Gute Nachrichten für zukünftige Mondbasen. Es gibt Wasser im Mond

Seit das Apollo-Programm in den frühen 1970er Jahren abgeschlossen wurde, haben Menschen auf der ganzen Welt von dem Tag geträumt, an dem wir zum Mond zurückkehren und dort bleiben könnten. Und in den letzten Jahren haben jedoch die tatsächlichen Vorschläge für eine Mondregelung Gestalt angenommen. Infolgedessen wurde viel Aufmerksamkeit und Forschung darauf gerichtet, ob der Mond einheimische Wasserquellen hat oder nicht.

Dank Missionen wie Chandrayaan-1 und dem Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) wissen Wissenschaftler, dass sich auf dem Mond große Mengen an Oberflächeneis befinden. Einer neuen Studie zufolge haben Forscher der Brown University jedoch Hinweise auf weit verbreitetes Wasser in vulkanischen Ablagerungen auf der Mondoberfläche gefunden. Diese Ergebnisse könnten darauf hinweisen, dass sich im Inneren des Mondes auch riesige Wasserquellen befinden.

Für ihre Studie mit dem Titel „Fernerkundung von weit verbreitetem indigenem Wasser in pyroklastischen Mondablagerungen“ kombinierten die Brown-Forscher Ralph E. Milliken und Shuai Li Satellitendaten mit neuen thermischen Profilen, um nach Anzeichen von Wasser außerhalb der Polarregionen zu suchen. Dabei befassten sie sich mit einer langjährigen Theorie über die Wahrscheinlichkeit von Wasser im Inneren des Mondes sowie mit der vorherrschenden Theorie der Entstehung des Mondes.

Wie bereits erwähnt, wissen Wissenschaftler seit Jahren, dass in den Polarregionen des Mondes große Mengen an gefrorenem Wasser vorhanden sind. Gleichzeitig haben Wissenschaftler jedoch festgestellt, dass das Innere des Mondes vor Milliarden von Jahren an Wasser und anderen flüchtigen Verbindungen abgereichert sein muss. Dies beruhte auf der allgemein akzeptierten Hypothese, dass sich der Mond gebildet hatte, nachdem ein marsgroßes Objekt (Theia) mit der Erde kollidierte und eine beträchtliche Menge an Trümmern aufwirbelte.

Im Wesentlichen glaubten Wissenschaftler, dass es unwahrscheinlich ist, dass Wasserstoff – der zur Bildung von Wasser notwendig ist – die Hitze dieses Aufpralls überlebt hat. Ab einem Jahrzehnt tauchten jedoch neue wissenschaftliche Erkenntnisse auf, die Zweifel aufkommen ließen. Die erste war eine Studie aus dem Jahr 2008, in der ein Forscherteam (unter der Leitung von Alberto Saal von der Brown University) Spuren von Wasser in Proben aus vulkanischem Glas entdeckte, die von den Missionen Apollo 15 und Apollo 17 zurückgekauft wurden.

Es folgte eine Studie aus dem Jahr 2011 (ebenfalls von der Brown University), die zeigte, wie kristalline Strukturen in diesen Perlen so viel Wasser enthielten wie einige Basaltmineralablagerungen hier auf der Erde. Diese Ergebnisse waren insofern besonders bedeutsam, als sie darauf hinwiesen, dass Teile des Mondmantels so viel Wasser enthalten könnten wie die der Erde. Die Frage war jedoch, ob diese Befunde die Norm oder eine Anomalie darstellten.

Wie Milliken, außerordentlicher Professor am Brown Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences (DEEPS) und Mitautor des Papiers, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung von Brown zusammengefasst hat:

„Die Schlüsselfrage ist, ob diese Apollo-Proben die Massenbedingungen des Mondinneren darstellen oder stattdessen ungewöhnliche oder möglicherweise anomale wasserreiche Regionen innerhalb eines ansonsten‚ trockenen 'Mantels darstellen. Wenn wir uns die Orbitaldaten ansehen, können wir die großen pyroklastischen Ablagerungen auf dem Mond untersuchen, die von den Apollo- oder Luna-Missionen nie untersucht wurden. Die Tatsache, dass fast alle von ihnen Signaturen von Wasser aufweisen, deutet darauf hin, dass die Apollo-Proben nicht anomal sind, so dass es sein kann, dass das Hauptinnere des Mondes nass ist. “

Um dies zu beheben, konsultierten Milliken und Li Orbitaldaten, um Mondvulkanablagerungen auf Anzeichen von Wasser zu untersuchen. Grundsätzlich verwenden Orbiter Spektrometer, um Licht von den Oberflächen von Planeten und astronomischen Körpern zu reflektieren, um zu sehen, welche Wellenlängen des Lichts absorbiert und welche reflektiert werden. Diese Daten können daher anhand der nachgewiesenen Absorptionslinien bestimmen, welche Verbindungen und Mineralien vorhanden sind.

Die Verwendung dieser Technik, um nach Anzeichen von Wasser in Mondvulkanablagerungen (auch bekannt als pyroklastische Ablagerungen) zu suchen, war jedoch eine ziemlich schwierige Aufgabe. Tagsüber erwärmt sich die Mondoberfläche, insbesondere in den Breiten, in denen sich vulkanische Ablagerungen befinden. Wie Milliken erklärte, werden Spektronomere daher zusätzlich zu chemischen Signaturen Wärmeenergie aufnehmen, die die Messwerte beeinträchtigen kann:

„Diese thermisch emittierte Strahlung tritt bei denselben Wellenlängen auf, die wir für die Suche nach Wasser benötigen. Um also mit Sicherheit sagen zu können, dass Wasser vorhanden ist, müssen wir zuerst die thermisch emittierte Komponente berücksichtigen und entfernen. “

Um dies zu korrigieren, erstellten Milliken und Li ein detailliertes Temperaturprofil der Bereiche des Mondes, die sie untersuchten. Anschließend untersuchten sie Oberflächendaten, die vom Moon Mineralogy Mapper, dem spektrographischen Imager, der Teil der indischen Chandrayaan-1-Mission war, gesammelt wurden. Anschließend verglichen sie diese thermisch korrigierten Oberflächendaten mit den Messungen, die an den von den Apollo-Missionen zurückgegebenen Proben durchgeführt wurden.

Was sie fanden, war, dass Bereiche der Mondoberfläche, die zuvor kartiert worden waren, in fast allen großen pyroklastischen Ablagerungen Anzeichen von Wasser zeigten. Dies schloss die Ablagerungen ein, die sich in der Nähe der Landeplätze Apollo 15 und 17 befanden, an denen die Mondproben entnommen wurden. Daraus ermittelten sie, dass diese Proben nicht anomaler Natur waren und dass Wasser über die Mondoberfläche verteilt ist.

Darüber hinaus könnten diese Ergebnisse darauf hinweisen, dass der Mondmantel auch wasserreich ist. Diese Ergebnisse sind nicht nur eine gute Nachricht für zukünftige Mondmissionen und den Bau einer Mond-Siedlung, sondern könnten auch zu einem Umdenken bei der Entstehung des Mondes führen. Diese Forschung war Teil der Doktorarbeit von Shuai Li – einem Absolventen der University of Brown und Hauptautor der Studie. Wie er zu den Ergebnissen der Studie sagte:

„Die wachsenden Beweise für Wasser im Mond deuten darauf hin, dass Wasser irgendwie überlebt hat oder dass es kurz nach dem Aufprall von Asteroiden oder Kometen eingeführt wurde, bevor sich der Mond vollständig verfestigt hatte. Die genaue Herkunft des Wassers im Mondinneren ist immer noch eine große Frage.

Darüber hinaus wies Li darauf hin, dass Mondwasser, das sich in vulkanischen Ablagerungen befindet, ein Segen für zukünftige Mondmissionen sein könnte. "Andere Studien haben das Vorhandensein von Wassereis in schattigen Regionen an den Mondpolen nahegelegt, aber die pyroklastischen Ablagerungen befinden sich an Orten, die möglicherweise leichter zugänglich sind", sagte er. "Alles, was zukünftige Mondforscher davor bewahrt, viel Wasser von zu Hause mitbringen zu müssen, ist ein großer Schritt nach vorne, und unsere Ergebnisse legen eine neue Alternative nahe."

Zwischen der NASA, der ESA, Roscosmos, der ISRO und der China National Space Administration (CNSA) mangelt es nicht an Plänen, den Mond in Zukunft zu erkunden, ganz zu schweigen von der Errichtung einer dauerhaften Basis. Zu wissen, dass es reichlich Oberflächenwasser gibt (und vielleicht auch mehr im Innenraum), ist daher wichtig sehr gute Nachrichten. Dieses Wasser könnte zur Erzeugung von Hydrazinkraftstoff verwendet werden, wodurch die Kosten für einzelne Missionen zum Mond erheblich gesenkt würden.

Es entsteht auch die Idee einer Zwischenstation auf dem Mond, auf der Schiffe, die tiefer in den Weltraum reisen, tanken und nachfüllen könnten – ein Schritt, der Milliarden von Weltraummissionen einsparen würde. Eine reichlich vorhandene lokale Wasserquelle könnte auch eine sofortige Versorgung mit Trink- und Bewässerungswasser für zukünftige Mondaußenposten sicherstellen. Dies würde auch die Kosten senken, indem sichergestellt würde, dass nicht alle Lieferungen von der Erde verschifft werden müssten.

Darüber hinaus würde die Fähigkeit, Experimente darüber durchzuführen, wie Pflanzen in reduzierter Schwerkraft wachsen, wertvolle Informationen liefern, die für langfristige Missionen zum Mars und zu anderen Sonnenkörpern verwendet werden könnten. Man könnte daher ohne eine Spur von Übertreibung sagen, dass Wasser auf dem Mond der Schlüssel für zukünftige Weltraummissionen ist.

Die Forschung wurde vom LASER-Programm (Lunar Advanced Science and Exploration Research) der NASA finanziert, mit dem die Grundlagenforschung des Mondes und die Wissenschaft der Monderkundung verbessert werden sollen.

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