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Mondforschung: Kaum Wassereis im Mondkrater Shackleton

Der Krater Shackleton am MondsüdpolLaden...

Am Nord- und Südpol des Mondes gibt es tiefe Einschlagkrater, deren Böden seit ihrer Entstehung vor Milliarden von Jahren nicht dem Sonnenlicht ausgesetzt waren, da die Rotationsachse des Mondes nur um etwa ein Grad zur Sonne geneigt ist. Die Krater in Polnähe sind demzufolge mit Temperaturen unterhalb von –200 Grad Celsius sehr kalt. Nun vermuten die Planetenforscher seit längerem, dass sich in diesen Kältefallen über Milliarden von Jahren hinweg größere Mengen leichtflüchtiger Stoffe wie Wasserdampf in Form von Eis angesammelt haben könnten, die bei Einschlägen wasserhaltiger Kometen und Asteroiden auf den Mond gelangten. Tatsächlich stießen verschiedene Raumsonden und Radarerkundungen von der Erde aus auf Regionen, die größere Mengen Wassereis enthalten können. Nun untersuchte ein Forscherteam um Maria T. Zuber vom Massachusetts Institut of Technology den 21 Kilometer großen Mondkrater Shackleton, der direkt am Südpol des Mondes liegt. Die Forscher stellten fest, dass sich in diesem Krater kaum Wassereis befindet, obwohl sich der Krater in den letzten 3,7 Milliarden Jahren seit seiner Entstehung kaum verändert hat und ungewöhnlich gut erhalten ist.

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Der Krater Shackleton am Mondsüdpol | Ein Durchmesser von 21 Kilometern und eine Tiefe von 4100 Metern kennzeichnen den Krater Shackleton, der sich direkt am Südpol des Mondes befindet. Sein Kraterboden liegt permanent im Schatten und wurde mit Hilfe des Laserhöhenmessers LOLA an Bord der US-Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter erkundet. In ihm gibt es offenbar keine größeren Ablagerung von Wassereis.
Der Boden des einfachen, schüsselförmigen Kraters liegt bis zu 4100 Meter unterhalb des Kraterrands. Er wurde mit dem Laserhöhenmesser LOLA an Bord der US-Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter erkundet und vermessen. LOLA verwendet einen Infrarotlaser und feuert kurze Laserpulse aus einer Umlaufhöhe von 50 Kilometern auf den Mondboden ab und registriert die Rücklaufzeit. Daraus lässt sich das Relief des Mondbodens mit einer großen Höhengenauigkeit im Bereich von wenigen Zentimetern erfassen. Das Forscherteam verwendete mehr als 5,4 Millionen solcher Messpulse, um ein 1600 Quadratkilometer großes Gebiet um den Krater Shackleton zu erfassen.

Die Wissenschaftler bestimmten dabei auch die Helligkeit der Krateroberfläche im Bereich der verwendeten Infrarotwellenlänge von 1064 Nanometern. Daraus schließen sie auf den Erhaltungszustand der Oberflächen des Kraters. Es zeigte sich, dass die Kraterwände glatter und dunkler sind als der Boden und der Wall. Offenbar wurden die steilen Wände durch Rutschungen verändert, die durch Mondbeben ausgelöst werden, während es kaum Ablagerungen auf dem Kraterboden gibt. Die größere Helligkeit des Kraterbodens lässt sich mit der geringeren Intensität der Weltraumverwitterung durch die Abschirmung der Kraterwälle erklären. Auf dem atmosphärelosen Mond findet eine langsame Verwitterung durch den Beschuss mit Mikrometeoriten und hochenergetischen Partikeln der kosmischen Strahlung statt, die über Milliarden von Jahren hinweg die Oberfläche abträgt.

Würden sich aber größere Mengen an Wassereis im Kraterboden von Shackleton befinden, so wäre die Reflexion des Laserlichts im nahen Infraroten noch deutlich stärker ausgefallen. Die beobachtete Helligkeit ließ sich auch mit einer nur einen Mikrometer dicken Staubschicht mit einem Gehalt von 20 Prozent Wassereis erklären. Somit ist zumindest dieser Krater kein guter Ort zur Gewinnung von Trinkwasser und Treibstoffen für künftige bemannte Mondstationen.

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