Der 21 Kilometer große Einschlagskrater Shackleton könnte in seinem Inneren einen Schatz bergen: Wasser.
Foto: NASA's Scientific Visualization Studio

Im Fachjournal "Nature Astronomy" sind zwei neue Studien erschienen, denen zufolge es noch mehr Wasservorkommen auf dem Mond geben könnte als gedacht: zum einen in molekularer Form, zum anderen als Eis in sogenannten Kältefallen. Nutzbare Wasservorkommen auf dem Erdtrabanten würden künftige Mondmissionen und insbesondere den Aufbau und Betrieb eines dauerhaften Stützpunktes begünstigen.

Die lange Suche nach Wasser

Anzeichen dafür, dass der Mond nicht wie früher vermutet durch und durch trocken ist, gibt es seit den 1990er Jahren. Eine Reihe von Missionen untersuchte in der Folge den Mond mit verschiedenen Methoden, der Durchbruch gelang der indischen Raumsonde Chandrayaan-1 im Jahr 2008 durch die Analyse der Infrarotspektren der Mondoberfläche. Eine weitere Auswertung ihrer Daten zehn Jahre später bestätigte die Hoffnungen: An einigen Stellen der lunaren Oberfläche gibt es Wasser in Form von Eis.

Da Eis auf dem praktisch atmosphärelosen Mond bei Erwärmung sofort sublimieren würde, kann es sich nur in sogenannten Kältefallen halten: Stellen, die nie vom Sonnenlicht erreicht werden, etwa am Grund von Einschlagskratern. Und laut der ersten der beiden neuen Studien dürfte es weit mehr solcher Stellen geben als gedacht.

Überall Schatten

Ein Team um Paul Hayne von der University of Colorado in Boulder suchte gezielt nach Kratern, Spalten und kleinen Flächen, in denen Wassereis vorkommen könnte. Aus Daten der NASA-Sonde Lunar Reconnaissance Orbiter leiteten die Forscher Modelle ab, denen zufolge auf dem Mond eine Gesamtfläche von 40.000 Quadratkilometern in ständigem Schatten liegen könnte – verteilt auf unzählige Mikro-Kältefallen. Das ist etwa doppelt so viel wie in früheren Studien angenommen. Die meisten dieser Regionen liegen den Forschern zufolge in den Polregionen des Mondes, 60 Prozent der Fläche verorten sie auf seiner Südhalbkugel.

Die Südpolregion des Mondes auf einer Aufnahme aus dem Jahr 2009. Einschlagskrater haben dort einige extrem kalte Regionen geschaffen, in denen sich Wassereis halten könnte.
Foto: AP photo/NASA

"Wenn man sich vorstellt, auf der Mondoberfläche nahe einem der Pole zu stehen, würde man überall Schatten sehen", sagt Hayne. "Viele dieser kleinen Schatten könnten voller Eis sein." Als Beispiel für größere Zonen mit Wassereis nennen die Forscher den Shackleton-Krater am Südpol, der mehr als vier Kilometer tief ist. Große Teile des Kraterinneren liegen in ewigem Schatten.

Die zweite Form

In der zweiten Studie analysierten Forscher um Casey Honniball von der University of Hawaii in Honolulu Daten des Stratosphären-Observatoriums für Infrarot-Astronomie (SOFIA), einer von der NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zum fliegenden Teleskop umgebauten Boeing 747.

Bei der Untersuchung des Clavius-Kraters im Süden des Erdtrabanten fanden sie Hinweise auf Wassermoleküle. Diese könnten überwiegend in Glaskügelchen oder in Spalten zwischen Geröll auf der Oberfläche konserviert sein, vermuten sie. Generell gehen sie davon aus, dass Wassermoleküle in polnahen Gegenden eher vorkommen als in anderen Regionen, die näher am Mondäquator liegen.

Um von künftigen Mondkolonisten genutzt werden zu können, müssen die lunaren Wasserressourcen aber nicht nur ausreichend groß, sondern auch erreichbar sein. Vor einem Jahr kündigte die NASA an, dass sie einen neuen Rover namens Viper ("Volatiles Investigating Polar Exploration Rover") zum Mond schicken will. Er soll die besonders aussichtsreichen Eisvorkommen nahe dem lunaren Südpol für ihre Verwertbarkeit in Augenschein nehmen. Sein Start ist nach aktuellem Stand für November 2023 geplant. (red, 26. 10. 2020)