Die Chang’e-6-Landeeinheit, die von einem Aufstiegsfahrzeug gekrönt wird, wird von einem kleinen Rover auf der Rückseite des Mondes abgebildet. Das grüne Quadrat markiert den Standort des NILS-Experiments an Bord des Raumfahrzeugs, des ersten ESA-Instruments auf dem Mond, das zum ersten Mal die schwer fassbaren negativen Ionen auf der Mondoberfläche aufgezeichnet hat.(Bildnachweis: CNSA/CLEP)
Ein europäisches Experiment an Bord der chinesischen Mission Chang’e 6 hat bisher unentdeckte geladene Teilchen auf der Mondoberfläche aufgezeichnet, deren Katalog es den Astronomen ermöglicht, die chemische Zusammensetzung des Mondregoliths besser zu untersuchen.
Diese Teilchen, bei denen es sich im Wesentlichen um durch Sonnenlicht angeregte Gase handelt, wurden am Landeplatz der Raumsonde Chang’e-6 in der südlichen Tasche des Apollo-Kraters entdeckt, der im Südpol-Aitken-Becken auf der Rückseite des Mondes liegt. Der Ionendetektor war das erste Instrument der Europäischen Weltraumorganisation, das auf dem Mond landete.
„Dies war die erste Aktivität der ESA auf der Mondoberfläche, eine wissenschaftliche Weltpremiere und die erste Mondkooperation mit China“, sagte Neil Melville, der technische Verantwortliche der ESA für das Experiment, in einer Erklärung. „Wir haben eine Datenmenge und -qualität gesammelt, die weit über unseren Erwartungen liegt.“
Während die Erde dank ihres Magnetfelds, das geladene Teilchen von der Sonne abstößt und einfängt, vor Sonnenstürmen geschützt ist, verfügt der Mond über kein eigenes Magnetfeld. Daher werden die Gase in seiner verschwindend dünnen Atmosphäre – Helium, Ammoniak, Methan und Kohlendioxid, neben einer Handvoll anderer – durch das Sonnenlicht leicht ionisiert und von fließendem Plasma „aufgefangen“. Diese geladenen Teilchen liefern Informationen über die chemische Zusammensetzung des Mondregoliths und darüber, woher die Gase durch verschiedene Prozesse auf der Oberfläche stammen, darunter auch Einschläge von kleinen Asteroiden.
Die Rückseite des Mondes, aufgenommen von der Landefähre Chang’e-6 bei der Annäherung an die Landestelle. (Bildnachweis: CNSA/CLEP)
Im Jahr 2012 beobachtete eine NASA-Mondmission namens ARTEMIS (kurz für Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the moon’s Interaction with the sun und nicht zu verwechseln mit dem modernen Artemis-Mondprogramm der NASA), dass Ionen in einer Höhe von 20.000 Kilometern (12.400 Meilen) über der Mondoberfläche schwebten. Dabei handelte es sich ausschließlich um positive Ionen, das heißt, sie enthielten mehr Protonen als Elektronen. Negative Ionen sind kurzlebig und schweben nicht weit von der Oberfläche weg, so dass sie vor dem Chang’e-6-Experiment nie entdeckt wurden, sagen die Wissenschaftler.
Wissenschaftler können noch nicht abschätzen, wie viele negative Ionen in der Nähe der Mondoberfläche schweben, eine Zahl, die Auswirkungen auf die Wechselwirkung des Mondes mit der Sonne hätte, so das Schwedische Institut für Weltraumphysik, das den Ionendetektor namens Negative Ions at the Lunar Surface (NILS) gebaut hat.
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NILS nahm seine Arbeit knapp fünf Stunden nach der Landung des Raumfahrzeugs auf dem Mond am 1. Juni auf. Während der zweitägigen Mission funktionierte es mit Unterbrechungen und überbrückte Niederspannungen, Kommunikationsausfälle und Neustarts, so die ESA. Insgesamt sammelte der Detektor drei Stunden lang Daten – das Dreifache der für einen Erfolg des Experiments erforderlichen Menge.
„Wir wechselten zwischen kurzen Ausbrüchen voller Leistung und langen Abkühlungsperioden ab, weil sich das Instrument aufheizte“, so Melville in der Erklärung. „Die Tatsache, dass es innerhalb seiner thermischen Auslegungsgrenzen blieb und sich unter extrem heißen Bedingungen erholen konnte, ist ein Beweis für die Qualität der Arbeit des schwedischen Instituts für Weltraumphysik.“
Neben dem NILS-Experiment hat die Chang’e 6-Mission die Mondoberfläche angebohrt und etwa 2.000 Gramm Material geborgen. Die Wissenschaftler sagen, dass diese Proben, die zum ersten Mal von der Mondrückseite gesammelt wurden, neue Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung des Mondes und des Sonnensystems liefern könnten.
Nach Abschluss der Probenerfassung platzierte der Landeroboter ein Holzmodell der roten Fünf-Sterne-Flagge Chinas auf der Oberfläche, bevor er abhob und ein Rendezvous mit einer wartenden Raumsonde in der Umlaufbahn hatte.
Am Mittwoch (12. Juni) umkreisen die Proben im Rückholmodul von Chang’e 6 weiterhin den Mond und warten auf den richtigen Zeitpunkt, um ihre Reise zurück zur Erde zu starten. Die Rückkehrkapsel soll am 25. Juni auf dem Siziwang-Banner in der nordchinesischen Autonomen Region Innere Mongolei eintreffen.
