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Apollo 11 stiess das Tor zum Mond auf - und zur Sonne

Noch vor der amerikanischen stand eine Schweizer «Flagge» auf dem Mond: Mit einer Folie der Uni Bern sammelten die Astronauten Sonnenwind-Teilchen, die Berner Forschende zurück auf der Erde analysierten. So war die Reise zum Mond indirekt auch eine zur Sonne.

20.07.2019 / 08:15 / von: sap/sda
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Edwin «Buzz» Aldrin war der zweite Mensch auf dem Mond (Bild: NASA)

Edwin «Buzz» Aldrin war der zweite Mensch auf dem Mond (Bild: NASA)

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Die Zeit war knapp auf der Mondoberfläche. Kaum war Edwin «Buzz» Aldrin aus der Landefähre «Eagle» ausgestiegen, entrollte er das Sonnenwindsegel der Universität Bern. Erst einige Minuten später kam die US-Flagge an die Reihe. Es war eines der weniger Experimente an Bord der Apollo-11-Mission. Insbesondere verdankten die Berner Forschenden diese Chance dem Umstand, dass ihre Folie leicht und das Experiment so einfach war: ausrollen, aufstellen und am Schluss wieder einrollen und zurück zur Erde bringen.

Fokus des Experiments war dabei nicht der Erdtrabant selbst, sondern ein deutlich fernerer Himmelskörper: die Sonne. Diese sendet einen stetigen Strom von Teilchen ins All, der als Sonnenwind auch auf den Mond trifft und die Zusammensetzung unseres Zentralgestirns verrät.

Auf der Erde liess sich der Sonnenwind nicht untersuchen - das Magnetfeld schützt die Erdoberfläche und hält die Teilchen ab. «Die Mondmission der Nasa war eine günstige Gelegenheit, den Sonnenwind ausserhalb des Erdmagnetfelds einzufangen und somit eine Probe von der Sonne zu nehmen», erklärte Peter Wurz von der Universität Bern im Gespräch mit der Nachrichtenagentur Keystone-SDA.

Auf der Jagd nach Sonnenteilchen

Das Sonnenwindsegel war im Prinzip eine Alufolie, in der die Partikel des Sonnenwinds stecken blieben. In Bern konnte das Forschungsteam um Johannes Geiss anschliessend die Teilchen durch «Auskochen» herauslösen und analysieren. Im Fokus standen dabei insbesondere Edelgase. «Weil Edelgase chemisch extrem stabil sind, geben diese Teilchen Auskunft über das frühe Sonnensystem», so Wurz.

Video der Mondlandung:

Aber neben der Analyse des Sonnenwinds war die Universität Bern auch am Mond selbst interessiert. Die Apollo-Missionen brachten insgesamt etwa 300 Kilogramm Mondgestein und -staub zurück zur Erde. Als eine der wenigen Institutionen in Europa durfte sich auch die Uni Bern zu den Glücklichen zählen, die Mondgesteinproben von Anfang an mit analysieren durften, wie Otto Eugster gegenüber der Keystone-SDA erzählte.

Grund dafür war die Expertise der Berner Forschenden bei der Datierung und Analyse von Meteoriten durch Massenspektrometrie. «Dank dieser Expertise für extraterrestrisches Material bekamen wir Zugang zu Mondgesteinproben», so Eugster, der jahrelang für die Koordination mit der Nasa zuständig war.

Gab es Leben auf dem Mond?

Es ging um grosse Fragen bei diesen Gesteins-Analysen: Finden sich auf dem Mond Spuren von vergangenem Leben? Existieren dort die gleichen Elemente wie auf der Erde oder andere? Und wie alt sind diese Steine, die die Astronauten unter anderem vom Rand von Einschlagskratern einsammelten?

«Man wusste nicht, ob das Mondgestein vielleicht gefährliches beinhaltet, zum Beispiel Bakterien, die die Erde verseuchen könnten.» Das Material kam daher zunächst in Quarantäne. «Man hat es Mäusen zum Fressen gegeben. Die mochten das sogar gern und hatten keine Probleme», erzählt der Physiker. Schnell zeigten auch weitere Analysen, dass es auf dem Mond keine Spur von Leben gab.

Neue Elemente entdeckten die Forschenden auf dem Erdtrabanten ebenfalls nicht. Tatsächlich aber ein Mineral, das auf der Erde nicht existiert. «Für Geologen war das ein fantastischer Fund», so Eugster. Benannt wurde es zu Ehren der Apollo-11-Astronauten «Armalcolit», zusammengesetzt aus den Anfangsbuchstaben der Nachnamen Armstrong, Aldrin und Collins.

Beim Isotopenverhältnisse unterschied sich der Mond hingegen deutlich von der Erde. «Vom Helium-3-Isotop existiert auf dem Mond rund 300 mal so viel wie auf der Erde», so Eugster. Dies geht auf den erwähnten Sonnenwind zurück: ähnlich wie in der mitgebrachten Folie bleiben die Sonnenwindteilchen im Mondstaub stecken, und so reichert sich Helium-3 auf der Mondoberfläche an.

Dass Raumfahrtnationen wie die USA und China seit einigen Jahren wieder den Mond verstärkt im Fokus haben, dürfte unter anderem am Helium-3 liegen. Eugster ist überzeugt, dass Raumfahrer dieses Isotop in Zukunft industriell abbauen, auf die Erde bringen und man es hier als hocheffiziente Energiequelle nutzen werde.

Zwischenstation für Mars-Missionen

Ausserdem stellt der Mond eine vielversprechende Zwischenstation auf dem Weg zum Mars dar: «Es bräuchte viel weniger Energie, vom Mond mit seinem schwächeren Gravitationsfeld aus Mars-Missionen zu starten als von der Erde», so Eugster. Zudem könnte man auf der erdabgewandten Seite des Mondes Teleskope installieren, die dort frei von Störungen durch irdische Radiowellen wären, fügte Wurz hinzu.

Abgesehen davon gäbe es auch auf dem Mond noch einiges zu erforschen: Die Apollo-Missionen landeten alle rund um den Äquator und auf der erdzugewandten Seite. Auch die bisherigen unbemannten Sonden eingeschlossen haben Forschende nur rund ein Zwanzigstel der Mondoberfläche direkt erforscht.

Neue Mondmissionen sollen daher das Bild vervollständigen. Anfang des Jahres landete China erstmals eine Sonde auf der erdabgewandten Seite des Erdtrabanten und schrieb damit Raumfahrtgeschichte: Chang'e 4 setzte in der Nähe des Mond-Südpols auf. Der mitgebrachte Rover «Yutu-2» erforscht nun die Mondoberfläche.

Uni Bern weiterhin dabei

Auch die Uni Bern ist an neuen Mondmissionen beteiligt, wie Wurz berichtet. Allerdings sollen Gesteinsanalysen künftig mit kompakten Messgeräten direkt auf der Mondoberfläche stattfinden. So zum Beispiel bei einer geplanten Mission der russischen Raumfahrtagentur Roscosmos für 2024 mit Beteiligung der Uni Bern. Dabei geht es unter anderem um Untersuchungen an Wassereis in der Nähe des Mond-Südpols.

Ausserdem sei man mit China in Verhandlungen zu einer möglichen Beteiligung der Uni Bern an «Chang'e 6», so Wurz. Ebenfalls für 2024 ist er mit der Nasa im Gespräch, die dann wieder Menschen auf dem Mond landen lassen möchte - unter anderem die erste Frau. «Allerdings stehen wir da noch ganz am Anfang der Gespräche.»

Hier

geht es zur RADIO TOP Serie zur Mondlandung.

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