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LUNAR RECONNAISSANCE ORBITER
Hinweise auf Eis im Shackleton-Krater?
von Stefan Deiters
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21. Juni 2012

Das Oberflächenmaterial auf dem Boden des Shackleton-Kraters am Südpol des Mondes könnte bis zu 22 Prozent aus Eis bestehen. Dies ergaben jetzt vorgestellte Messungen des Lunar Reconnaissance Orbiter. Da der Kraterboden permanent im Schatten liegt, halten Wissenschaftler die Existenz von Wassereis hier für möglich. Es gibt allerdings auch eine andere Erklärung für die Beobachtungen.

Shackleton-Krater

Der Shackleton-Krater auf dem Mond. In der linken Hälfte sind die farbcodierten Höhenmessungen dargestellt, rechts ist eine Reliefansicht zu sehen. Das Bild basiert auf Messungen der Sonde Lunar Reconnaissance Orbiter. Bild: NASA/Zuber, M.T. et al., Nature, 2012 [Großansicht]

Die Astronomen hatten den Boden des Shackleton-Kraters mit Hilfe des Laser-Höhenmessers der NASA-Sonde Lunar Reconnaissance Orbiter untersucht, die seit Juni 2009 um den Mond kreist. Sie stellten dabei fest, dass der Boden des Kraters deutlich heller ist als der Boden von anderen Kratern in der Umgebung, was, nach Ansicht der Forscher, auf das Vorhandensein von kleinen Mengen von Eis hindeuten könnte. Der 21 Kilometer durchmessende und rund vier Kilometer tiefe Krater befindet sich am Südpol des Mondes und wurde nach dem Antarktisforscher Ernest Shackleton benannt. Der Boden des Kraters liegt permanent im Dunklen, so dass hier außerordentlich niedrige Temperaturen herrschen.

"Die Helligkeitsmessungen haben uns seit zwei Sommern beschäftigt", so Gregory Neumann vom Goddard Space Flight Center der NASA. "Die Verteilung der Helligkeit war nicht ganz so, wie wir das erwartet hatten. Allerdings ist praktisch jede Messung auf dem Mond, die mit Eis oder anderen flüchtigen Stoffen zu tun hat, überraschend, wenn man die kosmisch niedrigen Temperaturen bedenkt, die im Inneren der polaren Krater herrschen." Ihre Resultate stellten die Forscher jetzt in einem Fachartikel in der Wissenschaftszeitschrift Nature vor.

Die Wissenschaftler hatten mit einem Laserstrahl das Innere des Kraters anvisiert und so sein natürliches Rückstrahlvermögen bestimmt. Gleichzeitig erstellten sie auf diese Weise ein detailliertes Relief des Kraterinneren. Dies gelingt, indem man einfach die Zeit misst, die der reflektierte Laserstrahl benötigt, um wieder den Detektor der Sonde zu erreichen - je länger dies dauert, desto tiefer ist es an der jeweiligen Stelle.

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Auf diese Weise wurde auch deutlich, dass es sich bei Shackleton um einen erstaunlich gut erhaltenen Krater handeln muss, der sich seit seiner Entstehung vor rund drei Milliarden Jahren kaum verändert hat. Lediglich auf dem Kraterboden finden sich mehrere kleinere Krater, die aber schon bei der Kollision entstanden sein könnten, durch die sich Shackleton einst bildete. "Das Innere des Kraters ist äußerst zerklüftet", so Maria Zuber vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) im amerikanischen Cambridge, die die Untersuchungen leitete. "Es dürfte nicht leicht sein, sich dort fortzubewegen."

Zu ihrer Überraschung stellte das Team um Zuber fest, dass die Wände des Shackleton-Kraters offenbar noch heller waren, als der ohnehin schon ungewöhnlich helle Kraterboden. Auf die Wände fällt allerdings zuweilen Sonnenlicht, so dass Eis hier als Erklärung eigentlich ausscheiden sollte. Die Forscher vermuten daher, dass Mondbeben dafür gesorgt haben, dass altes Material von den Kraterwänden abgerutscht ist und dadurch frischeres, helleres Material freigelegt wurde.

Mondbeben können durch die Gezeitenwirkung der Erde oder durch Einschläge von Meteoriten ausgelöst werden. "Es könnte mehrere Erklärungen für die beobachtete Helligkeit in den verschiedenen Bereichen des Kraters geben", so Zuber. "So könnte es sich an den Wänden um jüngeres, freigelegtes Material handeln, während auf dem Boden Eis in das Oberflächenmaterial gemischt ist."

Die Suche nach Wassereis auf dem Mond ist für die weitere Erforschung des Erdtrabanten von großer Bedeutung: Könnten bemannte Missionen nämlich Wasser vor Ort gewinnen, müsste man es nicht aufwendig von der Erde zum Mond transportieren. So werden in den Pressemeldungen von NASA und MIT auch die möglichen Hinweise auf Wasser in den Vordergrund gestellt. Die NASA titelt sogar "Forscher schätzen Eisgehalt eines Kraters am Mondsüdpol ab".

Der eigentliche Fachartikel in Nature ist da deutlich zurückhaltender: Schon in der Zusammenfassung heißt es, dass sich der vergleichsweise helle Kraterboden am einfachsten durch die geringeren Strahlungseinflüsse - also durch geringere "Verwitterung" - im dauerhaften Schatten erklären lassen würde. Allerdings könnte man die Beobachtungen auch durch "eine ein Mikrometer dicke Schicht, die rund 20 Prozent Oberflächeneis enthält" erklären.

Wirkliche Beweise für Eis auf dem Boden von Kratern am Mondsüdpols liefert also auch die jetzt vorgestellte Untersuchung nicht. Sie enthält allerdings auch keine Hinweise, die dieser Vorstellung widersprechen würden. Doch selbst wenn Eis für die erhöhte Helligkeit auf dem Kraterboden verantwortlich ist, dürften diese Mengen doch so gering sein, dass kein Astronaut ohne ausreichende Wasservorräte die Erkundung dieser Mondregion antreten sollte. Wirklich Gewissheit über das Dauerthema "Wassereis auf dem Mond" könnte wohl nur eine Landesonde bringen, die Bodenproben nimmt und analysiert.

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siehe auch
LCROSS: Wasserfund am Mond-Südpol bestätigt - 21. Oktober 2010
LCROSS: Wasser in Mondkrater nachgewiesen - 13. November 2009
Mond: Drei Sonden entdecken Wasser auf dem Mond - 24. September 2009
Mond: Kein offenes Eis im Shackleton-Krater - 24. Oktober 2008
Links im WWW
Lunar Reconnaissance Orbiter, Seite der NASA
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