Raumsonde, Raketenstufe und Mond

Kosmische Strahlung wandelt Eis auf dem Mond in Wasserstoff um

Hochenergetische Teilchen aus dem Weltall dringen in die Mondoberfläche ein und wandeln dort Eis in molekularen Wasserstoff um. Das zeigt eine neue Studie, die auf der Analyse von Teilchenstrahlung in der Nähe des Mondes basiert. Die im Fachblatt „Journal of Geophysical Research“ veröffentlichte Untersuchung erklärt damit den zuvor rätselhaften Nachweis des Gases beim gezielten Einschlag einer Raketenstufe im ewigen Schatten am lunaren Südpol.

Im Juni 2009 startete eine Doppelsonde zum Erdtrabanten: der Lunar Reconnaissance Orbiter, kurz LRO, und der Lunar Crater Observation and Sensing Satellite LCROSS. Während der LRO in eine dauerhafte Umlaufbahn um den Mond einschwenkte, wurde LCROSS am 9. Oktober 2009 gezielt am Südpol des Erdtrabanten zum Absturz gebracht. Dort, in ewig im Schatten liegenden Regionen, vermutete man Ablagerungen aus Wassereis. Zehn Stunden vor dem Aufprall trennte sich die Sonde von ihrer Centaur-Antriebsstufe. Die Rakete schlug vier Minuten vor der Sonde auf, die dadurch wie erhofft Eis und Dampf in der vom Aufprall der Raketenstufe aufgewirbelten Wolke nachweisen konnte.

Die auf die Aufschlagstelle ausgerichteten Messinstrumente des Orbiters boten den Forschern eine Überraschung: „Sie wiesen molekularen Wasserstoff nach, ein unerwartetes und unerklärliches Phänomen“, sagt Andrew Jordan von der Unversity of New Hampshire im amerikanischen Durham. „Zwar gab es seither eine ganze Reihe von Ideen, um die Messungen zu erklären, doch keine funktionierte bei den Bedingungen auf der Mondoberfläche.“ Jordan und seine Kollegen haben nun auf weitere Messungen des LRO zurückgegriffen, um die Ursache für die Existenz von molekularem Wasserstoff zu finden.

Mit einem Spezialinstrument registriert LRO hochenergetische Teilchen, die von der Sonne und aus den Tiefen der Milchstraße zu uns vordringen. Diese Teilchen, so zeigt die Analyse der Forscherteams, dringen in die Kruste des Mondes ein und erzeugen dort aus dem Eis Moleküle aus zwei Wasserstoffatomen. Computermodelle legen nahe, dass sich mindestens zehn Prozent, möglicherweise aber auch die gesamte Menge des nachgewiesenen molekularen Wasserstoffs auf diese Weise erklären lässt. Wie viel genau, dass müssen nun weitere Experimente an Teilchenbeschleunigern zeigen. Damit wollen die Wissenschaftler untersuchen, wie effektiv die Reaktionen der hochenergetischen Teilchen mit dem Wassereis sind.