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Der Himmel fällt herunter

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NASA Forscher durchsuchen alte seismische Daten der Apollo Missionen um Hinweise auf Meteoriteneinschläge auf dem Mond zu finden.

Oben auf dem Mond, fällt der Himmel herunter.

"Jeden Tag treffen Meteoriten mit einer Masse von mehr als einer Tonne auf den Mond," sagt Bill Cooke vom Marshall Space Flight Center's Meteoroid Environment Office. Sie fallen buchstäblich vom Himmel, in allen Formen und Größen, vom Staubkorn bis hin zum voll ausgewachsenen Asteroiden und reisen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 160.000 km/h. Und wenn sie auftreffen, lösen sie sich nicht einfach auf harmlose Art und Weise in der Atmosphäre auf, wie dies auf der Erde zumeist der Fall ist. Auf dem luftlosen Mond treffen die Meteoriten auf dem Boden auf.

Die Apollo Astronauten wurden durch diese Geschosse nie belästigt. Die Mondoberfläche ist etwa so groß wie der Afrikanische Kontinent. "Wenn man die Einschläge über ein so großes Gebiet verteilt, ist die Wahrscheinlichkeit eines Treffers sehr gering," sagt Cooke. Es war von Vorteil, dass die Astronauten nie lange blieben: Alle Apollo Missionen zusammengerechnet waren sie weniger als 2 Wochen auf der Mondoberfläche. "Die Wahrscheinlichkeit eines Trefers während einer so kurzen Zeit war, wiederum, sehr gering." 

 Wie sieht es aber das nächste Mal aus? Ausgehend von der Vision for Space Exploration, wird die NASA Astronauten zurück zum Mond schicken um länger zu bleiben und größere Basen zu bauen (größere Ziele,) als es die Apollo Astronauten jemals taten. Die Wahrscheinlichkeit, dass etwas wichtiges getroffen wird steigt. Sollte sich die NASA Sorgen machen?

Das ist es was Cooke und die MSFC Kollegin Anne Diekmann versuchen herauszufinden.

Die Wahrheit ist, "wir wissen nicht wie viele Meteoriten den Mond täglich treffen," sagt er. "Unsere besten Schätzungen stammen vom 'Standard Meteoroid Model,' welches die NASA benutzt um Gefahren für die Raumstation und das Space Shuttle zu berechnen." Problem: Das Standard Modell basiert hauptsächlich auf Daten von der Erde, z.B. Satelliten Beobachtungen von Meteoriten, welche die obere Atmosphäre treffen und Beobachtungen von Meteoriten die über den Nachthimmel fliegen. "Das Standard Modell ist vielleicht nicht so gut auf den Mond zu übertragen."

Um Abschätzungen für den Mond machen zu können, "benötigen wir mehr Daten," sagt Cooke. Glücklicherweise gibt es weitere Daten. Sie stammen von Apollo:

Hinweise darauf, wie oft und schwer der Mond getroffen wird, stammen von den Daten der 4 Seismografen, welche die Apollo Missionen 12, 14, 15 und 16, in den Jahren 1969-1972, auf dem Mond platzierten. Sie arbeiteten bis die NASA sie 1977 abschaltete. Jahrelang nahmen die Seismografen alle Arten von Stößen und Schocks auf, inklusive 3.000 Mondbeben, 1.700 Meteoriteneinschlägen und 9 Raumschiffen, die absichtlich auf dem Mond abstürzten. All diese Daten wurden zur weiteren Analyse zur Erde gesendet. 

"Hier was interessant ist," sagt Cooke. "Von mehr als 12.000 aufgezeichneten Ereignissen, ist von wenigern als der Hälfte deren Ursache bekannt. Es gibt tausende von Erschütterungen, ausgelöst durch ... niemand weiß wodurch."

Er hat eine Ahnung: "Viele davon könnten Meteoriteneinschläge sein."

"Die Apollo Wissenschaftler waren sehr schlau," sagt Cooke, "hatten aber nicht den Vorteil moderne Computer zu besitzen. Wir haben sie." Cooke and Diekmann laden die alten seismischen Daten nun in die Rechner am MSFC, wo Berechnungen mit Geschwindigkeiten durchgeführt werden können, die vor 30 Jahren unvorstellbar erschienen, und die sehr schnell neue Algorithmen ausprobieren um ehemals unentdeckte Einschläge zu identifizieren.

Entscheidend für die Analyse sind die 9 vom Menschen ausgelösten Einschläge. "Die NASA brachte extra einige Raumschiffe zum Absturz auf dem Mond während die Seismografen arbeiteten," erklärt er. "Es waren die leeren Startmodule der Mondfähren (Apollo 13, 14, 15, 16 und 17)." Deren seismische Wellenformen zeigen den Forschern, wie ein Einschlag aussehen sollte.

Auch als im Jahr 1972 ein 1.100 kg schwerer Asteroid den Mond nördlich des Mare Nubium, im Meer der Wolken, traf. Es war ein großer Einschlag, der von allen 4 Stationen aufgezeichnet wurde. "Wenn wir uns die seismische Wellenform dieses Asteroiden ansehen," sagt Cooke, "sehen wir, dass sie die gleiche Charakteristik hat wie die vom Menschen verursachten Einschläge -- ein gutes Zeichen dafür, dass wir wissen, was wir da tun." 

Cooke und Diekmann jagen nach Einschlägen in den seismischen Aufzeichnungen der Apollo Daten, indem sie diese bekannten Wellenformen als Referenzen nehmen. Theoretisch sollten sie in der Lage sein, Erschütterungen zu finden, die von Objekten nicht größer als 10 Zentimetern und einem Gewicht von 1 kg, ausgelöst wurden. "Zehn Zentimeter klingt wenig, aber wenn ein 10 Zentimeter großer Asteroid mit kosmischen Geschwindigkeiten reist, kann er einen Krater verursachen, der so groß wie Ihr Schreibtisch ist."

Ausgehend vom Standard Modell treffen solche Meteoriten den Mond etwa 400 Mal pro Jahr -- mehr als einmal pro Tag. (Stellen Sie sich ein Bild von Afrika vor, in dem 400 Markierungen stecken.) Die Apollo Daten können diese Vorhersage ebenso überprüfen wie viele andere.

Die Analyse fängt gerade erst an. "Wir hoffen viele Einschläge zu finden," sagt er. Unabhängig von der entgültigen Anzahl wird ihre Arbeit jedoch einen Wert haben. "Wir entwickeln neue Algorithmen, um Meteoriteneinschläge in seismischen Daten zu finden." Vielleicht, glaubt Cooke, werden zukünftige Seismografen auf dem Mond und Mars aufgebaut um Beben und Einschläge aufzuzeichnen und wenn dann die Daten kommen, "sind wir bereit."

Quelle: Science@NASA

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