Signale aus dem Schatten

Wasser auf dem Mond. Die Entdeckung der US-Raumfahrtbehörde Nasa öffnet das Tor für eine bemannte Station auf unserem Trabanten, die sich weitgehend autonom versorgen kann. Finanziert werden könnte das Projekt mit Hilfe der Industrie. Denn auf dem Mond lagern große Mengen des Metalls Titan, aber auch Vorkommen von Edelmetallen wie Gold, Platin, Iridium oder Rhenium sollten vorhanden sein.Am faszinierendsten für die Wissenschaftler aber ist das auf der Erde extrem seltene Isotop Helium-3. Es eignet sich sehr viel besser als der auf der Erde verfügbare Schwere Wasserstoff für einen Fusionsreaktor, in dem in einigen Jahrzehnten Energie im Überfluss gewonnen werden soll. Der Sonnenwind hat Schätzungen zufolge einige Millionen Tonnen Helium-3 auf dem Mond abgelagert.Enttäuschte BeobachterDer Wasserfund beflügelt solche bislang als fantastisch anmutende Fantasien. Denn das ist mehr als eine Pfütze, die da auf unserem Trabanten lagert. Es gibt "beträchtliche Mengen", wie Nasa-Forscher Anthony Colaprete verkündet.Am 9. Oktober hatte die Nasa die zwei Tonnen schwere, ausgebrannte Oberstufe einer Atlas-5-Rakete in einen Krater am Südpol des Mondes stürzen lassen. Beobachter waren zunächst enttäuscht, weil weder irdische Teleskope noch das Weltraumteleskop Hubble Staubwolken über dem Ort des Einschlags erkennen konnten. Doch die Sonde LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite), die dem Geschoss in geringem Abstand folgte, fotografierte die aufgewirbelten Staub- und Gasmassen und fing deren Spektrum auf.Diese Daten haben die Nasa-Forscher nun ausgewertet -und sind begeistert. "Verschiedene Beweisketten zeigen, dass in dem Mondgestein, das der Einschlag verdampft oder aufgewirbelt hat, Wasser vorhanden war", sagte Colaprete. LCROSS konnte Wasserdampf, Wassereis und sogenannte Hydroxyl-Ionen nachweisen. Diese geladenen Teilchen bestehen aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoff-Atom und werden produziert, wenn das Sonnenlicht Wassermoleküle zerschlägt. Etwa hundert Kilogramm Wasser habe die Sonde gefunden, sagte Colaprete.Mit dem Fund beendet die Nasa eine jahrelange Diskussion unter den Planetenwissenschaftlern, ob es auf dem eigentlich staubtrockenen Erdtrabanten verborgene Wasservorräte geben könnte.Vor allem Krater in der Nähe der Pole des Mondes galten schon länger als mögliche Speicher -so wie der knapp hundert Kilometer große Krater Cabaeus, in den nun der Raketenrest raste. Weil der Mond nahezu aufrecht um die eigene Achse kreist, fällt in Vertiefungen in der Nähe der Pole nie ein Sonnenstrahl, dort herrscht im Gegensatz zum Rest der Mondoberfläche ewiger Frost."Die Krater sind Kältefallen, die Temperaturen liegen permanent um minus 190 Grad Celsius", berichtet Ralf Jaumann, Leiter der Abteilung Planetengeologie am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. Reste von eisigen Kometen, die vor Milliarden Jahren mit dem Mond kollidierten, könnten dort erhalten geblieben sein.Schon Mitte der 90er Jahre hatten Radarmessungen der US-Sonde Clementine Hinweise darauf geliefert, dass sich in den Polregionen des Mondes Wasser befinden könnte. "Diese Messungen waren aber nicht eindeutig", sagt Jaumann. 1998 registrierte das Neutronenspektrometer der Sonde Lunar Prospector Hinweise auf Wasserstoffkerne im Mondboden in der Nähe der Pole. Allerdings blieb unklar, ob der Wasserstoff in Form von Eis vorlag.In den folgenden Jahren ließen die Raumfahrtagenturen mehrere Sonden in den Polregionen des Mondes abstürzen, um in den Trümmerwolken nach Wasser zu suchen. Neben Lunar Prospector krachten auch die europäische Sonde Smart-1 und das japanische Raumschiff Selene am Ende ihrer Missionen auf die Mondoberfläche. Doch die erhofften Donnerschläge blieben aus. Die Sonden waren zu klein, um nennenswerte Staubwolken zu erzeugen. Im September 2009 vermeldeten dann Forscher um Carle Pieters von der Brown University (Rhode Island) in der Zeitschrift Science, dass sich Wasser fast überall auf dem Mond befindet, wenn auch nur in einer hauchdünnen Schicht in den obersten Millimetern des Mondbodens. Die Forscher vermuten, dass die Substanzen entstehen, wenn Wasserstoff-Atome aus dem Sonnenwind auf sauerstoffreiches Material im Mondboden treffen.Als Raketentreibstoff geeignetAllerdings scheinen die Moleküle auch schnell wieder zerstört zu werden, denn die Wassermenge im Gestein hing von der Tageszeit ab. "Die Bildung und Speicherung von Wasser ist offenbar ein laufender Prozess", schreiben Pieters und Kollegen in Science. Nach den Berechnungen der Forscher ist das Bombardement durch den Sonnenwind allerdings keine ergiebige Wasserquelle. Aus einer Fläche von der Größe eines Fußballfeldes könne man vielleicht ein Glas Wasser herauspressen, sagte die Forscherin.Mit LCROSS gelang nun der Nachweis, dass zumindest an den Polen des Mondes stärker konzentrierte Wassermengen vorhanden sind. Die Aufgabe, die Verteilung des Wassers genauer zu untersuchen, übernimmt der Lunar Reconnaissance Orbiter, der im Juni 2009 zusammen mit LCROSS ins All befördert wurde. Vorrangig soll die Nasa-Sonde nach sicheren Landeplätzen für zukünftige Astronauten suchen. Doch vier ihrer sieben Instrumente dienen hauptsächlich dazu, Wasser aufzuspüren.Die Mondforscher fahnden zum einen deswegen so eifrig nach Wasser, weil es zukünftige Mondmissionen erheblich erleichtern könnte. Nicht nur, dass Astronauten den lebenswichtigen Stoff als Trinkwasser nutzen könnten. Gespalten in Wasserstoff und Sauerstoff ließe sich daraus auch Treibstoff für Raketen herstellen -für den Rückflug zur Erde oder Missionen zum Mars.Und auch für Planetenforscher eröffnet der Fund ganz neue Perspektiven. "Viele Wissenschaftler werden sich wünschen, ein Stückchen Eis vom Mond zu bekommen", sagt Ralf Jaumann. Wenn sich in den Mondkratern tatsächlich die Überreste uralter Kometen befinden, wie er vermutet, dann wären dies Proben aus den Anfangstagen des Sonnensystems: "Das würde uns unschätzbare Informationen über die Entstehung der Planeten liefern."Womöglich stecken in den LCROSS-Daten bereits einige interessante Hinweise. Die Spektraldaten deuten darauf hin, dass in der Auswurf-Wolke nicht nur Wasser vorhanden war, sondern womöglich auch flüchtige organische Stoffe. Zum Beispiel Kohlendioxid, Methan oder Methanol -Substanzen, wie sie typisch für Kometen und eisreiche Asteroiden sind.------------------------------Die Schätze unseres BegleitersEin Kilogramm von der Erde zum Mond zu bringen, kostet etwa 100000 US-Dollar. Beim Bau einer Mondbasis wollen Raumfahrtingenieure daher möglichst viele Ressourcen vor Ort nutzen. Folgende Rohstoffe könnten sie auf dem Mond finden.Eisen: Ständig regnen Meteoriten auf den Mond herab. Im Mondstaub liegt das meteoritische Eisen in gediegener Form vor.Edelmetalle wie Gold, Platin, Iridium oder Rhenium könnten im Mondstaub vorhanden sein.Titan: Das widerstandsfähige Metall kommt im Mineral Ilmenit vor, einem Eisentitanoxid. Auf der Vorderseite des Mondes gibt es Gebiete mit einemTitan-Anteil von bis zu elf Prozent.Eingefangene Gase: Der Mond- staub könnte neben Wasserstoff weitere leichte Elemente aus dem Sonnenwind auffangen, etwa Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Bei leichter Erwärmung gibt der Staub die Gase wieder frei.Sie könnten zur Versorgung von Astronauten dienen.Helium-3: Einige Forscher spekulieren, dass das reichlich vorkommende Mineral Ilmenit eine Falle für Helium aus dem Sonnenwind ist. Das auf der Erde extrem seltene Isotop Helium-3 wäre der ideale Brennstoff für Fusionsreaktoren, deren Entwicklung aber noch in den Kinderschuhen steckt.------------------------------Foto: Die Pläne für eine bemannte Mondstation und die Ausbeutung der Bodenschätze des Erdtrabanten liegen seit langer Zeit in den Schubladen der Nasa. Das ehrgeizige Projekt scheiterte bislang an den immensen Kosten.