28.10.2020

Wasser außerhalb von Mondkratern gefunden

Auch auf sonnenbeschienenen Flächen unseres Trabanten konnte das Sofia-Observatorium erstmals Wasser nachweisen.

Die fliegende Sternwarte Sofia (Stratosphären Observatorium Für Infrarot-Astronomie) hat erstmals den direkten eindeutigen Nachweis von Wasser­molekülen auf dem Mond außerhalb des permanenten Schattens an den Mondpolen erbracht. Dem Infrarot-Observatorium der US-amerikanischen Weltraum­behörde NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) war es mit dem Instrument Forcast gelungen, die Moleküle auf der Südhalb­kugel des Mondes zu detektieren. Der wissenschaftliche Betrieb von Sofia wird auf deutscher Seite vom Deutschen Sofia-Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert.
 

Abb.: Clavius-Krater auf der Südhalbkugel des Mondes, in dem Spuren von...
Abb.: Clavius-Krater auf der Südhalbkugel des Mondes, in dem Spuren von molekularem Wasser gefunden wurden. (Bild: NASA / Ames Research Center / D. Rutter)

Seit die Apollo 11 Mission 1969 die ersten Mond­gesteine auf die Erde gebracht hat, haben Forscher nach dem eindeutigen Beweis gesucht, dass es Wasser auf dem Mond gibt. Aber die Proben zeigten wie auch die der zahlreichen Folge­missionen keine eindeutigen Hinweise für die Existenz von Wasser auf dem Erd­trabanten. Die Bestätigung kam erst im Jahr 2009 durch das NASA-Instrument Moon Mineralogy Mapper an Bord der indischen Chandrayaan-1 Mission – und dies auch nur für die Region um die Mond­pole herum. „Mit Sofia konnten wir jetzt endlich den lang erhofften eindeutigen Beweis anführen, dass Wasser auch im Bereich der wärmeren, von der Sonne beschienenen Mond­oberfläche vorkommt“, erklärt Bernhard Schulz, Sofia Science Mission Operation Deputy Director der Universität Stuttgart. Bereits am 30. August 2018 hatte ein Team um Casey Honniball von Hawaii Institute of Geophysics and Planetology den Mond mit Forcast Instrument an Bord von Sofia beobachtet. Dabei konnte die Wissenschaftlerin den eindeutigen Finger­abdruck von molekularem Wasser im mittleren Infrarot­bereich bei sechs Mikro­metern Wellenlänge im Bereich des Clavius-Kraters auf der südlichen Mond­halbkugel detektieren.

Die sonnenbeschienenen Gebiete des Mondes erreichen eine Temperatur von etwa 230 Grad Celsius. Bei dieser Temperatur ist Wasser gasförmig und sollte verdunsten, da der Mond quasi keine Atmosphäre hat. Trotzdem ist es auf der Oberfläche vorhanden. Derzeit existieren zwei Theorien, die dies erklären können: Mikro­meteoriten, die auf die Mond­oberfläche fallen und geringe Mengen Wasser transportieren, könnten die Flüssigkeit durch ihren Aufprall im Gestein ablagern, so dass das Wasser dann in winzigen glas­perlen­artigen Strukturen im Boden eingeschlossen bleibt. Möglich wäre aber auch ein zweistufiger Prozess, bei dem der Sonnenwind Wasserstoff an die Mond­oberfläche liefert, wo er sich mit Hydroxyl zu Wasser verbindet. Dieses könnte auf der Oberfläche des Mondes versickern und wäre so vor dem Sonnenlicht geschützt.

Ein Ziel der maßgeblich von Deutschland mitfinanzierten europäischen Weltraum­forschung in Bezug auf den Mond besteht darin, zu bestätigen, ob Ressourcen wie Wasser in ausreichenden Mengen auf dem Mond vorhanden sind, um sie zum Beispiel für ein zukünftiges „Moon Village“ nutzen zu können. Die Menge an Wasser, die Sofia entdeckt hat, entspricht etwa dem Inhalt einer 0,33 Liter Getränkedose, verteilt in einem Kubikmeter Boden. „Das ist zwar weniger als in den Wüsten unserer Erde“, erläutert Reinhold Ewald, Europäischer Astronaut und Professor am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart. „Aber findige Lebens­erhaltungs­systeme, wie wir sie im Bereich Astronautik und Raum­stationen am IRS entwickeln und erforschen, könnten daraus einen Teil der Ressourcen produzieren, die wir für zukünftige astronautische Weltraum­missionen brauchen werden.“

Um das Phänomen von Wasser auf dem Mond eingehender zu erforschen, wird Sofia die sonnen­beschienenen Flächen während verschiedener Mondphasen erneut beobachten. Die Wissenschaftler erhoffen sich davon neue Erkenntnisse darüber, wie das Wasser produziert und gespeichert wird, und wie es sich über die Mond­oberfläche verteilt. Diese Daten werden hilfreich für die Planung zukünftiger Mondmissionen sein.

U. Stuttgart / DE
 

Weitere Infos

EnergyViews

EnergyViews
Dossier

EnergyViews

Die neuesten Meldungen zu Energieforschung und -technologie von pro-physik.de und Physik in unserer Zeit.

Sonderhefte

Physics' Best und Best of
Sonderausgaben

Physics' Best und Best of

Die Sonder­ausgaben präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

Meist gelesen

Themen