Das Geheimnis des Mondstaubs

Als Neil Armstrong und Buzz Aldrin vom Mond zurückkehrten, enthielt ihre Fracht fast fünfzig Pfund Gestein und Erde, die in einer Aluminiumkiste mit Dichtungen verpackt waren, die die Unterdruckumgebung auf der Mondoberfläche aufrechterhalten sollten. Doch im Johnson Space Center in Houston entdeckten Wissenschaftler, dass die Dichtungen durch Mondstaub zerstört worden waren.

Mondstaub ist fein, wie ein Pulver, aber er schneidet wie Glas. Er entsteht, wenn Meteoroiden auf der Mondoberfläche einschlagen und dabei Gestein und Erde, die Siliziumdioxid und Metalle wie Eisen enthalten, erhitzen und pulverisieren. Da es weder Wind noch Wasser gibt, um die rauen Kanten zu glätten, sind die winzigen Körner scharf und zerklüftet und haften an fast allem.

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“Die invasive Natur des Mondstaubs stellt eine größere Herausforderung für die Konstruktion und die Gesundheit der Siedler dar als die Strahlung”, schrieb Harrison (Jack) Schmitt, ein Apollo-17-Astronaut, in seinem 2006 erschienenen Buch “Return to the Moon”. Der Staub besudelte die Raumanzüge und fraß die Schichten der Mondstiefel ab. Im Laufe von sechs Apollo-Missionen hielt keine einzige Rockbox ihr Vakuum aufrecht. Der Staub folgte den Astronauten auch zurück in ihre Raumschiffe. Schmitt zufolge roch er nach Schießpulver und machte das Atmen schwer. Niemand weiß genau, was die mikroskopisch kleinen Partikel in der menschlichen Lunge anrichten.

Der Staub bedeckt nicht nur die Oberfläche des Mondes, sondern schwebt auch bis zu sechzig Meilen über ihm – als Teil seiner Exosphäre, wo die Partikel durch die Schwerkraft an den Mond gebunden sind, aber so spärlich sind, dass sie nur selten zusammenstoßen. In den sechziger Jahren filmten Surveyor-Sonden eine leuchtende Wolke, die bei Sonnenaufgang knapp über der Mondoberfläche schwebte. Später zeichnete der Apollo-17-Astronaut Gene Cernan in der Mondumlaufbahn ein ähnliches Phänomen an der scharfen Linie auf, an der der Mondtag auf die Mondnacht trifft, dem sogenannten Terminator. Cernan skizzierte eine Reihe von Bildern, die die sich verändernde Staublandschaft veranschaulichten: Ströme von Partikeln lösten sich vom Boden und schwebten, und die daraus resultierende Wolke wurde immer schärfer, je näher der Orbiter der Astronauten dem Tageslicht kam. Da es keinen Wind gibt, der die Wolken bildet und aufrechterhält, ist ihr Ursprung ein Rätsel. Man vermutet, dass sie aus Staub bestehen, aber niemand weiß genau, wie oder warum sie entstehen.

Möglicherweise bildet sich an der Terminatorlinie – dort, wo Sonnenlicht und Schatten aufeinandertreffen – ein elektrisches Feld, das Staubpartikel in die Luft schleudern könnte. Mihály Horányi, Physiker an der Universität von Colorado in Boulder, hat nachgewiesen, dass Mondstaub tatsächlich auf solche elektrischen Felder reagieren kann. Er vermutet jedoch, dass der Mechanismus nicht stark genug ist, um die mysteriösen, leuchtenden Wolken zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.

Daten einer neuen Mission sollten den Wissenschaftlern helfen, eine bessere Erklärung zu finden. Obwohl es Jahrzehnte her ist, dass amerikanische Astronauten und Rover den Mond erkundet haben, ist der Mondstaub wieder von Interesse, da internationale und kommerzielle Raumfahrtprogramme eine Reihe von potenziellen robotischen und menschlichen Mondmissionen angekündigt haben. Im September startete die NASA eine kleine Sonde, den Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), um in den nächsten Monaten den Staub und die Moleküle zu analysieren, die den einzigen natürlichen Satelliten der Erde umgeben.

Die Sonde hat etwa die Größe eines Kleinwagens und ist von Solarzellen umgeben. Auf ihrer Nase befinden sich drei kastenförmige Instrumente: ein Staubzähler, der zum Teil von Horányi entwickelt wurde, und zwei chemische Detektoren zur Identifizierung von Molekülen wie Helium und Natrium. An seiner Seite ragt die Lunar Laser Communication Demonstration hervor, die Daten wie die Anzahl großer und kleiner Partikel und ihre Positionen mit einem Laserstrahl zur Erde sendet. Sie hat kürzlich den Rekord für die schnellste Kommunikation zwischen der NASA und dem Mond gebrochen, indem sie Daten mit einer Geschwindigkeit von 622 Megabit pro Sekunde über eine Entfernung von fast 240.000 Kilometern übertrug, was etwa dem Einundsiebzigfachen einer durchschnittlichen Breitbandverbindung in den Vereinigten Staaten entspricht.

Die zweihundertachtzig Millionen Dollar teure Mission kommt zur rechten Zeit, denn die Detektoren von LADEE werden ein relativ unverfälschtes Bild der Staubdichte und des chemischen Profils des Mondes erhalten, noch vor dem erwarteten Verkehr: China, Indien, Japan und Russland haben Pläne angekündigt, in den kommenden Jahren Mondsonden und Rover zu starten. Der Lunar X-Preis von Google fordert Ingenieure heraus, ein unbemanntes Raumfahrzeug mit Kameras zu bauen, das auf dem Mond landet und bis 2015 “Mooncasts” zurück zur Erde sendet. Golden Spike Company, ein weiteres Raumfahrt-Startup, hat Ambitionen für bemannte Missionen im nächsten Jahrzehnt oder so.

Wenn LADEEs Mission in ein paar Monaten beendet ist, wird sich die Sonde in die Flut von fünfzehn Tonnen kosmischen Materials einreihen, das jeden Tag auf den Mond fällt und seine eigene Mondstaubwolke erzeugt, während sie die letzten ihrer Daten zurück zur Erde schickt.

Kate Greene ist Schriftstellerin und seit kurzem Mitglied der Besatzung einer viermonatigen simulierten Marsmission namens HI-SEAS. Sie lebt in San Francisco.

Foto: SSPL/Getty.

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