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SOFIA
Wasser nicht nur in dunklen Mondkratern
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Stuttgart
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26. Oktober 2020

Die fliegende Sternwarte SOFIA hat erstmals den direkten Nachweis von Wassermolekülen auf dem Mond außerhalb des permanenten Schattens an den Mondpolen erbracht. Die Mengen sind allerdings bescheiden: In einem Kubikmeter Mondboden befinden sich gerade einmal 0,33 Liter Wasser. Trotzdem könnte der Fund für künftige Mondmissionen interessant sein.

SOFIA - Mond

Mit SOFIA wurde Wasser im Mondkrater Clavius gefunden.  Bild: NASA [Großansicht]

Seit die Apollo-11-Mission 1969 die ersten Mondgesteine auf die Erde gebracht hat, haben Forschende 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, Science Mission Operation Deputy Director von SOFIA an der Universität Stuttgart. Bereits am 30. August 2018 hatte ein Team um Casey Honniball von Hawai'i Institute of Geophysics and Planetology den Mond mit dem FORCAST-Instrument an Bord von SOFIA beobachtet. SOFIA steht für "Stratosphären Observatorium Für Infrarot-Astronomie". Es handelt sich um ein Infrarot-Observatorium in einem Jumbojet, das von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betrieben wird. Bei den Beobachtungen konnte die Wissenschaftlerin den eindeutigen Fingerabdruck von molekularem Wasser im mittleren Infrarotbereich (sechs Mikrometer Wellenlänge) im Bereich des Clavius-Kraters auf der südlichen Mondhalbkugel detektieren.

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Die sonnenbeschienenen Gebiete des Mondes erreichen eine Temperatur von etwa 230 Grad Celsius. Bei dieser Temperatur ist Wasser gasförmig und sollte verdunsten und entweichen, 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 (HO) – einem Wasserstoffatom, das an ein Sauerstoffatom gebunden ist - 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, dass Ressourcen wie etwa 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 Weltraumissionen brauchen werden."

Um das Phänomen von Wasser auf dem Mond eingehender zu erforschen, wird SOFIA die sonnenbeschienenen Flächen während verschiedener Mondphasen erneut beobachten. Die Wissenschaftlerinnen und 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.

Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Astronomy erschienen ist.

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siehe auch
Mond: Wasservorkommen auf der gesamten Oberfläche - 11. September 2017
Mond: Wasser aus Sonnenwind - 15. Oktober 2012
Lunar Reconnaissance Orbiter: Hinweise auf Eis im Shackleton-Krater? - 21. Juni 2012
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
Fachartikel in Nature Astronomy
Deutsches SOFIA Institut am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart
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