Mehr Eis auf dem Mond

Schon in einer Tiefe von nur zehn Zentimetern könnte es in vielen Regionen an den Polen des Mondes gefrorenes Wasser geben - selbst dort, wo die Sonne scheint. Zu diesem Schluss gelangt ein Forschungsteam aus Indien nach Auswertung von Daten der Mondsonde «Chandrayaan-3». 

Das Landegerät der Raumsonde hatte die Temperaturen im Mondboden untersucht und war dabei auf überraschend starke Schwankungen gestoßen, wie die Wissenschaftler im Fachblatt «Communications Earth & Environment» berichten.

«Der Abbau von Eis ist ein entscheidender Schritt, um bemannte Stationen auf dem Mond zu unterhalten», schreibt das Team um Durga Prasad vom Physical Research Laboratory in Ahmedabad. Aus dem Eis ließe sich nicht nur Trinkwasser gewinnen, sondern auch Sauerstoff zum Atmen sowie Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoff für Raumfahrzeuge.

Eis auch im ewigen Schatten

An den Polen des Mondes gibt es zahlreiche Gebiete innerhalb von Kratern, die im ewigen Schatten liegen. Dort hat sich vermutlich über Jahrmillionen hinweg Eis angesammelt. Deshalb gelten die Pole als attraktiver Standort für bemannte Mondstationen. Die Ergebnisse der Untersuchungen von Prasad und seinem Team machen die polaren Regionen jetzt sogar noch attraktiver.

Die Landesonde «Vikram» von «Chandrayaan-3» setzte am 23. August 2023 am Rand der südpolaren Mondregion auf. Mit an Bord: das Experiment ChaSTE, das - erstmalig seit den «Apollo»-Missionen in den 1970er Jahren - Temperaturmessungen in den oberen Schichten des Mondbodens durchführen konnte. 

Sehr unterschiedliche Temperaturen im Boden

Bei der Auswertung der Daten stieß das indische Team auf eine Überraschung: In zehn Zentimetern Tiefe lag die Höchsttemperatur im Mondboden bei 82 Grad Celsius, und damit um 24 Grad höher als auf Basis der «Apollo»-Daten erwartet. 

Mehr noch: Eine weitere Messung im Abstand von nur einem Meter lieferte eine um 23 Grad niedrigere Tageshöchsttemperatur. Mit derart kleinräumigen Schwankungen der Temperatur hatten die Forschenden nicht gerechnet. 

Doch rasch gelangten sie zu einer Erklärung: Während die zweite Messung auf flachem Boden stattfand, war der Mondboden am Ort der ersten Messung um sechs Grad Richtung Sonne geneigt und konnte sich deshalb stärker erwärmen.

Modell berechnet weitere Temperaturen

Die Neigung des Mondbodens spiele also offenbar eine bislang unterschätzte Rolle für die Temperatur unmittelbar unter der Mondoberfläche, schreibt das Team. Die Forschenden entwickelten ein Modell, um die Temperaturen in Abhängigkeit von der Neigung des Bodens zu berechnen. 

Das Ergebnis überraschte sie erneut: In den polaren Regionen reicht bereits eine Neigung von 14 Grad gegen die Sonne aus, um in zehn Zentimetern Tiefe die Temperatur dauerhaft unter den Gefrierpunkt sinken zu lassen. Dort also könnte sich Eis halten.

Menschen sollen Region am Südpol bald betreten

Das Fazit: Nicht nur in den im ewigen Schatten liegenden Kratern könnte es gefrorenes Wasser geben, sondern auch dicht unter der Oberfläche in weiten Gebieten mit ausreichender Neigung - und hier wäre das Eis auch, wie die Forschenden betonen, viel leichter abzubauen. 

Das sind gute Aussichten für die geplanten «Artemis»-Missionen, die in wenigen Jahren Astronautinnen und Astronauten zum Mond bringen sollen. Die erste Landung ist dabei in der Südpolregion geplant.