DLR: SOFIA entdeckt Wassermoleküle auf dem Mond

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2017 war die fliegende Sternwarte SOFIA zum Check bei Lufthansa Technik – Foto: Lufthansa Technk

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 (Faint Object Infrared Camera for the SOFIA-Telescope) gelungen, die Moleküle auf der Südhalbkugel des Mondes zu detektieren. Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschungsarbeit wurden am 26. Oktober 2020 im Fachmagazin Nature Astronomy veröffentlicht

„Wir haben nach Wasser auf dem Mond gesucht, seit die ersten Mondgesteine in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts auf die Erde zurückgebracht wurden“, so Dr. Alessandra Roy, SOFIA-Projektwissenschaftlerin im DLR-Raumfahrtmanagement. „Die meisten dieser Proben zeigten jedoch keine Hinweise auf dessen Existenz. „Die Bestätigung erhielten die Wissenschaftler erst im Jahr 2008 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. Nun konnte SOFIA nachweisen, dass Wasser auch im Bereich der von der Sonne beschienenen Mondoberfläche vorkommt. Bereits am 30. August 2018 hatte das fliegende Infrarot-Observatorium den Mond mit dem Instrument FORCAST beobachtet. Dabei konnten die Wissenschaftler den eindeutigen Fingerabdruck von Wassermolekülen im mittleren Infrarotbereich (bei sechs Mikrometern Wellenlänge) im Bereich des Clavius-Kraters auf der südlichen Mondhalbkugel detektieren.

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Wie kommt das Wasser auf den Mond?

Die sonnenbeschienenen Teile des Mondes erreichen eine Temperatur von etwa 120 Grad Celsius. Bei dieser Temperatur ist das Wasser gasförmig und sollte verdunsten, da der Mond quasi keine Atmosphäre hat“, sagt Dr. Roy. „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 und das Wasser dann in winzigen glasperlenartigen Strukturen im Boden eingeschlossen sein. Möglich wäre aber auch ein zweistufiger Prozess, bei dem der Sonnenwind Wasserstoff an die Mondoberfläche liefert, wo er sich mit Hydroxyl – einem Wasserstoffatom, das an ein Sauerstoffatom gebunden ist – zu Wasser verbindet. Die von SOFIA gesammelten Daten deuten darauf hin, dass sich der größte Teil des nachgewiesenen Wassers im Inneren des Substrats befindet, das die Mondoberfläche bedeckt.

Wasser als Grundlage für zukünftige Weltraummissionen

Eines der Ziele der ESA-Strategie für Weltraumressourcen mit Schwerpunkt Mond besteht darin zu bestätigen, ob Ressourcen wie etwa Wasser eine nachhaltige Weltraumforschung ermöglichen können. „Die Menge an Wasser, die SOFIA entdeckt hat, entspricht etwa dem Inhalt einer 0,33 Liter Getränke-Dose, verteilt über die Oberfläche eines Fußballfeldes“, erklärt Dr. Roy. „Der Mond bleibt damit trockener als die Wüsten auf der Erde, aber die gefundene Wassermenge könnte immer noch wichtig für zukünftige astronautische Weltraumissionen 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, woher das Wasser stammt, wie es gespeichert wird, und wie es sich über die Mondoberfläche verteilt. Diese Daten werden die Ergebnisse zukünftiger Mondmissionen ergänzen.

SOFIA

SOFIA, das „Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie“ ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und der U.S.-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA. Es wird vom DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi), des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA-Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA).

Quelle: PM DLR

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