News: Staubtrockene Einblicke
Kaum hatten Sonden Anzeichen für Wasser in den ewig dunklen Kratern an den Mondpolen entdeckt, da sahen Optimisten auf dem Erdtrabanten bereits Siedlungen mit Treibhäusern und Raketenbasen für den Weiterflug zu anderen Planeten. Spätestens jetzt dürften diese Träume zerplatzen.
© (Ausschnitt)
Wer sich ohne Schirm durch den Weltraum bewegt, könnte nass werden. So erging es beispielsweise dem sonnennächsten Planeten, dem Merkur. Im Laufe der Jahrmilliarden prasselten ständig Kometen auf ihn ein und brachten als "schmutzige Schneebälle" beträchtliche Mengen Wasser mit. Der größte Teil davon verdampfte jedoch innerhalb kürzester Zeit unter der glühenden Sonne. Alles Wasser war bald wieder verschwunden. Alles Wasser? Keineswegs. Zurückgezogen in die dunklen Tiefen einiger Krater in Polnähe – dort, wohin sich niemals ein Sonnenstrahl verirrt – konnten dicke Eisschichten bei dauerhaft niedrigen Temperaturen bis zum heutigen Tag überdauern.
Da Kometenhagel und Krater nicht nur zu den hervorstechenden Merkmalen des Merkurs gehören, sondern auch dem Erdenmond nicht fremd sind, könnte es doch auch dort verborgenes Wassereis geben. So folgerten manche Wissenschaftler, und der ein oder andere schmiedete bereits Pläne, wie künftige Siedler das kostbare Nass abbauen und nutzen sollten. Was zunächst wie reine Fiction klang, bekam den nötigen Science-Anstrich, als die Raumsonden Clementine und Lunar Prospector bei ihren Kartierungen des Mondes tatsächlich an den Polen Anzeichen für Wasser fanden. Während Clementine entsprechende Radarmesswerte lieferte, trug der Prospector Daten aus seinem Neutronen-Spektrometer bei. Und danach sah es ganz so aus, als türmten sich die Eisschollen auf mehreren tausend Quadratkilometern Fläche.
Nun haben die beiden Sonden zwar die besten Plätze, wenn es darum geht, in die verborgenen Winkel des Mondes zu schauen. Aber auch von der Erde aus lässt sich ein neugieriger Blick wagen. Die Möglichkeit dazu bietet eine Libration genannte Schwankung in der Bewegung des Trabanten. Sie gestattet es, etwa vier Grad über den Nordpol und sechs Grad über den Südpol zu sehen, während die Sonne nicht mehr als 2,1 Grad schafft. Das reicht aus, um sich Regionen zu betrachten, auf die niemals Sonnenlicht fällt.
Mit einem optischen Teleskop in diese dunklen Ecken zu blicken, hat natürlich nicht viel Sinn. Ganz anders sieht es im längerwelligen Bereich elektromagnetischer Strahlung aus. Radarwellen im Bereich von 3,5 bis 70 Zentimeter Wellenlänge hatten sich beispielsweise schon bei der Suche nach dem Merkureis bewährt. Treffen sie auf Eisschichten von der mehrfachen Dicke ihrer Wellenlänge und sind diese von Dichteschwankungen (aufgrund von Rissen oder eingelagerten Felsbrocken) durchsetzt, kommt es zu einer kohärenten Rückstreuung des Signals: ein starkes Echo mit einer speziell veränderten Polarisation der Wellen.
Erstaunlicherweise ergaben Radaruntersuchungen von erdgebundenen Stationen aus so gut wie keine Hinweise auf das erwartete Mondeis. Vielleicht, so glaubten Wissenschaftler, erreichten die ausgesandten Wellenlängen von 3,5 und 12,6 Zentimetern nicht das Eis, weil es unter Staub und Schutt begraben liegt. Um diese Frage zu klären, benutzten Bruce Campbell von der Smithsonian Institution in Washington und seine Kollegen das 430-Megahertz-Radarsystem des Arecibo-Observatoriums, um die Polkrater erneut abzusuchen. Dessen 70-Zentimeter-Wellen sind in der Lage, mehrere Meter dicke Störschichten zu durchdringen. Mit einer räumlichen Auflösung von 300 Metern tasteten die Astronomen die vielversprechendsten Krater ab, darunter Hermite und Peary im Norden sowie Shoemaker, Faustini und Shackleton im Süden. Die aufgefangenen Echos überführten sie in ein Koordinatensystem des Mondes und errechneten daraus eine Karte. Doch nirgends fanden sie Besonderheiten im Signal, die nicht auch an sonnendurchfluteten Flächen ohne Eis auftraten.
"Irgendwelches Eis in diesen Regionen müsste daher in Form verstreuter Eiskörner oder dünner, eingelagerter Schichten vorliegen", schreiben die Forscher. So ließe sich erklären, warum die Sonden Eis sehen, wo von der Erde aus nichts festzustellen ist. Der Traum von Gewächshäusern und Schwimmbädern auf dem Mond kann damit jedenfalls in die Romanwelt verwiesen werden. Wer dort baden oder Radieschen züchten möchte, wird sich sein Wasser schon selber mitbringen müssen.
Da Kometenhagel und Krater nicht nur zu den hervorstechenden Merkmalen des Merkurs gehören, sondern auch dem Erdenmond nicht fremd sind, könnte es doch auch dort verborgenes Wassereis geben. So folgerten manche Wissenschaftler, und der ein oder andere schmiedete bereits Pläne, wie künftige Siedler das kostbare Nass abbauen und nutzen sollten. Was zunächst wie reine Fiction klang, bekam den nötigen Science-Anstrich, als die Raumsonden Clementine und Lunar Prospector bei ihren Kartierungen des Mondes tatsächlich an den Polen Anzeichen für Wasser fanden. Während Clementine entsprechende Radarmesswerte lieferte, trug der Prospector Daten aus seinem Neutronen-Spektrometer bei. Und danach sah es ganz so aus, als türmten sich die Eisschollen auf mehreren tausend Quadratkilometern Fläche.
Nun haben die beiden Sonden zwar die besten Plätze, wenn es darum geht, in die verborgenen Winkel des Mondes zu schauen. Aber auch von der Erde aus lässt sich ein neugieriger Blick wagen. Die Möglichkeit dazu bietet eine Libration genannte Schwankung in der Bewegung des Trabanten. Sie gestattet es, etwa vier Grad über den Nordpol und sechs Grad über den Südpol zu sehen, während die Sonne nicht mehr als 2,1 Grad schafft. Das reicht aus, um sich Regionen zu betrachten, auf die niemals Sonnenlicht fällt.
Mit einem optischen Teleskop in diese dunklen Ecken zu blicken, hat natürlich nicht viel Sinn. Ganz anders sieht es im längerwelligen Bereich elektromagnetischer Strahlung aus. Radarwellen im Bereich von 3,5 bis 70 Zentimeter Wellenlänge hatten sich beispielsweise schon bei der Suche nach dem Merkureis bewährt. Treffen sie auf Eisschichten von der mehrfachen Dicke ihrer Wellenlänge und sind diese von Dichteschwankungen (aufgrund von Rissen oder eingelagerten Felsbrocken) durchsetzt, kommt es zu einer kohärenten Rückstreuung des Signals: ein starkes Echo mit einer speziell veränderten Polarisation der Wellen.
Erstaunlicherweise ergaben Radaruntersuchungen von erdgebundenen Stationen aus so gut wie keine Hinweise auf das erwartete Mondeis. Vielleicht, so glaubten Wissenschaftler, erreichten die ausgesandten Wellenlängen von 3,5 und 12,6 Zentimetern nicht das Eis, weil es unter Staub und Schutt begraben liegt. Um diese Frage zu klären, benutzten Bruce Campbell von der Smithsonian Institution in Washington und seine Kollegen das 430-Megahertz-Radarsystem des Arecibo-Observatoriums, um die Polkrater erneut abzusuchen. Dessen 70-Zentimeter-Wellen sind in der Lage, mehrere Meter dicke Störschichten zu durchdringen. Mit einer räumlichen Auflösung von 300 Metern tasteten die Astronomen die vielversprechendsten Krater ab, darunter Hermite und Peary im Norden sowie Shoemaker, Faustini und Shackleton im Süden. Die aufgefangenen Echos überführten sie in ein Koordinatensystem des Mondes und errechneten daraus eine Karte. Doch nirgends fanden sie Besonderheiten im Signal, die nicht auch an sonnendurchfluteten Flächen ohne Eis auftraten.
"Irgendwelches Eis in diesen Regionen müsste daher in Form verstreuter Eiskörner oder dünner, eingelagerter Schichten vorliegen", schreiben die Forscher. So ließe sich erklären, warum die Sonden Eis sehen, wo von der Erde aus nichts festzustellen ist. Der Traum von Gewächshäusern und Schwimmbädern auf dem Mond kann damit jedenfalls in die Romanwelt verwiesen werden. Wer dort baden oder Radieschen züchten möchte, wird sich sein Wasser schon selber mitbringen müssen.
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.