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25.06.09 · 20:18 Uhr

Raumsonden der Woche: LCROSS und LRO

Kategorie: Naturwissenschaften·Technik  ·  Kommentare: 1

Am 18. Juni starteten planmäßig zwei amerikanische Raumsonden. Ziel ist ein mehr oder weniger langes Rendezvous mit dem Mond ;-)

Raumsonden:
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) (Hauptsonde)
Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) (Begleitsonde). In Folge werde ich vor allem etwas über LCROSS erzählen. (4)
Raumfahrtagentur: NASA
Start: 18. 06. 2009 an Bord einer Altlas V-Rakete.
Orbit: LCROSS wird gar nicht lange in einen Orbit einschwenken, sondern eine kleine Rakete zum Mond schicken und vier Minuten später ebenfalls auf dem Mond einschlagen. Hier ist eine ausführliche mit Bildern und Videos dokumentierte Schilderung des ersten Mond-Swing-Bys.
LRO wird einen 50 km hohen kreisrunden Orbit über die Pole fliegen. Am Dienstag dieser Woche ist die Sonde bereits angekommen. Bis zum 27. Juni werden noch einige Korrekturmanöver geflogen, so dass die Sonde ihren regulären Betrieb aufnehmen kann.
Nutzlast:
LCROSS - 585 kg Nutzlast
LRO -Etwas über 1000 kg Nutzlast.

Maße:
LRO - etwa 2,7 x 2,6 Meter.
LCROSS - 2 m lang. Die Basis hat einen Durchmesser von 2,6 m. Die Centaur Rakete auf LCROSS hat eine Länge von 12,7 m und einen Durchmesser von 3 Metern.

Ziele:
LRO: Erkundung von Landeplätzen und möglichen Rohstoffen als Grundlage für den Unterhalt einer permanenten Mondbasis. Erkundung möglicher Gefährdung durch Strahlung und Test von neuen Geräten in Mondumgebung.
LCROSS: Bestätigung von Wasservorkommen in Kratern an den Mondpolen, die niemals von der Sonne beschienen werden.

Instrumente:
LRO:
- CRaTer (Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation). Kosmische Strahlungsteleskop
- DLRE (Diviner Lunar Radiometer Experiment); Temperaturmessung der Oberfläche
- LAMP (Lyman Alpha Mapping Project), Suche nach Wasserstoff-Emissionslinie im UV d.h. Anzeichen für Eis oder Frost
- LEND (Lunar Exploration Neutron Detector); Suche nach Neutronen, die in Interaktion zwischen Kosmischer Strahlung und lunarem Wasserstoff entstehen.
- LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter), Geländevermessung mit Laser.
- LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter Camera), eine Kamera mit 3D- und Weitwinkelaufnahmemodus.
- Mini-RF. Radarinstrument zur Bodenerkundung. Z.B. auf der Suche nach Eis.
LCROSS:
- Verschiedene Kameras für den sichtbaren Lichbereich (1), Nah- und Mittelinfrarot (je 2).
- Ein Spektrometer für den sichtbaren Lichtbereich und zwei für das Nahinfrarot.
- Photometer für die Aufzeichnung des Lichtblitzes beim Einschlag der Centaur Rakete.

Missionsdauer:
LRO - Mindestens ein Jahr. Kann um drei Jahre verlängert werden.
LCROSS - Bis zum 9.10. 2009

Das Start-Video ist extrem cool. Das ist doch mal was ganz anderes, als in irgendwelche Kontrollstationen zu schauen und den kleinen Punkt auf dem Bildschirm zu verfolgen. Wie das beim Herschel/Planck-Start der Fall war. Mir ist aufgefallen, dass man ab Minute 2:30 ziemlich gut sehen kann, wie die Luft mit zunehmender Höhe immer dünner ist. Man muss den verbrennenden Treibstoff hinten im Auge behalten. Die Flammen verblassen immer mehr und mehr und etwa ab Minute 3:20 sieht man nur noch rauchige Umrisse der ausgestoßenen Gases. Wie kommt das denn zustande?

Bild (NASA, Künstlerische Darstellung): LRO im Mondorbit soll den Mond für eine Wiederaufnahme der bemannten Mondlandungen erkunden.

Es soll der erste Schritt zur Rückkehr zum Mond sein. Ansonsten laufen wir Gefahr, dass uns langsam alle Menschen wegsterben, die jemals auf dem Mond waren. Das wäre doch ein ziemliches Armutszeugnis für die Menschheit. Was sagt denn das über uns aus? "Ach ja, wir waren auf dem Mond. War schon erhebend. Aber dann haben wir irgendwie das Interesse verloren."

LCROSS - Quickie mit dem Mond

Bild (NASA): Künstlerische Darstellung. LCROSS wirft die Centaur Stufe ab, die zuerst auf dem Mond einschlagen soll.

LCROSS hat eine kleine Raketenstufe namens Centaur an Bord. Dieser wird aus einem elliptischen Erdorbit gegen den Mond geschossen. Dieser soll vor der eigentliche Sonde den Mond treffen. Am 9.10.2009 um 11:30 UT +- 30 Minuten soll der erste Einschlag am Südpol erfolgen. Vier Minuten später soll dann der Rest von LCROSS durch die aufgeworfene Staubwolke fliegen, Proben analysieren, Beobachtungen tätigen, die Daten zur Erde funken und ebenfalls einschlagen. Das Ereignis soll bereits mit relativ kleinen Teleskopen von der Erde aus zu sehen sein. Bereits 25-30 cm-Teleskope könnten es sehen. Und jepp, die NASA unterstützt aktiv Amateur-Astronomen: LCROSS- Oberservation Campaign).

Der genaue Einschlagsort wird erst 30 Tage vorher ausgewählt. Zwei Wochen vorher wird die Zeit auf die Sekunde genau angegeben.

Von Europa aus wird wohl nichts zu sehen sein:

Bild (NASA): Auflistung der an der Beobachtung teilnehmenden professionellen Sternenobservatorien.

Daneben werden auch das Hubble Space Teleskop, der zeitgleich mit LCROSS gestartete Mondorbiter LRO und außerdem die indische Mondsonde Chandrayaan-1 (1) bei dem Doppel-Rendezvous zuschauen (2).

Der Einschlag selbst wird vermutlich gar nicht zu sehen sein, weil der Krater zu tief sein wird. Viel spannender ist aber die aufgeworfene Trümmerwolke. Wenn der Krater wirklich Eis enthalten sollte, dann sollte man natürlich typischerweise in den Trümmern Wasser oder die Einzelteile Wasserstoff und Hydroxyl (also OH) finden oder wenigstens wasserhaltiges Gestein.

Bild (NASA): Das ist das, was die Forscher hoffen zu sehen. Wenn es denn Eis in dem Krater geben sollte.

Die lange Suche nach Wasser auf dem Mond

1994: Ja, wir haben Eis gefunden.
Angeleiert hat die Suche nach Eis an den Mond-Südpolen die NASA-Sonde Clementine. Die hat 1994 ein so genanntes bistatisches Radar-Experiment an durchgeführt: Ein Radiosignal wurde in einen Krater am Südpol geschickt und das reflektierte Signal auf der Erde aufgefangen. Man kann also mit den Radiowellen sozusagen den Mondboden abtasten. Das auf der Erde empfangene Signal sah jedenfalls so aus, als ob es von Eis reflektiert würde. Das erschien auch irgendwie sinnvoll. Die Erde hat Wasser. Wieso sollte der Mond nicht irgendwann im Laufe seiner Entstehung nicht auch Wasser gehabt haben? Zwar sollte der Großteil des Wassers inzwischen in den Tiefen des Alls entschwunden sein, aber an den Polen in tiefen Kratern, da wo nie die Sonne scheint, da könnte sich vielleicht Eis halten.

1997: Arecibo an Clementine: Nein, habt Ihr nicht.

Leider konnten weitere Experimente, bei denen diesmal die Radiowellen vom größten Radioteleskop der Welt Arecibo gesendet und empfangen wurden, das nicht bestätigen.

Bild: Radarbild in grau der beiden Mondpole auf eine Karte projiziert. Die Grautöne geben die Stärke des reflektierten Radarsignals an. (3) Die Wissenschaftler folgerten, dass Clementine eher die rauhe Oberfläche mit Eis verwechselt hat. 2003 haben sie noch schön Salz in die Wunde gestreut.

Allerdings sagte Bruce Campbell vom Center for Earth and Planetary Studies an der Smithsonian Institution zu der erneuten Nullmeldung."If there is ice at the poles, the only way left to test it is to go there directly and melt a small volume around the dust and look for water with a mass spectrometer." So etwas ähnliches soll LCROSS auch machen. Sie ist allerdings nicht die erste Sonde mit diesem Ziel.

5. März 1998: Ja, wir haben Wasser. Oder zumindest Teile davon.

Das zumindest wurde damals vom Lunar Prospector-Team verkündet. Eigentlich hat das Neutronen-Spektrometer "nur" Wasserstoff gefunden. Das kann, muss aber kein Hinweis auf ehemalige oder jetzige Wassereisvorkommen sein. Auch wenn die damalige Pressemitteilung so klingt, als ob die demnächst auf den Mond ziehen würden, um da eine Eisfabrik aufzumachen. Meine Fresse, haben die das damals übergeigt.

Bild (NASA, Lunar Prospector): Wasserstoff-Konzentration im Mondgestein.

31. Juli 1999: Nö. Kein Eis.

Das kann, muss aber nicht auf Wasser hindeuten. Am 31. Juli 1999 ist dann Lunar Prospektor selbst am Südpol in einen Krater gecrasht. Ohne einen Hinweis auf Wasser aufzuwirbeln.

2008: Ja, die Apollo-Astronauten haben verstecktes Mondwasser zur Erde gebracht

Sie wussten es damals nur noch nicht und es sollte über 30 Jahre dauern, bis die Technik so weit fortgeschritten war, um zu dieser Erkenntnis zu gelangen. Erst letztes Jahr kam eine Arbeit heraus, die nach neuerer Analyse der Mondproben nahe legte, dass der Mond nach seiner Bildung mitnichten furztrocken war.

Im Jahr 2009 soll also LCROSS es entscheiden, ob nicht vielleicht doch in einem tiefen Krater Eis verborgen ist. Ich persönlich würde jedenfalls nicht mein Haus auf Mondeis wetten. Selbst wenn ich eins hätte.
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(1) Ja, die gibt es auch noch.
(2) Ja, ich weiß. Wenn ich zu Kalauern neigen würde, wäre das jetzt der Einstieg für einen wirklich dreckigen Witz. Aber wie ich meine Leser kenne, werdet Ihr Euch sowieso Euern Teil denken bzw. in den Kommentaren posten ;-P
(3) Science 6 June 1997:
Vol. 276. no. 5318, pp. 1527 - 1530
DOI: 10.1126/science.276.5318.1527
Arecibo Radar Mapping of the Lunar Poles: A Search for Ice Deposits
(4) Das fällt mir ja erst zum Schluss auf. Wetten, dass die Forscher daran dachten, als sie die Sonde benannten?

Autor: Ludmila Carone· 1 Kommentar· Permalink· Trackback-URL

Tags: Clementine· LCROSS· LRO· Lunar Prospector· Mond· NASA· Raumfahrt· Wasser