Seit Jahrzehnten vermuten Wissenschaftler die Existenz unterirdischer Höhlen auf dem Mond, ähnlich denen auf der Erde. Vermutungen über die Existenz von Gruben, die zu Höhlen führen, basierten auf Bildern der NASA-Mondorbiter, die die Mondoberfläche vor den Apollo-Missionen kartierten. Die Existenz einer solchen Grube wurde 2009 durch Aufnahmen des Kaguya-Orbiters der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA bestätigt. Seitdem wurden dank Bildern und Wärmemessungen der Oberfläche durch den Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) zahlreiche ähnliche Gruben auf dem Mond entdeckt. Diese durch Lava entstandenen Höhlen würden sowohl allgemeinen Schutz als auch Schutz vor den extremen Temperaturen und der Strahlung auf der Mondoberfläche bieten.
Ein internationales Wissenschaftlerteam hat mithilfe von Daten des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA Hinweise auf Höhlen unter der Oberfläche des Mondes entdeckt.
Bei einer erneuten Analyse von Radardaten, die 2010 mit dem Mini-RF-Instrument (Miniature Radio-Frequency) des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) erfasst wurden, entdeckte das Team Hinweise auf eine Höhle, die sich über 60 Meter vom Grund der Grube erstreckt. Die Grube befindet sich 370 Kilometer nordöstlich der ersten bemannten Mondlandestelle im Mare Tranquillitatis (Meer der Ruhe). Die genaue Ausdehnung der Höhle ist unbekannt, sie könnte sich aber über viele Kilometer unter dem Objekt erstrecken.
Diese vom Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA aufgenommenen Bilder zeigen eine Ansammlung von Vertiefungen auf dem Mond. Jedes Bild deckt einen Bereich von etwa 222 Metern Breite ab. NASA
Die NASA-Sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) hat entdeckt, dass in den Gruben des Mondes angenehme Temperaturen herrschen. „Die Analyse von Mini-RF-Radardaten ermöglicht es uns nun, die Ausdehnung dieser Höhlen zu bestimmen“, sagte Noah Petro, LRO-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.
Mondhöhlen könnten Astronauten als Schutzräume dienen und Aufschluss über die Entstehung der Mondlandung geben. Ähnlich den hier auf der Erde entdeckten Lavatunneln vermuten Wissenschaftler, dass Mondhöhlen entstanden, als flüssige Lava unter einem erkalteten Lavafeld floss oder sich über einem Lavastrom eine Kruste bildete und so einen langen, hohlen Tunnel hinterließ. Stürzt die Decke eines erstarrten Lavatunnels ein, öffnet sich eine fensterartige Öffnung, die möglicherweise den Zugang zum restlichen Höhleninneren ermöglicht.
Es mehren sich die Hinweise auf ein komplexes, gewundenes Netzwerk von Kanälen direkt unter der Mondoberfläche. Diese „Lavatunnel“ entstehen durch den unterirdischen Magmafluss aus alten Vulkanen. NASA
Die Mini-RF-Raumsonde wird vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, betrieben. Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, im Auftrag des Science Mission Directorate der NASA-Zentrale in Washington, D.C., betrieben. Der am 18. Juni 2009 gestartete LRO hat mit seinen sieben leistungsstarken Instrumenten eine Fülle von Daten gesammelt und so einen unschätzbaren Beitrag zu unserem Wissen über den Mond geleistet. Die NASA kehrt gemeinsam mit kommerziellen und internationalen Partnern zum Mond zurück, um die menschliche Präsenz im Weltraum auszubauen und neue Erkenntnisse und Fähigkeiten zu gewinnen.
„Wir vermuten seit einem halben Jahrhundert, dass ähnliche Höhlenkomplexe auf dem Mond existieren könnten, aber erst jetzt konnten wir erstmals beweisen, dass sie tatsächlich im Mare Tranquillitatis vorhanden sind. Diese Entdeckung wurde durch unser Mini-RF-Instrument an Bord des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ermöglicht, das Radarbilder dieser Mondregion, einschließlich der Bereiche mit den Höhleneingängen, aufgenommen hat“, erklärte Lorenzo Bruzzone, Professor an der Universität Trient, laut der Pressestelle der Universität.
Wie die Wissenschaftler erklären, haben sie in den vergangenen Jahrzehnten Dutzende dunkle Flecken auf Bildern der Mondoberfläche entdeckt, bei denen es sich möglicherweise um Eingänge zu großen Höhlen handelt, die in der Frühzeit des Mondes durch heiße Lavaströme entstanden sind. Es gab jedoch keine überzeugenden Beweise dafür, was zu vielen Debatten über die Beschaffenheit dieser Strukturen führte.
Italienische und amerikanische Wissenschaftler haben einen Algorithmus entwickelt, mit dem sie die Formen von Mondoberflächenstrukturen anhand von Radarbildern rekonstruieren können, die vom Mini-RF-Instrument an Bord des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) und anderer interplanetarer Sonden aufgenommen wurden. Mit diesem Verfahren analysierten die Wissenschaftler Daten, die Mini-RF bereits 2010 im Rahmen einer Studie des Mare Tranquillitatis (Meer der Ruhe) gesammelt hatte, wo die Apollo-11-Besatzung im Juli 1969 landete.
Berechnungen von Forschern haben ergeben, dass die Wände eines der sogenannten Grubenkrater, sehr tiefer Vertiefungen auf der Mondoberfläche, einen relativ langen und breiten Gang von etwa 25 bis 77 Metern Länge aufweisen. Dies deutet darauf hin, dass dieser Teil des Mare Tranquillitatis tatsächlich einen Höhlenkomplex, vermutlich eine Ansammlung von Lavatunneln, enthält.
Diese Entdeckung ist, wie Astronomen feststellen, besonders aus praktischer Sicht wertvoll, da solche Höhlenkomplexe ideale Standorte für den Bau von Mondbasen darstellen. Denn im Inneren dieser Lavatunnel herrschen deutlich stabilere Temperaturen als auf der Mondoberfläche, und sie sind zudem durch eine mehrere Meter dicke Gesteinsschicht vor kosmischer Strahlung und Mikrometeoriteneinschlägen geschützt, so das Fazit der Forscher.
Die Studie wird an der Marius-Hügel-Grube durchgeführt, die 2009 von der japanischen Mondsonde Kaguya entdeckt wurde. Die Grube ist auf den Bildern der Sonde deutlich zu erkennen. Forscher vermuten jedoch, dass es sich um mehr als nur ein großes Loch in der Mondoberfläche handelt. Sie gehen davon aus, dass die Grube mit einer riesigen unterirdischen Höhle verbunden ist, die wahrscheinlich durch uralte Lavaströme entstanden ist. Sollte sich dies bestätigen, könnte es Aufschluss über die Geschichte der vulkanischen Aktivität auf dem Mond geben.
Um dieses Rätsel zu lösen, wählte die NASA das Projekt GIMLI (Geophysikalische Instrumente für die Mondgrube Marius). GIMLI wurde zusammen mit zwei weiteren Programmen ausgewählt, die unser Verständnis des Mondes erweitern sollen, um die geplante Mondbasis der NASA in der Nähe des Südpols besser zu unterstützen.
„Die Wissenschaftsabteilung der NASA entwickelt einen umfassenden interplanetaren Überlebensleitfaden, um sicherzustellen, dass die wissenschaftliche Forschung zuerst auf der Mondoberfläche durchgeführt wird und künftigen Astronautenteams die notwendigen Informationen, Ressourcen und Sicherheitsvorkehrungen für das Überleben einer Nacht auf dem Mond zur Verfügung gestellt werden“, sagte Niki Fox, stellvertretende Leiterin des Wissenschaftsdirektorats der NASA, in einer Erklärung.
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„Die Bestätigung der Existenz einer großen Lavahöhle würde uns Aufschluss darüber geben, wie vulkanische Aktivität auf dem Mond ablief“, erklärte Gareth Morgan, stellvertretender Projektleiter des GIMLI, in einer separaten Stellungnahme. „Lavahöhlen sind ein häufiges Merkmal basaltischer Vulkane auf der Erde. Der Fund einer solchen Höhle auf dem Mond würde es uns ermöglichen, unser Wissen über irdische Höhlen zu nutzen, um die Geschichte des Mondes besser zu verstehen.“
Steinbruch Marius Hills auf der Mondoberfläche. NASA/GSFC/Arizona State University
Sollten Forscher die Existenz dieser Lavahöhle bestätigen, könnten Astronauten sie potenziell als natürlichen Schutzraum auf der Mondoberfläche nutzen. Diese durch Lava entstandenen Höhlen böten sowohl allgemeinen Schutz als auch Schutz vor den extremen Temperaturen und der Strahlung, die typisch für die Mondoberfläche sind. Lavahöhlen könnten zudem als eine Art sicherer „Bunker“ dienen, in dem zukünftige Astronauten vor Mikrometeoriten fliehen könnten. Obwohl eine zukünftige Mondbasis wahrscheinlich künstliche Unterkünfte umfassen wird, stellen natürliche Höhlen eine unglaubliche, bereits vorhandene Ressource für Astronauten dar.
GIMLI wird direkt auf der Mondoberfläche operieren und diese nach Anzeichen von Lavatunneln absuchen. Dieses Forschungsprojekt wird vom gemeinnützigen Planetary Science Institute (PSI) vorgeschlagen und vom NASA-Programm „Payload and Lunar Surface Survey“ (PRISM) finanziert.
Im Rahmen der Studie arbeitet das Unternehmen mit Honeybee Robotics zusammen, um die benötigten Geräte und Instrumente zu entwickeln. Diese Ausrüstung wird im Rahmen des NASA-Programms „Commercial Lunar Payloads Services“ mit Lander und Rover zum Mond transportiert. Die gesammelten Daten werden von einem Team unter der Leitung von Tan Putzig, stellvertretender Direktor und leitender Wissenschaftler von PSI, analysiert. Die Arbeit von PSI erfolgt in Partnerschaft mit der Norwegischen Raumfahrtagentur.
Von der Mondoberfläche aus wird GIMLI mithilfe von Bodenradar, seismischen Sensoren und einem Gravimeter Daten sammeln, um die Vorgänge unter der Oberfläche besser zu verstehen. Diese Messungen ermöglichen es GIMLI, festzustellen, ob eine unterirdische Lavahöhle existiert und, falls ja, wie groß sie ist. Wird sie die gesamte Astronautencrew aufnehmen können? Das bleibt abzuwarten.
Die von amerikanischen und italienischen Wissenschaftlern entdeckte Höhle unter der Mondoberfläche hat Vor- und Nachteile. Eine Basis dort wäre sehr schwer zugänglich und die Versorgung der Astronauten mit Ressourcen und Ausrüstung gestaltete sich schwierig, erklärte Maxim Litvak, Leiter eines Labors am Institut für Weltraumforschung (IKI) der Russischen Akademie der Wissenschaften, gegenüber RIA Novosti.
Die Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichte kürzlich eine Studie eines US-amerikanisch-italienischen Forscherteams, das Hinweise auf eine von der Oberfläche aus zugängliche Mondhöhle entdeckte. Diese könnte Menschen vor den extremen Bedingungen auf dem Mond schützen und als Basis für eine menschliche Besiedlung dienen. Laut der Studie führt eine Grube im Mare Tranquillitatis zu einer etwa 45 Meter breiten und 77 Meter langen Höhle. Sie befindet sich rund 150 Meter unter der Mondoberfläche.
„Was die Nachteile angeht, erstens kennt jeder Abenteuer- oder Horrorfilme, in denen Menschen in Höhlen hinabsteigen, und das geht meistens nicht gut aus. Auch hier muss man über 100 Meter hinabsteigen, und dann weiß man nicht, wie es am Hang aussieht. Auf der Erde ist der Abstieg für Bergsteiger nicht einfach, aber hier muss man die Ausrüstung in Raumanzügen transportieren. Man kann nicht Unmengen an Ausrüstung mitnehmen; man braucht spezielle Kräne und Winden. So einfach ist das nicht“, sagte Litvak.
Der Mond. Archivfoto.
Außerdem sei noch immer unklar, was sich im Inneren der Höhle befinde, sagte er. Möglicherweise sei sie mit Gestein – Lavagestein – übersät. Der Wissenschaftler nannte den Mangel an Ressourcen als weiteres Problem. Konkret gebe es dort kein Trinkwasser, keinen Sauerstoff zum Atmen und keinen Wasserstoff als Brennstoff.
Gleichzeitig stellte er fest, dass Eis in den Polarregionen des Mondes, in der Nähe von permanent beschatteten Kratern, vorkommt. Die Mondmaria, in denen sich die entdeckte Höhle befindet und in denen ähnliche, durch Lavaströme entstandene Hohlräume zu finden sein könnten, liegen in vulkanischen Gebieten praktisch am Mondäquator.
Laut Litvak liegen die Vorteile einer solchen Höhle darin, dass sie tief genug liegt, wodurch die Temperatur im Inneren stabil ist – sie bleibt bei etwa null Grad Celsius, anstatt wie an der Oberfläche um über 200 Grad zu schwanken. Außerdem dringt Strahlung, einer der größten Gefahrenfaktoren für zukünftige Mondmissionen, nicht in diese Tiefe vor.
Litvak erklärte außerdem, dass bereits etwa 200 solcher potenzieller Höhlen entdeckt worden seien, doch nur in diesem Fall könne man mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass eine wirklich große Höhle gefunden wurde. Laut dem Wissenschaftler analysierten seine westlichen Kollegen Daten der hochauflösenden Kamera, mit der die Grube entdeckt worden war, sowie des Radars, mit dem man unter die Oberfläche blicken kann. Sie untersuchten zahlreiche verschiedene Modelle, und die präziseste Interpretation deutet auf die Existenz genau einer solchen Höhle hin.
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