Schatten auf dem Mond

Der Vollmond. Bildnachweis: Robert Gendler. klicken um zu vergrößern
Der Mond ist absolut vertraut. Wir sehen es die ganze Zeit am blauen Himmel während des Tages zwischen den Sternen und Planeten in der Nacht. Jedes Kind kennt die Umrisse der Lavameere des Mondes: Sie verfolgen den Mann im Mond oder manchmal ein Kaninchen.

Diese Vertrautheit geht über den Schein hinaus. Der Mond besteht eigentlich aus Erde. Nach modernen Theorien wurde der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren geboren, als ein übergroßer Asteroid unseren Planeten traf. Material von der Erde selbst wirbelte in den Weltraum und verschmolz zu unserem riesigen Satelliten.

Als Apollo-Astronauten dieses vertraute Stück Haus betraten, stellten sie fest, dass es nur vertraut erscheint. Vom elektrisch geladenen Staub zu ihren Füßen bis zum tiefschwarzen Himmel war der Mond, den sie erforschten, völlig fremd.

Vor dreißig Jahren waren ihre seltsamen Erfahrungen der Öffentlichkeit ebenso bekannt wie der Mann im Mond. Nicht länger. Viele der besten Geschichten von Apollo sind im Laufe der Zeit verblasst. Sogar NASA-Mitarbeiter haben einige von ihnen vergessen.

Jetzt, da die NASA auf der Suche nach neuen Geschichten und Schätzen zum Mond zurückkehrt, besuchen wir einige der alten mit einer Reihe von [E-Mail-geschützten] Geschichten namens „Apollo Chronicles“. Dieser erste untersucht die einfache Frage der Schatten.

Treten Sie am nächsten sonnigen Tag nach draußen und schauen Sie in Ihren Schatten. Es ist nicht sehr dunkel, oder? Gras, Bürgersteig, Zehen – was auch immer da drin ist, Sie können ganz gut sehen.

Das innere Licht deines Schattens kommt vom Himmel. Moleküle in der Erdatmosphäre streuen Sonnenlicht (mehr blau als rot) in alle Richtungen, und ein Teil dieses Lichts landet in Ihrem Schatten. Schauen Sie sich Ihre schattigen Fußabdrücke auf frischem, sonnenbeschienenen Schnee an: Sie sind blau!

Ohne den blauen Himmel wäre Ihr Schatten unheimlich dunkel, wie ein Stück Nacht, das Ihnen folgt. Seltsam. Doch genau so ist es auf dem Mond.

Um die Erfahrung der Apollo-Astronauten zu visualisieren, stellen Sie sich vor, der Himmel wird vollständig und vollständig schwarz, während die Sonne weiterhin blendet. Ihre Silhouette wird dunkler und sagt Ihnen, dass Sie nicht mehr auf der Erde sind.

Schatten waren eines der ersten Dinge, die der Apollo 11-Astronaut Neil Armstrong erwähnte, als er auf die Oberfläche des Mondes trat. "Es ist ziemlich dunkel hier im Schatten [des Mondmoduls] und ein wenig schwer für mich zu sehen, dass ich einen guten Stand habe", funkelte er zur Erde.

Der Adler war mit seinem externen Geräteschrank, einem Staufach namens „MESA“, im Schatten des Raumfahrzeugs auf dem Meer der Ruhe gelandet. Obwohl die Sonne um sie herum unterging, mussten Armstrong und Buzz Aldrin im Dunkeln arbeiten, um ihre Fernsehkamera und verschiedene geologische Werkzeuge einzusetzen.

"Es ist sehr leicht, im Schatten zu sehen, nachdem Sie sich für eine Weile angepasst haben", bemerkte Armstrong. Aldrin fügte hinzu: "Es sollte vermieden werden, sich ständig vom Sonnenlicht zum Schatten hin und her zu bewegen, da dies einige Zeit in der Wahrnehmungsfähigkeit kosten wird."

Mondschatten sind wirklich nicht absolut schwarz. Das vom sanft abgerundeten Gelände des Mondes reflektierte Sonnenlicht sorgt für eine schwache Beleuchtung, ebenso wie die Erde selbst, die eine sekundäre Lichtquelle am Mondhimmel darstellt. Wenn ein Astronaut genügend Zeit hatte, sich anzupassen, konnte er fast überall sehen.

Fast. Betrachten Sie die Erfahrung der Apollo 14-Astronauten Al Shepard und Ed Mitchell:

Sie waren gerade in Fra Mauro gelandet und luden eifrig die Mondlandefähre aus. Heraus kam der ALSEP, eine Gruppe von Experimenten, die an einer Palette befestigt waren. Die Gegenstände auf der Palette wurden von "Boyd-Bolzen" festgehalten, wobei jeder Bolzen in eine Hülse eingelassen war, mit der das Universal Handling Tool, eine Art Astronautenschlüssel, geführt wurde. Shepard würde das Werkzeug einsetzen und es drehen, um den Bolzen zu lösen – einfach, außer dass sich die Hülsen schnell mit Mondstaub füllten. Das Tool würde nicht vollständig eingesetzt werden.

Der Ärmel machte seinen eigenen kleinen Schatten, also „Al schaute ihn an und versuchte hinein zu sehen. Und er konnte das Tool nicht einbauen und nicht freigeben – und er konnte es nicht sehen “, erinnert sich Mitchell.

"Denken Sie daran", fügt Mitchell hinzu, "auf der Mondoberfläche gibt es keine Luft, um Licht zu brechen. Wenn Sie also kein direktes Sonnenlicht haben, können Sie in der Hölle nichts sehen." Es war nur pechschwarz. Das ist ein erstaunliches Phänomen auf einem luftlosen Planeten. "

(Schließlich lösten sie das Problem, indem sie die gesamte Palette auf den Kopf stellten und den Mondstaub losschüttelten. Einige der Boyd-Schrauben, die sich besser gelöst hatten als gedacht, regneten ebenfalls.)

Winzige kleine Schatten an unerwarteten Orten würden Astronauten während des gesamten Apollo-Programms ärgern – ein Bolzen hier, ein vertiefter Sauerstoffmesser dort. Meistens handelte es sich dabei um kleinere Belästigungen des Alltags, aber die Astronauten waren neidisch auf die Minuten, die sie bei ihren Erkundungen verloren hatten.

Schatten könnten auch boshaft sein:

Die Apollo 12-Astronauten Pete Conrad und Al Bean landeten im Ozean der Stürme, nur etwa 600 Meter von Surveyor 3 entfernt, einem Roboter-Raumschiff, das drei Jahre zuvor von der NASA zum Mond geschickt worden war. Ein wichtiges Ziel der Apollo 12-Mission war es, Surveyor 3 zu besuchen, seine Fernsehkamera wiederzugewinnen und zu sehen, wie gut das Fahrzeug die raue Mondumgebung überstanden hatte. Vermesser 3 saß in einem flachen Krater, in den Conrad und Bean leicht gelangen konnten – so dachten die Missionsplaner.

Die Astronauten konnten Surveyor 3 von ihrem Mondmodul Intrepid aus sehen. "Ich erinnere mich an das erste Mal, als ich es mir ansah", erinnert sich Bean. „Ich dachte, es wäre an einem Hang von 40 Grad. Wie kommen wir da runter? Ich erinnere mich, dass wir in der Kabine darüber gesprochen haben, dass wir Seile benutzen müssen. “

Aber "es stellte sich heraus, dass [der Boden] wirklich flach war", erwiderte Conrad.

Was ist passiert? Als Conrad und Bean landeten, stand die Sonne tief am Himmel. Die Oberseite von Surveyor 3 war sonnendurchflutet, während die Unterseite in tiefer Dunkelheit lag. "Ich habe mich täuschen lassen", sagt Bean, "denn wenn auf der Erde etwas auf der einen Seite sonnig und auf der anderen sehr dunkel ist, muss es an einem gewaltigen Hang liegen." Am Ende gingen sie eine leichte 10-Grad-Steigung hinunter zu Surveyor 3 – keine Seile erforderlich.

siehe BildunterschriftEine letzte Wendung: Als Astronauten die Schatten ihrer eigenen Köpfe betrachteten, sahen sie ein seltsames Leuchten. Buzz Aldrin war der erste, der berichtete "? [Es gibt] einen Heiligenschein um den Schatten meines Helms." Armstrong hatte auch einen.

Dies ist der "Oppositionseffekt". Les Cowley, Experte für atmosphärische Optik, erklärt: „Mondstaubkörner kleben zusammen, um flauschige turmartige Strukturen zu bilden, sogenannte„ Feenburgen “, die tiefe Schatten werfen.“ Einige Forscher glauben, dass die Mondoberfläche mit diesen mikroskopischen Türmen besetzt ist. "Direkt gegenüber der Sonne", fährt er fort, "verbirgt jeder Staubturm seinen eigenen Schatten und so sieht dieser Bereich im Gegensatz zur Umgebung heller aus."

Klingt einfach? Es ist nicht. Andere Faktoren tragen zur Blendung bei. Die Mondoberfläche ist mit glasigen Kügelchen (stellen Sie sich diese als Mondtautropfen vor) und kristallinen Mineralien besprüht, die das Sonnenlicht nach hinten reflektieren können. Und dann gibt es "kohärente Rückstreuung" – Mondstaubflecken, die kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind, beugen das Sonnenlicht und streuen die Strahlen zurück zur Sonne. "Niemand weiß, welcher Faktor am wichtigsten ist", sagt Cowley.

Wir können den Oppositionseffekt hier auf der Erde erleben, indem wir zum Beispiel von der Sonne weg in ein Feld aus hohem, feuchtem Gras schauen. Der Heiligenschein ist da, aber unser strahlend blauer Himmel neigt dazu, den Kontrast zu verringern. Um die volle Wirkung zu erzielen, musst du zum Mond gehen.

Leuchtende Lichthöfe; umwerfende Schatten; Feenburgen aus Mondstaub. Apollo-Astronauten entdeckten tatsächlich eine fremde Welt.

Originalquelle: NASA-Pressemitteilung

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