Alle Welt will plötzlich zum Mond

Nach drei Jahrzehnten Pause interessieren sich die Weltraumagenturen wieder für den Erdtrabanten – sehr zur Freude der verbliebenen Mondforscher. Es ist nur ein kleiner Schritt von der Erde zum Mond – nach kosmischen Maßstäben. Doch obwohl die 380 000 Kilometer zum Erdtrabanten wesentlich einfacher zu überwinden sind als die endlosen Strecken zu anderen Himmelskörpern im Sonnensystem, haben Wissenschaftler und Raumfahrtagenturen in den letzten Jahrzehnten das Interesse am Mond verloren. Der Begleiter der Erde galt als langweilige, biologisch und geologisch tote, staubtrockene Felskugel. Nach mehr als 60 Missionen, vom Vorbeiflug bis hin zu den sechs bemannten Apollo-Landungen, schien der Mond Mitte der siebziger Jahre nichts Neues mehr zu bieten. „Viele Kollegen hatten ihn schon abgehakt”, sagt Gerhard Neukum, der als junger Forscher an der Archivierung der Mondproben beteiligt war. „Auch bei den Funktionären hat sich damals festgesetzt, dass der Mond kein interessantes Ziel mehr ist.” Doch seit Neuestem ist der silberne Trabant wieder en vogue. „ Der Mond ist ein extrem aufregender Ort voller Geheimnisse”, schwärmt etwa der Planetengeologe Peter Schultz von der Brown University in Providence, Rhode Island. Auch die Weltraumagenturen haben nach 30 Jahren Pause ihr Interesse für den Mond neu entdeckt. Emsig bereiten Amerikaner, Russen, Inder, Chinesen und Japaner neue Missionen vor. Die europäische Sonde SMART-1, die derzeit um die Pole des Trabanten kreist, ist der erste Vorbote einer ganzen Mondflotte. 2007 folgen eine indische und eine chinesische Sonde, Chandrayaan-1 und Chang’e 1. Die NASA-Mission Lunar Reconnaissance Orbiter ist für 2008 geplant. Weitere Roboter-Missionen sollen die nächste amerikanische bemannte Mondlandung – spätestens 2018 – vorbereiten. Im vergangenen Herbst richtete das Hubble-Weltraumteleskop sein scharfes Auge zum ersten Mal in seiner 15-jährigen Geschichte auf den Mond. Und das russische Raumfahrt-Unternehmen Energia verkündete jüngst Pläne für den Bau eines eigenen Zentrums für Mondflüge. Auch die Russen wollen in 10 bis 15 Jahren eine bemannte Mondbasis errichten, meldete die Nachrichtenagentur Itar-Tass im Januar 2006. Gerhard Neukum vermutet, dass die chinesischen Aktivitäten das Mondfieber in Amerika neu entfacht haben: „Ein neues west-östliches Wettrennen deutet sich an”, sagt der Professor der Freien Universität Berlin. „Die Amerikaner werden nicht tatenlos zusehen, dass die Chinesen auf dem Mond landen.” Zwar mögen beim zweiten Aufbruch zum Mond – ähnlich wie vor 40 Jahren – politische und wirtschaftliche Ziele im Vordergrund stehen. Dennoch werden für die Verwirklichung der ehrgeizigen Pläne zunächst wissenschaftliche Daten benötigt. „Das Wissen über die Mondoberfläche stammt noch aus der Apollo-Ära und reicht bei heutigen Sicherheitsansprüchen nicht mehr aus”, schrieb die Planetenforscherin Maria Zuber vom Massachusetts Institute of Technology kürzlich in der Zeitschrift „Science”. Um Roboter und erst recht Menschen sicher auf dem Mond abzusetzen, müsse man die Bodenbeschaffenheit, die Verteilung von Felsbrocken und die Hangneigung vorher akkurat vermessen. Die Diskussion, was der Unterschied zwischen Exploration und Wissenschaft ist, sei ohnehin „esoterisch”, findet Maria Zuber im Hinblick auf die Kritik, dass aus den Budgets der Wissenschaft nun auch noch die politisch-wirtschaftlichen Ziele finanziert werden sollen. Die internationale Gemeinde der Mondforscher stehe jedenfalls in den Startlöchern, berichtet Gerhard Neukum. Auf einem Workshop in Bad Honnef diskutierten Mond-Experten aus aller Welt kürzlich den gegenwärtigen Stand des Wissens und die Probleme, an denen sie in Zukunft arbeiten wollen. Die wenigen Raumschiffe, die nach der Stagnation vor 30 Jahren noch zum Mond geflogen sind, haben meist neue Technologien getestet, brachten aber kaum neue Daten. Die Gemeinde der Mondforscher schrumpfte stark zusammen. „Der Mond wird bald zu den Himmelskörpern im Sonnensystem gehören, über die wir am wenigsten wissen”, sagte Alan Binder, Direktor des Lunar Research Institute in Boulder, Colorado noch 2001. Inzwischen ist der Mars wesentlich besser untersucht als der Mond: Während das Relief der gesamten Marsoberfläche auf einen Meter genau bekannt ist, liegt die Genauigkeit auf der Vorderseite des Mondes nur bei etwa 100 Metern, und auf der Rückseite sieht es noch schlechter aus. Schärfere Bilder von der Mondoberfläche stehen daher ganz oben auf der Wunschliste der Forscher. Die Bilder der Lunar-Orbiter-Sonden aus den Sechzigerjahren zählen immer noch zu den besten Aufnahmen, die man bekommen kann. Allerdings fotografierten die Mondsatelliten nur einen kleinen Teil der Oberfläche mit hoher Auflösung, vor allem die anvisierten Apollo-Landeplätze. Die jüngsten Missionen änderten an dem Missstand nichts: Clementine, eine Sonde des US-Verteidigungsministeriums, schoss 1994 zwar scharfe Bilder. „Aber die Datenkomprimierung machte die Aufnahmen weitgehend unbrauchbar”, klagt Gerhard Neukum. Und SMART-1, eine Technologie-Mission mit Schwerpunkt auf extrem leichten Instrumenten, hat keine leistungsstarke Kamera dabei. Erst der amerikanische Lunar Reconnaissance Orbiter wird vermutlich die gewünschte Auflösung von einem Meter erzielen. Zu den bislang am wenigsten erforschten Regionen des Mondes gehören die Pole. Das hat vor allem technische Gründe: In den Sechzigerjahren war es noch nicht möglich, Raumschiffe auf polare Umlaufbahnen zu bringen. Wissenschaftler halten das Südpol-Aitken-Becken mit einem Durchmesser von 2600 Kilometern – der größte bekannte Einschlagskrater des Sonnensystems – für eine mögliche Fundgrube. Denn der Mega-Einschlag könnte Gestein aus den Tiefen des Mondmantels an die Oberfläche gebracht haben. Die Kartierung der chemischen Elemente und Mineralien auf der Haut des Trabanten steckt noch in den Anfängen. Clementine und die 1998 gestartete NASA-Sonde Lunar Prospector stellten vom Orbit aus erste globale Karten einiger Elemente her. Auch SMART-1 misst inzwischen mit einem Infrarot-Spektrometer die Verteilung verschiedener Mineralien. Detaillierte Karten gibt es aber noch nicht. „Was wir über die Mineralogie wissen, beschränkt sich auf gut einsehbare Gebiete auf der Vorderseite”, sagt Andreas Nathues vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau, der das SMART-1-Spektrometer mit entwickelt hat. „An den Polen und auf der Rückseite gibt es noch völlig unerforschte Gegenden.” Die 382 Kilogramm Mondgestein, die die Apollo-Astronauten zur Erde gebracht haben, sind ebenfalls wenig aufschlussreich. Ihre chemische Zusammensetzung ist nicht repräsentativ für den gesamten Mond, wie sich inzwischen herausgestellt hat: Alle Proben stammen aus einer geochemisch ungewöhnlichen Region. Grundlegende Fragen sind nach wie vor ungelöst – zum Beispiel, wie der Trabant einst entstanden ist. Im Augenblick dominiert die Theorie, dass ein Planetoid von der Größe des Mars vor 4,6 Milliarden Jahren mit der Erde kollidierte, woraufhin sich der Mond aus den Trümmern des Einschlags zusammenballte. Gerhard Neukum glaubt dagegen, dass Mond und Erde entweder von Anfang an ein Doppelsystem bildeten und gemeinsam größer wurden oder dass sich der Mond von der Erde abgetrennt hat, als diese noch ein flüssiger Glutball war. Ein weiteres großes Rätsel ist der innere Aufbau des Mondes. Um ins Innere eines Himmelskörpers zu blicken, brauchen die Planetenforscher seismische Wellen. Die Apollo-Teams installierten insgesamt vier Seismographen an den verschiedenen Landeplätzen, die bis 1977 in Betrieb blieben und Daten von insgesamt 13 000 Mondbeben zur Erde funkten. „Darunter waren einige Tausend tiefe Beben, die periodisch auftraten und wahrscheinlich durch die Gezeitenkräfte der Erde verursacht wurden”, also durch ihren Schwerkraft-Einfluss, berichtet Jürgen Oberst vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin. Außerdem gab es echte Beben durch Bewegungen im Mondinneren, die flach und relativ stark waren. Ferner wurden etwa 1300 Meteoriteneinschläge registriert. Oberst wertet die Seismogramme der Mondbeben zurzeit neu aus: „Denn mit den modernen Rechnern hat man viel mehr Möglichkeiten als früher.” Der Forscher hofft, die Erdbebenherde exakter bestimmen zu können und dadurch Genaueres über den inneren Aufbau des Trabanten zu erfahren. Aus den Seismogrammen hatten die Mondforscher in den Siebzigererjahren geschlossen, dass die Mondkruste auf der Vorderseite 70 Kilometer dick ist und dass es in 800 Kilometer Tiefe womöglich eine flüssige Schicht gibt. Ob der Mond einen Kern hat, verraten die Daten nicht. „Alle Beben hatten ihren Herd auf der Vorderseite, so dass die Wellen nicht durch das Zentrum des Mondes liefen”, sagt Oberst. Inzwischen glauben viele Forscher, dass der Mond einen teilweise geschmolzenen Eisen-Nickel-Kern besitzt. Denn: „Einiges deutet darauf hin, dass der Mond kurz nach seiner Entstehung komplett geschmolzen war. Dabei dürfte das schwere Material nach innen gesunken sein”, erläutert Gerhard Neukum. Für Planetenforscher birgt der Mond wahre Schätze: „Er kann uns viel über die Entstehung des Sonnensystems und die Jugend der Erde verraten”, sagt Gerhard Neukum. Die Mondoberfläche sieht er als eine Art Zeitkapsel an, die Spuren von Ereignissen aus den ersten Tagen des Sonnensystems aufgezeichnet hat. Vieles, was über die Zeit vor über 3,5 Milliarden Jahren bekannt ist, haben die bisherigen Mond-Expeditionen ans Licht gebracht. So haben Planetenforscher aus einer Häufung von 3,9 Milliarden Jahre altem so genannten Impaktgestein bei den Apollo-Proben geschlossen, dass das innere Sonnensystem zu dieser Zeit von einem besonders heftigen Meteoritenhagel heimgesucht worden ist. Doch das könnte eine Fehlinterpretation sein: „Dieses ‚Late Heavy Bombardment‘ hat es wahrscheinlich nie gegeben”, befürchtet Gerhard Neukum. Inzwischen ist klar, dass die Auswurfgesteine vermutlich alle von einem einzigen Einschlag stammen, nämlich dem, der das Mare Imbrium erzeugte. Wie viele Trümmer in den ersten Tagen des Sonnensystems tatsächlich zwischen den Planeten umherschwirrten, könnten nur neue Mondproben klären. Auch die Geschichte des Erdmagnetfelds könnte auf dem Mond verzeichnet sein, wie Frank Podosek von der Washington University in St. Louis hofft. Seiner Meinung nach ist im Mondboden Stickstoff gespeichert, der ursprünglich von der Erde stammt. Podoseks Idee: Bevor unser Planet ein Magnetfeld besaß, habe der Sonnenwind Stickstoff aus der Erdatmosphäre zum Mond geweht. Ältere Mondproben sollten demnach mehr Stickstoff enthalten als jüngere, folgert Podosek. Auch Erdgestein hoffen Forscher auf dem Mond zu finden. Von Meteoriteneinschlägen ins All geschleudert, könnten die Brocken auf dem Mond Jahrmilliarden überdauert haben. Auf der Erde ist dagegen sämtliches Gestein, das älter ist als 3,8 Milliarden Jahre, inzwischen verwittert, geschmolzen oder bis zur Unkenntlichkeit verändert. Wer weiß, was der einzige natürliche Satellit der Erde noch für Überraschungen bereit hält. Denn: So tot, wie er aussieht, ist er nicht. „Noch vor einer Milliarde Jahren hat es auf dem Mond Vulkanismus gegeben”, lautet die neueste Erkenntnis von Gerhard Neukum, der flüssiges Magma in der Tiefe vermutet. Und Mike Duke vom Lunar and Planetary Institute in Houston ist sogar davon überzeugt, dass es genauso viel Anlass gibt, auf dem jungen Mond Leben zu vermuten wie auf dem heutigen Mars. Ganz trocken ist der Mond wahrscheinlich auch nicht (siehe Kasten „Gibt es Wasser auf dem Mond?”). Und was den Staub angeht: Der lässt sich durch Mikrowellen geringer Energie glasartig zusammensintern. Das wäre ein ideales Baumaterial für Straßen, Landeplätze oder auch Radioteleskope. Keine Frage: Langweilig wird es den Reisenden zum Mond bestimmt nicht. ■ UTE KEHSE ist freie Wissenschaftsjournalisten im niedersächsischen Delmenhorst und ständige bdw- Autorin. Ute Kehse Ohne Titel Auf dem staubigen, tagsüber teils mehr als 100 Grad Celsius warmen Mond würde kaum jemand ein flüchtiges Element wie Wasser vermuten. Doch es gibt auf dem Trabanten Orte, an denen Eisvorräte lange Zeiten überdauern können. Da der Mond sich auf seiner Bahn wie ein aufrechter Kreisel bewegt, liegen einige Kraterböden in Polnähe ständig im Schatten. Dort herrschen Temperaturen von minus 160 Grad Celsius. Die Sonde Clementine empfing 1994 Radarechos aus solchen Kratern, die auf Eis schließen lassen. Vier Jahre später registrierte das Neutronenspektrometer von Lunar Prospector dort Hinweise auf Wasserstoff-Kerne. Den Messungen zufolge liegt der Anteil des Eises zwischen 0,5 und 1,5 Prozent. Forscher mutmaßen, dass das Wasser durch Kometeneinschläge auf den Mond gelangt sein könnte. Für Kometenforscher wären solche Eisdepots kostbar: „Dort könnten mehrere Eisschichten übereinander liegen, die von unterschiedlichen Einschlägen stammen. Proben davon hätten einen unschätzbaren wissenschaftlichen Wert”, sagte der Planetenforscher Alan Stern vom amerikanischen Southwest Research Institute. Eine künftige Mondstation könnte das gefrorene Wasser ebenfalls gut gebrauchen – zur Versorgung der Bewohner mit Trinkwasser. In Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, wäre das Eis außerdem als Treibstoff für interplanetare Raketen nützlich. Doch ob überhaupt Wasser vorhanden ist, wird noch diskutiert. So konnte eine Radar-Messung mit dem Arecibo- Teleskop die Clementine-Ergebnisse nicht bestätigen. Und als Lunar Prospector am Ende seiner Mission in die Südpolregion stürzte, war in der aufgewirbelten Staubwolke kein Wasser zu sehen. Nun sollen die Infrarot-Daten von SMART-1 für Klarheit sorgen. COMMUNITY Internet Einführende Informationen über den Mond: www.solarviews.com/germ/moon.htm Wissenswertes über Eis auf dem Mond: nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/ice/ice_moon.html Historische Dokumentation des Apollo- Programms: www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4214/cover.html Homepage von Lunar Prospector: lunar.arc.nasa.gov/ Homepage von SMART-1: www.esa.int/esaMI/SMART-1/ Ohne Titel „Der Mond birgt reichhaltige Bodenschätze”, sagte der amerikanische Präsident George W. Bush im Januar 2004, als er seine neuen Mondpläne verkündete. Zwar ist das Wissen über die Ressourcen des Mondes noch rudimentär, doch Forscher hoffen darauf, dort manche für die Raumfahrt interessante Rohstoffe aufzuspüren: • Eisen: Über Jahrmilliarden regneten Meteoriten auf den Mond herab. Im Mondstaub, dem Regolith, liegt das meteoritische Eisen in gediegener Form vor. Um es zu gewinnen, braucht der Regolith lediglich erwärmt zu werden. • Titan: Das widerstandsfähige Metall kommt im Mineral Ilmenit vor, einem Eisen-Titan-Oxid. Auf der vorderen Seite des Mondes gibt es Gebiete mit einem Titan-Gewichtsanteil von teilweise elf Prozent. • Andere wertvolle Elemente: Der Mondstaub könnte Edelmetalle wie Gold, Platin, Iridium oder Rhenium enthalten. • Gase: Der Regolith hat wohl leichte Elemente aus dem Sonnenwind aufgefangen, zum Beispiel Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Schon bei schwacher Erwärmung gibt der Staub die Gase wieder frei. Sie könnten zur Luftversorgung von Astronauten dienen. • Helium-3: Einige Forscher spekulieren, dass Ilmenit eine Falle für Helium aus dem Sonnenwind ist. Das auf der Erde extrem seltene Isotop Helium-3 wäre ein idealer Brennstoff für Kernfusionsreaktoren – falls es die eines Tages gibt. Ohne Titel • Eine Renaissance der Mondforschung hat begonnen. SMART-1 umkreist den Erdtrabanten bereits, weitere Raumsonden werden folgen. • Im Brennpunkt der Forschung stehen der innere Aufbau des Mondes, seine Entstehung, die Suche nach Wasser – und Gesteinsbrocken von der Erde. • Auch als Rohstoffquelle ist der Mond interessant.