Nur eine Seite des Mondes tatsächlich steht die Erde, und es ist erschütternd zu denken, dass nur 40 Jahren hatten wir keine Ahnung, was die andere Seite aussah. Es dauerte das Aufkommen der modernen Optik, um Details auf der nahen Seite zu enthüllen.
Als Galileo 1609 zum ersten Mal ein Teleskop zum Mond drehte, entdeckte er eine Oberfläche mit großen kreisförmigen Löchern (Kratern).,
Die meisten Mondstudien haben sich darauf konzentriert zu verstehen, was diese seltsamen Löcher sind, wie sie sich gebildet haben und was sie für die Entwicklung des Mondes bedeuten.
Die Krater und ihre Tiefen haben bei der Berechnung des Satellitenalters eine große Rolle gespielt.
Während des Weltraumrennens der 1960er Jahre unternahmen Wissenschaftler konzertierte Anstrengungen, um das Verständnis des Mondes für die Landung von Menschen auf seiner Oberfläche zu verbessern.,
Eine Reihe von Robotersonden stürzte im Rahmen der Vorstufen des Apollo-Projekts unterschiedlich auf, umkreiste und landete auf seiner staubigen Oberfläche, um die Astronauten, die folgen würden, zu testen.
Von diesen Missionen, fanden wir, dass der Mond eine staubige, gesteinsübersäte Oberfläche hat.,
Die Krater sind groß – von großen Becken, die sich über Tausende von Kilometern erstrecken, bis hin zu winzigen mikroskopischen Merkmalen von weniger als einem Millionstel Meter Durchmesser.
Von allen entdeckten geologischen Prozessen kann nur die Kollision fester Objekte (Stöße) einen solchen Bereich erzeugen.
Vor 1969 fanden Wissenschaftler auch heraus, dass die dunklen, glatten Ebenen der Lava (Mondlandung) große Teile der nahen Seite bedecken, aber auf der anderen Seite des Mondes seltsamerweise weniger ausgedehnt sind.,
Chemische Tests der Oberfläche durch weiche Lander zeigten die eisen – und magnesiumreiche Zusammensetzung von Basalt, der häufigsten Art von vulkanischer Lava auf der Erde.
Die bemannten Missionen
Sechs Apollo-Missionen landeten zwischen 1969 und 1972 auf einem kleinen Gebiet auf der nahen Seite des Mondes (von denen die berühmteste offensichtlich Neil Armstrongs Apollo 11 war) Rückkehr mit über 382kg Felsen und Erde.
Darüber hinaus machten die Besatzungen Tausende von Fotos, sammelten Fernerkundungsdaten, setzten langlebige Instrumente ein und führten zahlreiche visuelle Beobachtungen der Oberfläche durch.,
Aus diesen umfangreichen Datensätzen haben wir ein ziemlich detailliertes Bild der Entwicklung des Mondes und der Prozesse entwickelt, die seine Oberfläche geformt haben.
Die frühen Besucher entdeckten, dass der Mond in seiner Zusammensetzung ziemlich gewöhnlich ist und aus Gesteinsarten besteht, die denen auf der Erde ähneln. Zwei große Unterschiede sind jedoch bemerkenswert.
Erstens sind Mondgesteine fast vollständig frei von Wasser oder hydratisierten Mineralien und sind mit feuerfesten Elementen (hohe Schmelztemperatur) angereichert.,
Zweitens sind die Gesteine des Mondes extrem alt; typische Proben aus der dunklen Maria (den jüngsten Mondeinheiten) kristallisierten vor 3,8 bis 3,3 Milliarden (das sind 3,300 Millionen) Jahren.
Wissenschaftler haben entdeckt, dass die Hochlandproben noch älter sind und irgendwo in der Region von 4, 5 und 3, 9 Milliarden Jahren liegen, was einige von ihnen fast so alt macht wie das Sonnensystem selbst.
Das Hochland ist reich an den Elementen Kalzium und Aluminium, während die Berge sind die Heimat einer Fülle von Eisen und Magnesium.
Es wird angenommen, dass dieses kontrastierende Make-up das Ergebnis des „Magma-Ozeans“ ist, eines globalen Systems aus geschmolzenem Gestein, das zu Beginn seiner Geschichte die Mondoberfläche dominierte.
Wie ist der Mond-Magma-Ozean ursprünglich entstanden? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns zuerst die Handlungen ansehen, die dazu geführt haben, dass der Mond selbst geboren wurde.,
Es wurde tatsächlich aus einer schnellen Ansammlung kleiner Körper gebildet, die durch die Schwerkraft zusammengezogen wurden.
Dieser Prozess konzentrierte so viel Energie in einem kleinen Volumen, dass der Mond in Tiefen schmolz, die mindestens mehrere hundert Kilometer betragen hätten.
In diesem Magma-Ozean schwebten Mineralien niedriger Dichte, die reich an Aluminium waren, nach oben und bildeten eine Kruste, die reich an einem Gesteinstyp namens Anorthosit war.
In der Zwischenzeit sanken eisenreiche Mineralien mit hoher Dichte auf den Grund und diese Aktion schuf den Mantel des Mondes.,
Viel später wurden diese eisernen Gesteine in der Tiefe teilweise wieder geschmolzen, um Magma zu bilden, das dann als Basalt auf die Mondoberfläche ausbrach.
Der Mond fegte weiterhin Trümmer aus dem Wachstum der Planeten und schuf eine zertrümmerte, stark kraterige Oberfläche.
Dieses Bombardement scheint vor etwa 3,9 Milliarden Jahren in einer Episode namens „the cataclysm“ seinen Höhepunkt erreicht zu haben.
Diese Flut unvorstellbarer Gewalt prägte die größten, jüngsten Becken, die wiederum dicke Haufen vulkanischen Basalt sammelten, die die dunkle, glatte Oberfläche bildeten.,
Der Mond heute
Die Überflutung der Mondoberfläche durch Lava begann vor etwa 3,9 Milliarden Jahren und war mit drei Milliarden Jahren weitgehend abgeschlossen.,
Trümmer sind seit diesem Zeitpunkt nur gelegentlich auf den Mond abgestürzt, obwohl dies zu großen, spektakulären verstrahlten Kratern wie Copernicus und Tycho geführt hat.
Gleichzeitig hat ein langsamer, stetiger „Regen“ von Mikrometeoriten die Mondoberfläche zu einem feinen Pulver sandgestrahlt und eine dicke Trümmerschicht erzeugt, die als Regolith (Boden) bezeichnet wird.
Apollo reiste zum Mond, um zu beweisen, dass dies möglich ist, und um detaillierte Studien zu beginnen.,
Wenn wir irgendwann zurückkehren, werden wir diese Studie fortsetzen und lernen, wie man Materialien und Energieressourcen einsetzt, um neue Raumfahrtfähigkeiten zu schaffen.
Wir können Sauerstoff aus den lokalen Gesteinen und Böden extrahieren, sowohl zum Atmen als auch zum Einsatz in Raketentreibstoff. Wir können auch Solarwind Wasserstoff sammeln und mit Sauerstoff kombinieren.
Dadurch können wir nicht nur Wasser erzeugen, das das menschliche Leben unterstützen und gleichzeitig Strom erzeugen kann, sondern auch das stärkste chemische Raketentreibmittel, das dem Menschen bekannt ist.,
Doch die Möglichkeiten enden nicht dort: Der Abbau des Mondes für diese Ressourcen wird die erste Off-Planet-Tankstelle schaffen.
Darüber hinaus kann Eis in den dunklen Polarregionen des Satelliten existieren.
Die Nähe dieses Eises zu Gebieten mit permanentem Sonnenlicht kann die langfristige Besiedlung des Mondes weniger zu einem Traum, sondern zu einer Möglichkeit machen.
Die Rückkehr zum Mond wird ein neues Kapitel der Weltraumforschung eröffnen und das Sprungbrett für eine ganz neue Reihe von Reisen sein.
Hier lernen wir, produktiv in einer Welt abseits der Erde zu leben und zu arbeiten.,
Der Mond ist nahe, und der logische erste Schritt in das weite Universum darüber hinaus.
Wie hat sich der Mond gebildet?
Unsere aktuelle Schätzung ist, dass der Mond entstand, als sich ein planet in etwa die Größe des Mars kollidierte mit der proto-Erde vor 4,6 Milliarden Jahren. Obwohl genaue Details dieses Ereignisses weiterhin rätselhaft sind, haben wir ein rudimentäres Verständnis der wahrscheinlichen Schritte entwickelt.
Welten kollidieren
Links: Zwei Planeten existierten einst dort, wo sich jetzt das Erde-Mond-System befindet., Das marsgroße Objekt trifft auf die Proto-Erde, Ein Teil verdampft beide Mäntel und spritzt überhitzten Silikatdampf in die Umlaufbahn um die jetzt kombinierten Planeten.
Zusammenführen
Zentrum: Der umlaufende Dampf kühlt zu kleinen Teilchen ab. Aufgrund der erzeugten Energie sind die Partikel reich an feuerfesten Elementen und in flüchtigen Elementen erschöpft. Die Trümmerscheibe ist instabil und die Partikel verschmelzen zu einem Körper.
Ein Neumond
Rechts: Die schnelle Montage des Mondes setzt große Wärmemengen frei., Die äußere Hälfte schmilzt und bildet einen „Magma-Ozean“, aus dem sich Mondkern, Mantel und Kruste trennen. Dies beginnt die Geschichte des Mondes als planetarisches Objekt.
Dieser Artikel erschien ursprünglich in der September 2006 Ausgabe von BBC Sky at Night Magzine. Dr. Spudis war der lunaren Wissenschaftler an der Johns Hopkins University. Er starb 2018.