Hat das Leben auf der Erde mit Autozellen begonnen?

Update für den 14. Dezember: Chinas Raumsonde Chang'e 3 ist erfolgreich auf dem Mond gelandet. Lesen Sie die ganze Geschichte hier: China landet auf dem Mond: Historische Roboter-Mondlandung beinhaltet den ersten chinesischen Rover

Chinas erste Mond-Rover-Mission ist bereit für ein Wochenende auf der Mondoberfläche, ein Ereignis, das - wenn es erfolgreich ist - die erste Roboterlandung des Landes auf einem anderen Himmelskörper markieren wird.

Chinas Mondlander Chang'e 3 umkreist derzeit den Mond mit seinen Sonnenkollektoren und Landebeinen. Wenn alles gut geht, landet der Lander, der Chinas ersten Roboter-Rover trägt, für eine geplante Softlandung am Samstag, 14. Dezember, Pekinger Zeit bei Sinus Iridum, auch bekannt als Bay of Rainbows.

Sobald er auf dem Mond ist, wird der Lander den mit Instrumenten beladenen Yutu Rover entfesseln, einen sechsrädrigen Roboter, der über Monate hinweg durch das staubige, zeitverwitterte Gelände rollt. Yutu - was "Jade Rabbit" bedeutet - ist nach dem Hasen benannt, der in chinesischen Legenden mit der Göttin Chang'e zum Mond reist. [Siehe Fotos von Chinas Mondlande- und Rover-Mission Chang'e 3]

Der solarbetriebene Yutu-Rover ist mit Kameras, einem Roboterarm mit Wissenschaftssensoren und einem Radarsystem am Unterbauch ausgestattet. Der stationäre Lander selbst ist instrumentiert, um die Erde zu beobachten, astronomisch andere Himmelsobjekte vom Mond aus zu beobachten sowie den Yutu Rover Scamper zu beobachten.

Da steckt mehr dahinter

Die Oberfläche des Mondes wurde seit Jahrzehnten nicht mehr besucht.

Apollo 17 Moonwalkers packten ihre Habseligkeiten zusammen und schossen 1972 von der kargen Landschaft ab. Zuletzt war es 1976 die Roto-Mission der ehemaligen sowjetischen Roboter Luna 24, den Mond zu erforschen.

Bei Erfolg wird die Chang'e-3-Mission das erste Mal sein, wenn ein chinesisches Raumschiff auf der Oberfläche eines außerirdischen Körpers landet.

"Ich denke, dass eine erfolgreiche Lande- und Rover-Operation von enormer Bedeutung für die Mondforschung sein wird", sagte Ian Crawford vom Department of Earth and Planetary Sciences am Birkbeck College der University of London.

"Nur 37 Jahre lang die erste kontrollierte Landung auf der Mondoberfläche zu sein, wäre signifikant genug, aber ein erfolgreicher Einsatz von nur dem dritten Roboter-Rover und dem ersten mit modernen Instrumenten ausgestattet, wird bemerkenswert sein", sagte Crawford gegenüber ProfoundSpace.org .

Und offensichtlich gibt es mehr in dieser Mission, als es auf den ersten Blick vermuten lässt - angesichts dessen, was über die Nutzlast des Chang'e 3 für die Prospektion bekannt ist.

Chinas Mondwissenschaft

Crawford sagte, dass Yutus Bodenradar, kurz GPR, eines der "wichtigsten Instrumente" auf dem Rover ist. Zum einen kann diese Hardware die Größe der Einstreu einzelner basaltischer Ströme im Sinus Iridum offenbaren. Diese Daten könnten helfen, alte Regolithen oder "Paläoregolithen" zu identifizieren, sagte er. [Der Mond: 10 überraschende Fakten]

"Ich bin seit langem an den sehr reichen wissenschaftlichen Aufzeichnungen interessiert, die in Paläoregolithen zwischen Lavaströmen eingeschlossen sein können", sagte Crawford, und Sinus Iridum wäre ein ausgezeichneter Ort, um das Konzept zu testen.

Laut Crawford gibt es Hinweise darauf, dass solche Schichten vom Orbitalradar der japanischen Mondsonde Kaguya entdeckt wurden. Es wurde 2007 gestartet, umkreiste den Mond für ein Jahr und acht Monate und wurde im Juni 2009 absichtlich auf der Mondoberfläche angegriffen.

Wenn innerhalb der obersten 330 Fuß (100 Meter) der Oberseite des Mondes paläoregolithische Schichten existieren, dann sollte die Chang'e-3-Mission sie erkennen, sagte Crawford. Während Chinas radargestütztes Raumschiff keine Möglichkeit haben wird, auf solche vergrabenen Schichten zuzugreifen, "würde ich die Validierung von GPR als ein Mittel, um sie zu erkennen und ihre Existenz zu bestätigen, als einen wichtigen Beitrag zu zukünftigen Explorationsplänen betrachten", sagte er sagte.

Bergbaupotenzial

Die chinesischen Raumfahrtbeamten waren sich klar darüber, den Mond zu untersuchen und ihn dann für seine Ressourcen zu nutzen.

"China hat kein Geheimnis aus ihrem Interesse an den Helium-3-Fusionsprodukten des Mondes gemacht", sagte Harrison "Jack" Schmitt, ein ehemaliger Apollo 17 Mondwalker und professioneller Geologe. Er ist Autor des Buches "Rückkehr zum Mond - Exploration, Enterprise und Energie in der menschlichen Besiedlung des Weltraums"."

Selten auf der Erde konnte Helium-3, das in der Mondoberfläche durch Milliarden Jahre Sonnenwind gebohrt wurde, abgebaut werden, um Fusionsreaktoren anzuregen. Diese Initiative wird von Schmitt seit langem befürwortet. [Siehe Fotos von Chang'e 3's Start zum Mond]

Yutus bauchmontiertes Radar könnte die Tiefe von abbaubarem Regolith geben und auch Felsblöcke in diesem Regolith identifizieren, die groß genug sind, um Bergbauprobleme zu verursachen, sagte Schmitt zu ProfoundSpace.org. "Tatsächlich würde ich annehmen, dass diese Mission sowohl eine geopolitische Aussage als auch ein Test für einige Hardware und Software im Zusammenhang mit dem Abbau und der Verarbeitung des Mondregoliths ist."

Schmitt sagte, dass die NASA jetzt im Dienst Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) Radar an Bord hat, die einige sehr nützliche Daten erhalten hat. Zum Beispiel identifizierte es einen begrabenen, zweiten Fehler, der das Tal von Taurus-Littrow kreuzt, den Ort, den Eugene Cernan und Schmitt im Dezember 1972 auf der Mission Apollo 17 besichtigten.

Darüber hinaus betätigte der Kommandomodul-Pilot von Apollo 17, Ronald Evans, ein Radar- "Signalgeber" vom Kommandodienstmodul auf der Mondumlaufbahn. "Ich verstehe, dass die Leute immer noch aktiv versuchen, diese Daten zu verarbeiten", sagte Schmitt.

Für den größten Teil der menschlichen Geschichte war der Mond weitgehend ein Mysterium. Es brachte Ehrfurcht und Furcht hervor und ist bis heute die Quelle von Mythen und Legenden. Aber heute wissen wir viel über unseren Lieblingssatelliten. Machst du?

Tiefhängende Frucht

"Chang'e 3 wird unweigerlich neue Wege beschreiten, indem er eine neue Stelle auf dem Mond erforscht, teilweise mit neuer Instrumentierung, über die wir übrigens sehr wenig wissen.So wird das Wissen wissenschaftlich erweitert ", sagte Paul Spudis, Experte für planetare Geologie und Fernerkundung am Lunar and Planetary Institute in Houston.

"Aber seine wahre Bedeutung ist die Entwicklung eines Mondoberflächen-fähigen Flugsystems", sagte Spudis. Seine Frage: Warum sollte man einen Lander bauen, der fast 1.750 Kilogramm tragen kann, um einen Rover zu liefern, von dem chinesische Medien berichten, dass er 310 Pfund (140 Kilogramm) wiegt?

"Offensichtlich haben sie andere Nutzlasten in der Warteschlange und warten darauf, dorthin geschickt zu werden. Nur was, wir müssen abwarten und sehen", sagte Spudis.

Während Schmitt von Apollo 17 ein Unterstützer für Helium-3 aus dem Mond ist, sagte Spudis, dass die "echte, tief hängenden Früchte" auf dem Mond das Wasser und das permanente Sonnenlicht an den Polen, nützliche Materialien und kontinuierliche Energie sind. [NASA 17 Apollo Missionen in Bildern]

"Beide ermöglichen eine langfristige Präsenz auf dem Mond. Ich bin mir nicht sicher, ob die Chinesen es so sehen, aber sie werden es irgendwann tun", sagte Spudis.

Geophysikalische Exploration

Pascal Lee, ein planetarischer Wissenschaftler und Vorsitzender des Mars-Instituts am NASA-Ames-Forschungszentrum in Moffett Field, Kalifornien, hatte bemerkenswerte Arbeit mit Bodenradar geleistet.

GPR kann in der Tat als In-situ Resource Utilization Instrument (ISRU) angesehen werden, da GPRs auf der Erde üblicherweise in der geophysikalischen Exploration verwendet werden. Sie werden verwendet, sagte er zu ProfoundSpace.org, als die erste Phase der Untergrundaufklärung, die jeder tatsächlichen Ausbeutung - oder Nutzung von Ressourcen - vorausgeht.

"GPR ist ein Profiling-Instrument, also wird erwartet, dass es in Betrieb ist, während der Rover sich dreht, im Gegensatz zu dem, wenn es an einem bestimmten Ort gestoppt wird", sagte Lee.

Mond-Radar kehrt zurück

GPR hat normalerweise eine Dipolantennenkonfiguration, so dass eine Antenne ein Radarsignal in den Boden sendet, während die andere Antenne das Echosignal empfängt, sagte Lee. Radarrückläufe werden durch Diskontinuitäten in den physikalischen Eigenschaften im Untergrund ausgelöst, zum Beispiel wenn mehr oder weniger elektrisch leitende Materialien durch das ankommende Radarsignal angetroffen werden, sagte er.

"Die Zeit der Rückkehr verschiedener Echosignale zeigt Ihnen, wie tief die Dinge sind. Die Form und Polarisation des zurückkehrenden Signals sagt Ihnen, welche Arten von Materialien angetroffen werden", sagte Lee. "Wenn auf dem GPR verschiedene Schallfrequenzen verfügbar sind, was auf dem chinesischen Rover der Fall zu sein scheint, werden die höheren Frequenzen für die Sondierung zu geringen Tiefen verwendet, während die niedrigeren Frequenzen, längere Wellenlängen, verwendet werden, um größere Tiefen zu untersuchen", erklärt er sagte.

Normalerweise ist GPR in Gegenwart von flüssigem Wasser im Boden nicht gut, sagte Lee. "Im Fall des Mondes sind wir im GPR-Himmel, und der Untergrund wird erwartet, dass er knochentrocken ist, wenn es darum geht Flüssigkeit Wasser."

Aushubpläne

Lee sagte, dass der GPR auf Yutu ein unterirdischer struktureller Profiler sein soll. Wenn dies der Fall ist, liefert es bei höheren Frequenzen Profile von Materialübergängen unter der Oberfläche bis in eine Tiefe von etwa 30 Metern.

"Es sollte uns also sagen können, wo der Mondregolith zu kompakteren Untergründen übergeht. Bei niedrigeren Frequenzen erzeugt er Profile der tieferen unterirdischen Struktur des Mondes, bis hin zu Hunderten von Metern, vorausgesetzt, der Rover kann sich bewegen über Entfernungen von mehreren hundert Metern oder mehr ", sagte Lee.

Aus Sicht der ISRU sind es vor allem die hochfrequenten Sondierungen bis zu einer Tiefe von 30 Metern, die höchst informativ sind, da sie Ihnen sagen, wie tief die Mondschuttschicht ist, "eine wichtige Information, wenn man sie hat zukünftige Ausgrabungspläne ", sagte Lee. Das tiefe Erklingen des Mondgrunds, sagte er, sei auf Hunderte von Metern im wissenschaftlichen und möglichen geologischen Kontext von höherem Wert, sagte er.

Daten der ersten Bestellung

Es wird angenommen, dass der GPR des Chang'e-Rovers eine Eindringtiefe von 100 Fuß bis fast 330 Fuß (30 Meter bis 100 Meter) aufweist. Es kann anscheinend in zwei Wellenlängen arbeiten, was ihm eine sehr hohe Auflösung in geringen Tiefen gibt, um durch den Regolith und in die Steinsäulen zu dringen. Die andere GPR-Wellenlänge kann durch den Regolith und in die Mare-Basalte eindringen.

Einmal auf dem Mond operierend, sollte das GPR Daten erster Ordnung liefern, sagte Jeff Plescia, ein Weltraumwissenschaftler am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins Universität in Laurel, Md.

Plescia ist auch Vorsitzender der NASA Lunar Exploration Analysis Group (LEAG), gechartert, um die Raumfahrtbehörde bei der Planung der wissenschaftlichen Erkundung des Mondes zu unterstützen. [Fotos: Neue Ansichten von Apollo Moon Landing Sites]

Die unterirdische Verteilung von Felsbrocken auf dem Mond ist unbekannt, sagte Plescia gegenüber ProfoundSpace.org. Der späte Astrologe, Gene Shoemaker, argumentierte vor Jahren, dass die Verteilung unter der Oberfläche der Oberflächenverteilung ähneln sollte, sagte Plescia.

"Aber es gibt keine Daten. Die Gräben, die während der [Apollo] Missionen gegraben wurden, gingen nicht sehr tief und es gab nur ein oder zwei Fälle, in denen sie dachten, dass sie einen Felsen entweder mit einem Kegel oder einem Penetrometer treffen Felsen sind selten ", sagte Plescia.

Radarausrüstung an Bord der NASA LRO wird durchdrungen, ebenso wie auf der Erde basierende Goldstone- und Arecibo-Radarschüsseln, sagte Plescia. "Aber angesichts der räumlichen Auflösung wäre es statistischer, als Felsbrocken tatsächlich zu kartieren, wie es Chang'e 3 könnte", sagte er.

Besuchen Sie ProfoundSpace.org für die neuesten Nachrichten über Chinas Weltraummissionen und die Mondlandung Chang'e 3.

Leonard David berichtet seit mehr als fünf Jahrzehnten über die Weltraumindustrie.Er ist ehemaliger Forschungsdirektor der National Commission on Space und Co-Autor von Buzz Aldrins neuem Buch "Mission to Mars - Meine Vision für die Weltraumforschung", das von National Geographic veröffentlicht wurde. Folge uns , oder . Originalartikel auf ProfoundSpace.org.