwa waschmaschinengroßen Sonden in einem nahezu kreisrunden Orbit von 55 km Höhe. Die Bahnneigung liegt dabei bei etwa 90°. Um das Gravitationsfeld des Mondes zu kartieren, wird ständig der Abstand zwischen beiden Sonden gemessen. Wenn ein Gebiet überflogen wird, dessen Gravitation niedriger oder höher ist als die der restlichen Mondoberfläche, so wird zuerst die eine Sonde abgebremst bzw. beschleunigt und dann die andere. Dadurch variiert der Abstand.

Während dieser Messphase wird die Höhe der beiden Sonden zwischen 16 und 51 Kilometern über der Mondoberfläche schwanken. Sie werden sich dabei bis auf 65 Kilometer annähern und einen maximalen Abstand von 225 Kilometern haben.

Die beiden GRAIL-Sonden waren am 10. September gestartet worden und hatten sich zunächst innerhalb von zweieinhalb Monaten dem Mond angenähert. Danach folgte eine weitere, ebenfalls zweieinhalb Monate dauernde Orbitanpassungsphase. Neben dem Instrument für das Messen des Abstands befindet sich auch eine Kamera namens MoonKAM an Bord, die im Rahmen einer Schulinitiative der NASA von Schülern ausgewählte Flächen des Mondes aufnimmt.

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Die Gravity Recovery and Interior Laboratory-Mission der NASA (kurz GRAIL) soll das Schwerefeld des Mondes und dessen Schwereanomalien genauer untersuchen, um daraus Rückschlüsse auf den inneren Aufbau des Mondes zu gewinnen. Seit ihrem Einschuss in die Mondumlaufbahn am 31. Dezember (Raumfahrer.net berichtete) und am 31. Januar verringern beide Raumsonden stetig ihren Orbit. Ziel ist eine nur 55 km hohe Umlaufbahn, um das Gravitationsfeld in der dreimonatigen Primärmission so präzise wie nur möglich vermessen zu können.

Beide Raumsonden besitzen diese MoonKAM, gesponsert von Sally Ride, der ersten Amerikanerin im All. Sie unterhält eine Professur an der Universität von Kalifornien und möchte mit diesem Projekt Schüler der Mittelschulen in den USA mit einbeziehen. Diese dürfen Vorschläge machen, welche Regionen mit der Kamera fotografiert werden sollen. Bisher haben sich mehr als 2.500 Schulen beteiligt. Die jetzt aufgenommenen Bilder stammen von GRAIL A, auch Ebb genannt. Die Kamera der Zwillingssonde Flow wird erst später aktiviert. Der Name der Raumsonden, Ebb und Flow (Ebbe und Flut), stammt von Schülern der Emily-Dickinson-Grundschule in Bozeman (US-Bundesstaat Montana).

Die Rückseite des Mondes faszinierte die Menschheit lange. Dass eine Hälfte des Mondes immer von der Erde abgewandt ist, hat seine Ursache in der gebundenen Rotation des Trabanten. Die Mondrückseite wurde erstmals Ende 1959 von der russischen Mondsonde Lunik 3 erkundet, deren Funkbilder 70 Prozent der erdabgewandten Seite erfassten und eine ganz andere Ansicht boten als die gewohnte und gut erforschte Vorderseite des Mondes. Die Mondrückseite besteht zu über 90 Prozent aus hellen, kraterbedeckten Hochländern.

Um das Gravitationsfeld des Mondes zu vermessen, ist jede Sonde mit einem LGRS (Lunar Gravity Ranging System) genannten Instrument ausgestattet. Dieses besteht im Wesentlichen aus einer K_a-Band-Antenne, mit welcher mit dem anderen Raumschiff Kontakt gehalten werden kann. Während der wissenschaftlichen Missionsphase werden sich die beiden GRAIL-Orbiter weitgehend ohne Triebwerksmanöver um den Mond bewegen, um die Messdaten frei von äußeren Einflüssen zu halten. Nur am Anfang und nach dem ersten Drittel der Forschungen wird es kleine Korrekturmanöver geben. Insgesamt besteht die Forschungsphase aus drei Messzyklen, welche jeweils 27,5 Tage dauern werden. In jeder dieser Phasen dreht sich der Mond einmal um seine Achse.
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