Mondforschung: Wassereis am Mondnordpol
© NASA (Ausschnitt)
Die Nachrichten über Wasserfunde auf dem Mond reißen nicht ab. Nach dem beim Aufschlag der US-Mondsonde LCROSS im Oktober 2009 am Mondsüdpol (etwas) Wasser in Form von Eis gefunden wurde, melden nun NASA-Wissenschaftler um Paul Spudis am Lunar and Planetary Institute in Houston (Texas), Wassereis in 40 Kratern am Mondnordpol.
Die Forscher arbeiteten mit der indischen Weltraumbehörde ISRO zusammen, da diese das NASA-Instrument Mini-SAR an Bord ihrer ersten Mondsonde Chandrayaan-1 kostenlos zum Erdtrabanten beförderte. Dafür erhielten indische Wissenschaftler den vollen Zugriff auf die mit Mini-SAR gewonnenen Messdaten. Sie zeigen, dass sich in den zwischen 2 bis 15 Kilometer großen Einschlagkratern größere Mengen an Wassereis im Bodenmaterial befinden. Die Forscher gehen davon aus, dass es mindestens rund 600 Millionen Tonnen sind.
Die Messdaten wurden im letzten Jahr aufgezeichnet, als Mini-SAR die permanent im Schatten liegenden Kraterböden am Nordpol kartierte. Das Radarsystem maß dabei die Polarisationseigenschaften der reflektierten Radarwellen. Mini-SAR sendete linksdrehend zirkular polarisierte Radarwellenpulse aus und verglich die zurückgestrahlten Radarechos mit den ausgesandten Wellen. Üblicherweise kehren planetare Oberflächen bei der Reflexion von Radiowellen die Polarisationsrichtung um, so dass die zurückkehrenden Radarpulse rechtdrehend polarisiert sind. Das Verhältnis zwischen den links- und rechtsdrehenden Radarwellen wird als zirkulares Polarisationsverhältnis (circular polarization ratio, CPR) bezeichnet.
Im Allgemeinen zeigt der Mond eine niedrige CPR, das heißt der größte Teil der Mondoberfläche dreht die Polarisationsrichtung. Aber manche eng begrenzten Gebiete weisen eine hohe CPR auf. Darunter befinden sich sehr rauhe Oberflächen wie frisch entstandene Einschlagkrater oder eben Eislager, die für die Radarwellen recht transparent sind und die Pulse mehrfach streuen. Sie zeichnen sich durch eine Verstärkung der ursprünglich polarisierten Wellen aus und besitzen eine hohe CPR.
Allerdings ist die CPR kein eindeutiger Nachweis für Eis oder eine hohe Oberflächenrauigkeit. Daher müssen die Forscher die geologischen Bedingungen an den Orten mit hoher CPR bei der Interpretation berücksichtigen. Ein Eislager im prallen Sonnenschein an der Mondoberfläche ist nicht möglich, hier muss es sich dann um eine sehr rauhe Oberfläche handeln.
Aber bei 40 Kratern nahe des Mondnordpols, deren Böden permanent im Schatten liegen und in die seit ihrer Entstehung vor vielen hundert Millionen Jahren kein Licht hineinfiel, spricht vieles für Eislager. Auch die Daten des NASA-Instruments Moon Mineralogy Mapper, das ebenfalls an Bord von Chandrayaan-1 die Mondoberfläche kartierte, sprechen für Eis. Das Instrument stieß auf Wassermoleküle in den obersten Schichten der Mondoberfläche in den betreffenden Kratern.
Diese Eislager wären interessante Landeplätze für künftige bemannte Mondmissionen, die aber durch die kürzliche Einstellung des NASA-Programms Constellation durch den US-Präsidenten Barack Obama wieder in weite Ferne gerückt sind. Solche Eisvorkommen würden sich hervorragend für die Erzeugung von Trinkwasser, Sauerstoff und Treibstoffen für künftige Mondstationen eignen. Damit ließen sich Milliarden Euro an Transportkosten für Verbrauchsgüter für Astronauten auf dem Mond einsparen, da wesentlich weniger Transportflüge erforderlich wären.
Tilmann Althaus
Die Forscher arbeiteten mit der indischen Weltraumbehörde ISRO zusammen, da diese das NASA-Instrument Mini-SAR an Bord ihrer ersten Mondsonde Chandrayaan-1 kostenlos zum Erdtrabanten beförderte. Dafür erhielten indische Wissenschaftler den vollen Zugriff auf die mit Mini-SAR gewonnenen Messdaten. Sie zeigen, dass sich in den zwischen 2 bis 15 Kilometer großen Einschlagkratern größere Mengen an Wassereis im Bodenmaterial befinden. Die Forscher gehen davon aus, dass es mindestens rund 600 Millionen Tonnen sind.
Die Messdaten wurden im letzten Jahr aufgezeichnet, als Mini-SAR die permanent im Schatten liegenden Kraterböden am Nordpol kartierte. Das Radarsystem maß dabei die Polarisationseigenschaften der reflektierten Radarwellen. Mini-SAR sendete linksdrehend zirkular polarisierte Radarwellenpulse aus und verglich die zurückgestrahlten Radarechos mit den ausgesandten Wellen. Üblicherweise kehren planetare Oberflächen bei der Reflexion von Radiowellen die Polarisationsrichtung um, so dass die zurückkehrenden Radarpulse rechtdrehend polarisiert sind. Das Verhältnis zwischen den links- und rechtsdrehenden Radarwellen wird als zirkulares Polarisationsverhältnis (circular polarization ratio, CPR) bezeichnet.
Im Allgemeinen zeigt der Mond eine niedrige CPR, das heißt der größte Teil der Mondoberfläche dreht die Polarisationsrichtung. Aber manche eng begrenzten Gebiete weisen eine hohe CPR auf. Darunter befinden sich sehr rauhe Oberflächen wie frisch entstandene Einschlagkrater oder eben Eislager, die für die Radarwellen recht transparent sind und die Pulse mehrfach streuen. Sie zeichnen sich durch eine Verstärkung der ursprünglich polarisierten Wellen aus und besitzen eine hohe CPR.
Allerdings ist die CPR kein eindeutiger Nachweis für Eis oder eine hohe Oberflächenrauigkeit. Daher müssen die Forscher die geologischen Bedingungen an den Orten mit hoher CPR bei der Interpretation berücksichtigen. Ein Eislager im prallen Sonnenschein an der Mondoberfläche ist nicht möglich, hier muss es sich dann um eine sehr rauhe Oberfläche handeln.
Aber bei 40 Kratern nahe des Mondnordpols, deren Böden permanent im Schatten liegen und in die seit ihrer Entstehung vor vielen hundert Millionen Jahren kein Licht hineinfiel, spricht vieles für Eislager. Auch die Daten des NASA-Instruments Moon Mineralogy Mapper, das ebenfalls an Bord von Chandrayaan-1 die Mondoberfläche kartierte, sprechen für Eis. Das Instrument stieß auf Wassermoleküle in den obersten Schichten der Mondoberfläche in den betreffenden Kratern.
Diese Eislager wären interessante Landeplätze für künftige bemannte Mondmissionen, die aber durch die kürzliche Einstellung des NASA-Programms Constellation durch den US-Präsidenten Barack Obama wieder in weite Ferne gerückt sind. Solche Eisvorkommen würden sich hervorragend für die Erzeugung von Trinkwasser, Sauerstoff und Treibstoffen für künftige Mondstationen eignen. Damit ließen sich Milliarden Euro an Transportkosten für Verbrauchsgüter für Astronauten auf dem Mond einsparen, da wesentlich weniger Transportflüge erforderlich wären.
Tilmann Althaus
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