Mondvorderseite vs. Rückseite: Forschende suchen nach Gründen für die Unterschiede
Erstmals in der Menschheitsgeschichte hat ein Land Proben von der erdabgewandten Seite des Mondes gesammelt. Nach 53 Tagen im All ist das Raumschiff „Chang’e-6“ mit Gesteinsproben von der Rückseite des Mondes zur Erde zurückgekehrt. Jetzt wurden sie untersucht. Vor allem möchten die Forschenden wissen, warum der Mond so unterschiedlich ist.
Raumfahrt im Mondfieber: Trotz wachsendem Interesse und zahlreichen Herausforderungen bleibt die Erforschung des Erdtrabanten eine heikle Mission. (Symbolbild)
Foto: PantherMedia / Merlinus74
Der Mond war einst vulkanisch aktiv, wie Gesteinsablagerungen auf seiner Oberfläche belegen. Diese Proben, die unter anderem von den chinesischen Mondmissionen Chang’e-5 und Chang’e-6 zur Erde gebracht wurden, liefern wertvolle Einblicke. Die Chang’e-5-Mission beispielsweise brachte 1,7 Kilogramm loses vulkanisches Basaltgestein aus der weitläufigen Lavaebene Oceanus Procellarum im nördlichen Mondgebiet zurück.
Vulkanismus lange aktiv
Eine Analyse der Mondgesteine durch ein Team um Qiu-Li Li von der Chinese Academy of Sciences in Peking zeigt, dass der Vulkanismus auf der Rückseite des Mondes lange aktiv war. Mit der sogenannten Blei-Blei-Datierung, die das Alter von Gesteinen anhand von Blei-Isotopen bestimmt, untersuchten die Forscher 108 Basaltfragmente.
Dabei fanden sie heraus, dass eine Probe mit hohem Aluminiumoxidgehalt etwa 4,2 Milliarden Jahre alt ist, während die meisten anderen Proben ein einheitliches Alter von etwa 2,8 Milliarden Jahren aufweisen. Das deutet darauf hin, dass die Rückseite des Mondes damals besonders aktiv war, bevor der Vulkanismus im Südpol-Aitken-Becken endete. Insgesamt könnte der Vulkanismus auf der Mondrückseite etwa 1,4 Milliarden Jahre angedauert haben – ein überraschend langer Zeitraum.
Chinas Sonde bringt Mondgestein von der Rückseite des Mondes zurück auf der Erde
Erstmals in der Menschheitsgeschichte hat ein Land Proben von der erdabgewandten Seite des Mondes gesammelt. Jetzt nach 53 Tagen im All ist das Raumschiff „Chang’e-6“ mit Gesteinsproben von der Rückseite des Mondes zur Erde zurückgekehrt.
Eine Kapsel des chinesischen Raumschiffs „Chang’e-6“ ist mit Gesteinsproben von der Rückseite des Mondes zur Erde zurückgekehrt. Wie in Live-Bildern des chinesischen Staatsfernsehens zu sehen war, landete die Kapsel am Dienstagnachmittag (Ortszeit) in der Steppe der Inneren Mongolei.
Zuletzt brachte China im Dezember 2020 Mondgestein zur Erde. Zuvor war dies nur den USA und der Sowjetunion in den 1960er und 1970er Jahren gelungen. Diesmal wurden jedoch erstmals Proben von der erdabgewandten Seite des Mondes gesammelt, von denen sich Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die Entstehungsgeschichte des Erdtrabanten erhoffen.
Der Lander des Raumschiffs „Chang’e-6“, benannt nach der chinesischen Mondgöttin, setzte am 2. Juni auf dem Mond auf und sammelte anschließend Gesteinsproben.
Unterschiede zwischen der erdzugewandten und der erdabgewandten Seite des Mondes
Basierend auf den geologischen Merkmalen der Landestelle im Südpol-Aitken-Becken (SPA) des Mondes vermuten chinesische Forscher, dass die zurückgebrachten Proben aus 2,5 Milliarden Jahre altem Vulkangestein bestehen. Zudem könnten die Proben Spuren früherer Meteoriteneinschläge enthalten.
Laut dem chinesischen Geologen Yue Zongyu von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der im Wissenschaftsmagazin „The Innovation“ schreibt, gibt es erhebliche Unterschiede zwischen der erdzugewandten und der erdabgewandten Seite des Mondes in Bezug auf die Krustendicke, die vulkanische Aktivität und die Zusammensetzung des Bodens.
Extremen Temperaturen auf der erdabgewandten Seite des Mondes standgehalten
Die Mission habe den extremen Temperaturen auf der erdabgewandten Seite des Mondes erfolgreich standgehalten, erklärte die CNSA Anfang Juni. Besonders herausfordernd war der Start vom Mond, da das Kontrollzentrum auf der Erde wegen der Lage der Sonde keinen direkten Kontakt halten konnte und auf den Relaissatelliten „Queqiao-2“ angewiesen war. Das Aufstiegsmodul musste sich daher selbstständig für den Start ausrichten.
Im Mondorbit soll die Raumkapsel laut CNSA nun an den Orbiter und das Rückholfahrzeug andocken, um die Rückreise zur Erde anzutreten. Die Experten planen die Landung möglicherweise Ende Juni in der nordchinesischen Provinz Innere Mongolei. Es wäre das erste Mal in der Geschichte, dass Boden- und Gesteinsproben von der abgelegenen Rückseite des Mondes zur Erde gebracht werden.
Aufschluss über die Entstehung des Mondes gewinnen
Anfang Mai startete “Chang’e-6“ vom Weltraumbahnhof Wenchang auf der südchinesischen Insel Hainan zu ihrer Mission. Nach etwas mehr als vier Tagen Flugzeit trat die Sonde in die Mondumlaufbahn ein und umkreiste den Erdtrabanten, um den geeigneten Zeitpunkt und Ort für die Landung zu bestimmen. Am vergangenen Sonntag erreichte sie den größten und ältesten Einschlagkrater des Mondes im Südpol-Aitken-Becken.
Wissenschaftler wollten schon lange Gesteinsproben aus dieser Region gewinnen, da diese möglicherweise Aufschluss über die Entstehung des Mondes, der Erde und die frühe Geschichte des Sonnensystems geben können.
Mondlandung: Warum viele daran scheitern
Mondlandungen gelten als äußerst schwierig, wie fehlgeschlagene Versuche in jüngster Vergangenheit von Indien, Israel, Japan und Russland gezeigt haben. Der Erdtrabant ist für viele Nationen wieder interessant geworden, da dort wertvolle Rohstoffe vermutet werden. Viele wollen zum Mond, aber es klappt oft nicht, weil es technische Probleme und unerwartete Schwierigkeiten gibt. Warum?
Die Faszination für den Mond hat im Laufe der Zeit einen Wandel erfahren. Lange Zeit galt die Idee, den Mond zu erforschen, als wenig attraktiv, und nur wenige zeigten ernsthaftes Interesse an solchen Missionen. Dieses Desinteresse hat sich jedoch in jüngerer Zeit komplett geändert. Die Fortschritte in der Technologie und der Raumfahrt haben eine Renaissance der Mondforschung eingeleitet, und immer mehr Länder und Organisationen streben Mondmissionen an. Aber: Trotz dieser modernen Technik und des gestiegenen Interesses gibt es auffallend viele Rückschläge und Fehlschläge.
Raumfahrtakteure stoßen immer wieder auf unerwartete Schwierigkeiten bei ihren Mondmissionen. Ein aktuelles Beispiel hierfür ereignete sich erst letzte Woche, als dem US-Unternehmen Astrobotic der Versuch misslang, die Sonde „Peregrine“ erfolgreich auf dem Mond zu landen. Dies wäre die erste privat finanzierte Mondlandung überhaupt. Obwohl der Start erfolgreich verlief, traten anschließend Probleme im Antriebssystem auf.
Die Frage, warum dies trotz der enormen Fortschritte in moderner Technologie und Computertechnik geschieht, wirft einen Schatten auf die vermeintliche Selbstverständlichkeit, dass Fortschritt automatisch Erfolg in der Raumfahrt bedeutet. Im Gegensatz zu den erfolgreichen Mondlandungen der NASA in den späten 60er und frühen 70er Jahren sowie den erfolgreichen Manövern der Sowjetunion in dieser Zeit, sehen wir heute, dass Mondmissionen immer wieder scheitern.
Wertvolles Wissen verloren gegangen
Ulrich Walter, Raumfahrttechnik-Professor an der TU München und ehemaliger Astronaut, zieht eine interessante Parallele zwischen der gegenwärtigen Mondraumfahrt und der Astronomie des frühen Mittelalters. Damals war es notwendig, bei der Erforschung der Sterne von Grund auf neu zu beginnen, da das fortgeschrittene Wissen der antiken Griechen einfach nicht überliefert worden war.
Ebenso sind Teile der Erkenntnisse aus den erfolgreichen Mondlandungen der 60er und 70er Jahre verloren gegangen. Die damals involvierten Forschende und Ingenieure sind mittlerweile entweder sehr betagt oder verstorben, und ihr wertvolles Wissen kann heute nicht mehr direkt in die aktuellen Mondmissionen einfließen. „Wir fangen heutzutage praktisch wieder bei null an“, sagte der Professor gegenüber der dpa.
Ulrich Walter weist auch darauf hin, dass einer der Gründe für die zahlreichen Fehlversuche darin liegt, dass moderne Mondfähren heutzutage mit erheblich mehr Software ausgestattet sind als in der Vergangenheit. Dies bietet zwar bestimmte Vorteile, beispielsweise die Möglichkeit, Flugmanöver spontan anzupassen. Gleichzeitig ist jedoch anzumerken, dass Software anfällig für Fehler ist. Walter schätzt, dass fehlerhafte Software in etwa der Hälfte der gescheiterten Mondlandungen der letzten Jahre zugrunde lag. Als Beispiele führt er den im April gescheiterten Versuch des japanischen Unternehmens „ispace“ sowie den im August erfolgten Absturz der russischen Sonde „Luna-25“ an.
Wann war die erste bemannte Mondlandung?
Die Ära der Mondmissionen begann mit dem historischen Wettlauf zum Mond zwischen den Vereinigten Staaten und der Sowjetunion während des Kalten Krieges. Der Startschuss fiel am 4. Oktober 1957, als die Sowjetunion mit dem erfolgreichen Start des ersten künstlichen Satelliten, Sputnik 1, die Raumfahrtära einläutete. Dieser Meilenstein inspirierte die USA dazu, ihr eigenes Raumfahrtprogramm zu intensivieren. Am 20. Juli 1969 erreichte die Apollo-11-Mission der NASA schließlich ihren Höhepunkt, als der Astronaut Neil Armstrong als erster Mensch die Oberfläche des Mondes betrat, gefolgt von Buzz Aldrin. Dieses Ereignis markierte einen triumphalen Moment in der Geschichte der Raumfahrt und begründete eine Serie von Apollo-Missionen, die bis 1972 sechs erfolgreiche Mondlandungen umfassten.
Mondoberfläche blieb für Jahrzehnte unberührt
Danach verlagerte sich der Fokus der Raumfahrt auf andere Ziele, doch in jüngerer Zeit erlebt die Mondforschung eine Renaissance, angetrieben von neuen Technologien und dem Interesse verschiedener Nationen sowie privater Unternehmen an der Erforschung unseres natürlichen Satelliten.
Nach den erfolgreichen Apollo-Mondlandungen in den 60er und 70er Jahren verlagerte sich, wie bereits erwähnt, der Schwerpunkt der Raumfahrt in den folgenden Jahrzehnten auf andere Ziele, wie beispielsweise die Erforschung des Weltraums und der Bau von Raumstationen wie der Internationalen Raumstation (ISS). Die Mondoberfläche blieb für Jahrzehnte unberührt, bis in den letzten Jahren eine erneute Welle der Mondforschung einsetzte.
Wie sieht es im 21. Jahrhundert mit Mondmissionen aus?
Im 21. Jahrhundert haben verschiedene Raumfahrtagenturen und private Unternehmen wieder verstärktes Interesse an Mondmissionen gezeigt. Die NASA startete beispielsweise das Artemis-Programm, das darauf abzielt, bis 2024 wieder Astronauten auf den Mond zu bringen, darunter auch die erste Frau. Parallel dazu haben andere Länder, darunter China mit seiner Chang’e-Serie von Mondmissionen, bedeutende Fortschritte gemacht. China landete erstmals 2013 einen Rover auf dem Mond und hat seither mehrere erfolgreiche Missionen durchgeführt.
Zusätzlich zu staatlichen Initiativen betreten auch private Unternehmen die Bühne der Mondforschung. Unternehmen wie SpaceX von Elon Musk haben ambitionierte Pläne, bemannte und unbemannte Missionen zum Mond durchzuführen und eine Rolle in der zukünftigen extraterrestrischen Raumfahrt zu spielen. Diese jüngsten Entwicklungen zeugen von einer neuen Ära der Mondmissionen, die von einer breiten internationalen Gemeinschaft und verschiedenen Akteuren vorangetrieben wird.
Warum ist eine Mondmission bzw. eine Mondlandung wieder so attraktiv?
Die gestiegene Attraktivität des Mondes für Raumfahrtmissionen in den letzten Jahren lässt sich durch mehrere Faktoren erklären. Einer der Hauptgründe ist der technologische Fortschritt. Moderne Raumfahrttechnologien ermöglichen kostengünstigere und effizientere Mondmissionen, wodurch nicht nur etablierte Raumfahrtagenturen, sondern auch private Unternehmen vermehrt Interesse an der Erforschung des Mondes zeigen.
Ein weiterer Faktor ist die strategische Bedeutung des Mondes für künftige Weltraumaktivitäten. Der Mond könnte eine wichtige Zwischenstation für zukünftige Missionen zu anderen Himmelskörpern, wie zum Mars, dienen. Die Ressourcen des Mondes, wie Wasserice, könnten als Treibstoff für weiterführende Weltraumreisen genutzt werden, was eine nachhaltige Erkundung des Weltraums ermöglichen würde.
Zudem spielt der wissenschaftliche Aspekt eine entscheidende Rolle. Der Mond bietet die Möglichkeit, mehr über die Entstehung des Sonnensystems und die Entwicklung unseres Planeten zu erfahren. Mondmissionen könnten auch Einblicke in die Mondressourcen und ihre potenzielle Nutzung für zukünftige Raumfahrtprojekte liefern.
„Im Moment ist es ein Art Sandkastenspiel nach dem Motto „Wer hat die größte Schaufel?““, resümiert Tajmar. Allerdings hat er betont, dass es bereits jetzt wirtschaftliche Anreize für private Unternehmen gibt. Schließlich haben große staatliche Raumfahrtagenturen Interesse daran, ihre Dienstleistungen in Anspruch zu nehmen. Sowohl die kürzlich gescheiterte Peregrine-Mission als auch der für Mitte Februar geplante Start des privaten Landers Nova-C waren Teil des sogenannten CLPS-Programms der NASA, bei dem private Unternehmen Transportflüge zum Mond anbieten sollen.
Martin Tajmar glaubt, dass zu Beginn die Mondaktivitäten hauptsächlich durch Forschung getrieben werden. Dazu könnte beispielsweise der Aufbau eines Observatoriums auf der erdabgewandten Seite gehören. Er ist der Meinung, dass der Mond erst in Jahrzehnten auch ökonomisch Sinn machen wird. Eine potenzielle Einnahmequelle könnte die Förderung von Helium-3 sein, das auf dem Mond vermutet wird und in Fusionskraftwerken genutzt werden könnte: „Das könnte irgendwann ein großer Markt sein.“
Welche Nationen streben zum Mond?
Insbesondere China und Indien haben erheblich von ihrer kontinuierlichen Weiterentwicklung der Raumfahrt in den letzten Jahrzehnten profitiert, wie der ehemalige Astronaut Walter betont. China konnte im Jahr 2013 erstmals seit 37 Jahren eine erfolgreiche Mondlandung verzeichnen, gefolgt von zwei weiteren Missionen. Indien schloss sich im vergangenen August diesem Erfolg an und wurde damit das vierte Land weltweit, das erfolgreich auf dem Mond landete.
Nun strebt auch Japan danach, das fünfte Land zu werden. Der von der japanischen Raumfahrtagentur Jaxa entwickelte Lander namens SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) wird eine Technologie für präzise Landungen testen und weniger als 100 Meter entfernt vom geplanten Landeplatz auf dem Mond aufsetzen.
Japan hofft, dass eine erfolgreiche präzise Landung durch SLIM den Übergang von einer Ära des „Landens, wo wir können“ zu einer Ära des „Landens, wo wir wollen“ einläutet. Die während dieser Mission gesammelten Daten sollen im Rahmen des von den USA geleiteten Artemis-Programms genutzt werden. Dieses Programm der NASA zielt darauf ab, nach mehr als 50 Jahren erneut Menschen auf den Mond zu bringen. Allerdings wurde die Mondlandemission „Artemis 3″ erst letzte Woche auf September 2026 verschoben.
Ulrich Walter, Raumfahrttechnik-Professor an der TU München erkennt, dass eine Situation des Wettbewerbs zwischen verschiedenen Ländern entsteht. China übt dabei insbesondere Druck auf die NASA aus. „Die US-Amerikaner können sich nicht die Schmach leisten, erst nach China Menschen auf den Mond zu bringen“.
Eine Mondlandung ist wesentlich komplexer als das Aussenden eines Satelliten in den Orbit
Die zahlreichen erfolglosen Versuche der letzten Jahre wundern Martin Tajmar, einen Fachmann für Raumfahrttechnik an der TU Dresden, kaum. „Natürlich geht momentan viel schief. Das war aber auch zu erwarten“. Tajmar erklärt, dass die Landung auf dem Mond wesentlich komplexer sei als das Aussenden eines Satelliten in den Orbit. Er versteht, was eine Mondlandung so schwierig macht, darunter das Fehlen von GPS-Signalen zur Navigation des Fluggeräts, die geringe Anziehungskraft, das Fehlen einer bremsenden Atmosphäre, die Verzögerung von Funksignalen von der Erde, eine unebene Oberfläche und potenzielle Beschädigungen des Landers durch aufgewirbelten Mondstaub.
Er betont zudem, dass umfangreiche Tests notwendig seien. Dabei sei es jedoch herausfordernd, auf der Erde Schwerelosigkeit zu simulieren. Manchmal sei es effektiver, Dinge tatsächlich auszuprobieren, auch wenn dies zum Scheitern führen kann, um anschließend mit den gesammelten Daten das Verfahren zu verbessern. (mit dpa)
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