Eine künstlerische Darstellung des Chandrayaan-2-Orbiters, der den Mond untersucht. (Bildnachweis: NASA)
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass zukünftige Astronauten auf dem Mond möglicherweise einfacheren Zugang zu lebenserhaltendem Wasser und förderbarem Eis haben könnten, als bisher angenommen wurde.
Ein Forscherteam unter der Leitung von Durga Prasad vom Physical Research Laboratory in Ahmedabad analysierte Temperaturdaten des Mondes, die vor Ort von der indischen Mission Chandrayaan-3 gesammelt wurden. Die Sonde war im August 2023 in der Nähe des Südpols des Mondes gelandet. Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Temperaturen am Landeplatz des Raumfahrzeugs stark schwankten – selbst in Bereichen, die sehr nah beieinander lagen.
Um diese Temperaturschwankungen besser zu verstehen, haben die Forscher die Daten in ein Computermodell eingespeist, das sie an die Landebedingungen des Raumfahrzeugs angepasst haben, einschließlich der lokalen Topografie und Beleuchtung. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass höhere Breitengrade des Mondes mit Hängen, die zu den Polen zeigen, ähnliche Bedingungen aufweisen wie die Landestelle von Chandrayaan-3. Diese Regionen erhalten in der Regel weniger intensive Sonnenenergie, was zu kühleren Oberflächentemperaturen führt und die Ansammlung von Eis in relativ geringer Tiefe ermöglichen könnte. Dies bedeutet, dass solche Mondgebiete im Vergleich zu den extremen Bedingungen an den kraterübersäten Polen weniger technische Herausforderungen für den Zugang zu lokalen Ressourcen darstellen würden, so die Forscher.
Die Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für Organisationen, die langfristige bemannte Missionen zum Südpol des Mondes planen, wie beispielsweise die NASA mit ihrem Artemis-Programm. Sollte es gelingen, Eis auf dem Mond zu finden und zu nutzen, könnte dies die Abhängigkeit der Astronauten von Versorgungsgütern von der Erde verringern. Dadurch würden Missionen nachhaltiger und kosteneffizienter werden. Wasser, das aus dem Eis gewonnen wird, könnte für Astronauten vielfältige Zwecke erfüllen – nicht nur als Trinkwasser, sondern auch zur Herstellung von Raketentreibstoff, indem Wassermoleküle in ihre Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten werden.
Jahrzehntelang wurden die einzigen direkten Messungen der Mondoberflächentemperatur während der Apollo-15- und Apollo-17-Missionen in den 1970er Jahren durchgeführt. Beide Missionen landeten in der Nähe des Mondäquators – weit entfernt von den geplanten Standorten für zukünftige Polmissionen.
Im August 2023, kurz nachdem die Chandrayaan-3-Sonde nahe dem lunaren Südpol eine makellose Landung vollzogen hatte, bohrte sich ein Instrument an Bord des Landers, genannt ChaSTE – kurz für Chandra’s Surface Thermophysical Experiment – in den Mondboden. Es erreichte eine Tiefe von bis zu 10 Zentimetern (4 Zoll) und maß die lokalen Temperaturen im Verlauf eines Mondtages.
Die aufgezeichneten Daten zeigten, dass die Temperaturen an der Landestelle des Raumfahrzeugs, die sich an einem sonnenzugewandten Hang befindet – benannt „Statio Shiv Shakti“ – tagsüber auf 179,6 Grad Fahrenheit (82 Grad Celsius) anstiegen und nachts auf -270,67 Grad Fahrenheit (-168,15 Grad Celsius) abstürzten. Nur einen Meter entfernt, wo das Gelände flacher wurde und in Richtung des Pols ausgerichtet war, lagen die Temperaturspitzen jedoch deutlich niedriger und erreichten lediglich 138,2 Grad Fahrenheit (59 Grad Celsius).
Simulationen deuten darauf hin, dass Hänge mit einer Neigung von mehr als 14 Grad in höheren Breitengraden, die jedoch in Richtung des Pols ausgerichtet sind, kühl genug sein könnten, um Eis in geringen Tiefen anzusammeln. Diese Bedingungen ähneln denen, die für zukünftige Landemissionen am lunaren Südpol vorgeschlagen werden, einschließlich der Artemis-Mondmissionen der NASA, wie die Forscher in ihrer neuen Studie schreiben:
„Solche Orte sind nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern stellen auch weniger technische Herausforderungen für die Erkundung dar, verglichen mit Regionen, die näher an den Mondpolen liegen.“
Die Studie wurde am Donnerstag, den 6. März, in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlicht.
