Warum ist der Südpol des Mondes so wichtig? Alles dreht sich um Wasser

Während sich die NASA darauf vorbereitet, im Rahmen ihres Artemis-Programms bis 2024 zum Mond zurückzukehren, konzentriert sich die Agentur auf die Erforschung der Polarregionen des Mondes. Dies sind Bereiche des Mondes, in denen scheinbar viel Wasser mit dem Regolithen vermischt ist.

Einige dieser Krater befinden sich permanent im Schatten und haben möglicherweise noch große Mengen Wasser, das für menschliche und Roboterforscher zugänglich ist. Dies ist eine wichtige Ressource, und der Mond könnte genau der richtige Ort sein, um der Menschheit zu helfen, wenn er den Rest des Sonnensystems erforscht.

Es könnte aber auch eine Illusion sein. Wir werden es wirklich nicht wissen, bis wir genau hinsehen.

Bevor ich über den Südpol spreche, werfen wir einen Blick auf die Landeplätze, die vor über 50 Jahren für die Apollo-Missionen ausgewählt wurden.

1968 kündigte die NASA die fünf Landeplätze für die Apollo-Missionen an. Alle befanden sich ungefähr auf dem gleichen Breitengrad über die Mondoberfläche – ein Streifen, der sich nur ein paar Grad über und unter dem Mondäquator erstreckte.

Ihre Kriterien? Regionen mit einem Durchmesser von 5 bis 8 km waren glatt, ohne gefährliche Berge oder Krater oder steile Hänge. Alle Landeplätze mussten sich im Bereich einer Flugbahn mit freier Rückführung zur Erde befinden und die geringstmögliche Menge an Treibmittel verwenden. Sie wollten eine gute Beleuchtung von der Sonne während der gesamten Mission auf der nahen Seite des Mondes.

Der Punkt hier ist, dass sie nach Landeplätzen suchten, die sicher und zugänglich waren. Die Tatsache, dass die Astronauten Wissenschaft betrieben, Experimente auf der Mondoberfläche durchführten und Hunderte Kilogramm Mondgestein und Staub auf die Erde zurückbrachten, war ein wunderbarer Bonus.

Wenn Artemis zum Mond geht, wird es schwieriger, da sie zum Südpol unterwegs sind. Hier ist der Grund.

Im inneren Sonnensystem wird Wasser eine der wertvollsten Ressourcen sein, die Entdecker in die Hände bekommen können. Das liegt daran, dass Sie es für so viel verwenden können. Sie können es natürlich trinken. Tatsächlich bestehen Sie zu 60% aus Wasser. Sie können Wasser verwenden, um Pflanzen für Lebensmittel zu züchten.

Sie können Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff trennen und dann den Sauerstoff zum Atmen verwenden. Kombiniere sie wieder zusammen und du hast Raketentreibstoff, genau das, was das Space Shuttle in seinem Haupttank verwendet hat. Mit einer weltraumgestützten Dampfrakete können Sie sogar Wasser selbst als Treibmittel verwenden.

Wasser ist ein fantastischer Schutz vor Strahlung. Die Oberfläche des Mondes ist geladenen Teilchen des Sonnenwinds sowie galaktischer kosmischer Strahlung ausgesetzt, versteckt sich jedoch unter einem Meter Wassereis und ist so sicher wie auf der Erdoberfläche.

Das Problem ist, dass die Sonne ständig Strahlung in den Weltraum strahlt. Jedes Wassereis, das näher als der Mittelpunkt des Asteroidengürtels liegt, wird in den Weltraum sublimiert. Dies ist als Frostlinie des Sonnensystems bekannt. Die Belters und Jovians haben Wasser übrig, aber hier im inneren Sonnensystem wird es eine seltene Ressource sein, der Schlüssel zu allem.

Und Wasser wiegt viel. Hier in Kanada verbrauchen wir ungefähr 300 Liter Wasser pro Person und Tag. Wenn Sie bereit wären, SpaceX 2.500 US-Dollar pro Kilogramm für den Start ins All zu zahlen, würden Sie 1,75 Millionen US-Dollar für Ihren täglichen Wasserverbrauch in Betracht ziehen.

Es gibt jedoch einige Regionen, die möglicherweise Milliarden von Jahren lang Wasser geschützt haben: die permanent beschatteten Krater an den Südpolen des Mondes.
Fast jeder Teil des Mondes ist ständig in Sonnenlicht getaucht oder in Dunkelheit gehüllt. Während des Mondtages erreichen die Temperaturen 120 Grad Celsius (oder 253 Fahrenheit), und während der Mondnacht fallen die Temperaturen auf -232 C (oder -387 Fahrenheit). Mit anderen Worten, tagsüber ist es definitiv heiß genug, um das Eis zu sublimieren.

Aber am Südpol des Mondes fällt das Sonnenlicht in einem niedrigen Winkel. Wenn Sie auf dem Südpol des Mondes stehen würden, würden Sie die Sonne am Horizont sehen und lange Schatten über die Mondoberfläche werfen.

Und überall um Sie herum gibt es Krater, in denen das Sonnenlicht niemals den Boden erreicht, Regionen, in denen es seit Milliarden von Jahren dauerhafte Eisablagerungen geben könnte.

Bereits 1998 stellte die NASA-Mission Lunar Prospector fest, dass sich am Südpol des Mondes deutlich mehr Wasserstoff befindet. Mehr Wasserstoff bedeutet mehr Wasser, ein klarer Beweis dafür, dass diese Wasserablagerungen vorhanden sind.

Weitere Beweise wurden vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA gesammelt, der seit Jahren den Mond umkreist. Es hat viele Male Hinweise auf Wasser auf dem Mond entdeckt. In jüngster Zeit konnte es winzige Mengen Wasser kartieren, die in den Mondregolith gebunden waren, häufiger in höheren Breiten, und sich mit zunehmender Oberflächentemperatur verschieben.

Im Jahr 2009 stürzte die NASA den Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) in den Mond, um nach Wasser zu suchen. Das Raumschiff ging mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter zum Mond und löste sich dann auf dem Weg zum Mond.

Am 9. Oktober 2009 stürzte der Centaur-Motor der oberen Stufe der Mission in den Cabeus-Krater, etwa 100 km vom Südpol des Mondes entfernt, und sprengte Mondmaterial in den Weltraum. Einige Minuten später folgte das Raumschiff Shepherding, das beim ersten Aufprall Material entnahm und einen eigenen Krater schuf.

LCROSS zeigte, dass es Wasserstoffgas, Ammoniak und Methan sowie Metalle wie Natrium, Quecksilber und Silber gibt.

Die Südpole des Mondes verfügen über enorme Ressourcen, die zukünftige Entdecker nutzen können.

Oder vielleicht nicht. Nach neuen Untersuchungen der NASA könnten diese Ablagerungen tatsächlich neu sein. Obwohl sie permanent beschattet sind, treffen immer noch Sonnenwindpartikel und Mikrometeoriten auf die Oberfläche, die das Wassereis erodieren sollten.

In der Nähe befindliche Mikrometeoriten werfen Staub auf, der sich in der dünnen Mondgravitation 30 km vom Aufprallort entfernt bewegen kann. Diese Partikel werden von der Sonne erwärmt und landen dann im Eis, erwärmen sich ein wenig und sublimieren es.
Es könnte sein, dass Kometeneinschläge das Wasser auf der Mondoberfläche ständig auffüllen, was bedeutet, dass diese Ablagerungen nur wenige tausend Jahre alt sind.

Wie können wir wissen, ob es genug Wassereis für Astronauten gibt?

Die Europäische Weltraumorganisation plante, eine Mission zum Südpol des Mondes namens Lunar Lander zu schicken. Es sollte später im Jahr 2018 auf den Südpol des Mondes abgefeuert worden sein. Leider versiegte die Finanzierung und die Mission wurde abgesagt.

Chinas Chang'e-4 Lander und Yutu-2 Rover befinden sich gerade am Südpol des Mondes, kriechen herum, erkunden die Region und probieren den Regolith des Mondes. Sie sind seit dem 3. Januar 2019 dort und können nur am Mondtag arbeiten, wenn Sonnenlicht vorhanden ist, damit ihre Instrumente funktionieren.

Der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA hat sie sogar fotografiert, als er über ihnen kreist.

Ich habe vor, ein ganzes Video über Indiens Chandrayaan-2 zu machen, das gerade erfolgreich auf dem Weg zum Mond gestartet wurde. In den nächsten zwei Monaten wird das Raumschiff seine Umlaufbahn von der Erde anheben und in eine Mondumlaufbahn übergehen.
Dann wird es versuchen, am 7. September 2019 sanft zu landen und auf einer Hochebene zwischen zwei Kratern, Manzinus C und Simpelius N, am Südpol des Mondes zu landen.

Der Vikram-Lander wird Pragyan, einen sechsrädrigen Roboter-Rover, einsetzen, um so lange wie möglich zu erkunden, bevor sie in die Mondnacht eintreten, die sie nicht überleben können.

Wie gesagt, ich werde in ein paar Monaten ein ausführlicheres Video über diese erstaunliche Mission machen, sobald sie erfolgreich gelandet ist.

Im Jahr 2020 wird Südkorea seine erste Mission zum Mond starten, den Korea Pathfinder Lunar Orbiter. Dieses 550 kg schwere Raumschiff wird mit einer Falcon 9-Rakete gestartet und erforscht den Mond mindestens ein Jahr lang. Es wird mehrere Instrumente an Bord haben, um den Mond zu untersuchen: einen Geländebildgeber zur Kartierung von Landeplätzen und interessantem Gelände, eine polarmetrische Kamera zum Fotografieren der Mondoberfläche in verschiedenen Wellenlängen und ein Magnetometer zur Kartierung des Mondmagnetfelds, besonders seine mysteriösen Mondwirbel.

Ein von der NASA gebautes Instrument heißt ShadowCam. Dies ist eine Kamera ähnlich der des Lunar Reconnaissance Orbiter, jedoch mit 800-mal höherer Empfindlichkeit. Es wird diese permanent beschatteten Krater an den Polen des Mondes untersuchen.

Die beste Strategie ist natürlich, Roboter oder Menschen zu schicken, um in den Regolithen zu graben und herauszufinden, was da ist.

Am 1. Juli 2019 gab die NASA bekannt, dass sie 12 neue Nutzlasten für Wissenschaft und Technologie ausgewählt hat, die zum Mond geschickt werden sollen, um seine Oberfläche zu untersuchen und sich auf die Ankunft von Astronauten im Rahmen des Artemis-Programms vorzubereiten. Alle diese Missionen werden voraussichtlich in den nächsten Jahren im Rahmen des Commercial Lunar Payload Services-Programms der NASA fliegen. Einige sind nur Komponenten wie neue Kamerasysteme und Experimente. Aber einige sind wirklich interessant, wenn es um die Erkundung des Südpols geht.

Der erste ist MoonRanger, ein kleiner Rover, der von Astrobiotic und der Carnegie Mellon University gebaut wurde. Dieser 13-Kilogramm-Rover wird die autonome Erkundung des Mondes testen und detaillierte 3D-Karten der Mondoberfläche um den Südpol erstellen, einschließlich dieser schattigen Krater. Der Rover kann alleine reisen und navigieren, ohne mit der Erde zu kommunizieren.

PlanetVac ist eine von Bürgern finanzierte Technologie, die von der Planetary Society und Honeybee Robotics entwickelt wird und Mondregolithen von der Mondoberfläche aufsaugt. Dann könnte es vor Ort getestet oder auf die Erde zurückgebracht werden, damit Wissenschaftler zu Hause studieren können. Auf diese Weise kann die NASA eine Vielzahl von Punkten auf dem Mond untersuchen, um herauszufinden, welche die höchste Konzentration an Wasser und anderen nützlichen Chemikalien aufweisen.

Mond-Retroreflektoren der nächsten Generation werden ein Upgrade der Retroreflektoren bieten, die während der Apollo-Ära auf der Mondoberfläche platziert wurden. Mit diesen Messwerten messen Wissenschaftler immer noch, wie schnell der Mond von uns wegdriftet. Diese neuen Reflektoren könnten uns mehr über das Innere des Mondes erzählen und Fragen zur Grundphysik beantworten.

LISTER ist eine Wärmesonde, die 2-3 Meter in den Mondregolith gebohrt wird, um Temperaturunterschiede in verschiedenen Tiefen zu messen und uns zu sagen, wie geologisch aktiv der Mond ist. Ähnlich wie bei der InSight-Mission auf dem Mars.

Bei der Probenerfassung, Morphologiefilterung und Untersuchung von Lunar Regolith wird ein Ersatzroboterarm aus den Mars Exploration Rover-Missionen (Sie wissen, Spirit and Opportunity) verwendet, um Proben vom Mond zu sammeln.

In den nächsten zehn Jahren wird der Mond viel geschäftiger. Russland plant mehrere Missionen, eine Zusammenarbeit zwischen Indien und Japan, weitere Missionen aus China und eine Reihe privater Lander. Natürlich werde ich Sie auf dem Laufenden halten, wenn diese erstellt werden.

Im Moment haben wir einen verlockenden Hinweis darauf, dass sich am Südpol des Mondes riesige Wassereisvorräte befinden. In den nächsten Jahren werden Roboter und dann Menschen diese Region sehr sorgfältig untersuchen und die Beweise aufbauen. Wenn wir Glück haben, hat der Mond alles, was wir brauchen, um einen großen Schritt von der Erde ins Sonnensystem zu machen.

Rate article
Schreibe einen Kommentar