Die bahnbrechende Entdeckung im Überblick:
Ab wann wohnen wir denn jetzt auf dem Mond?
Der Mond ist menschlichem Leben feindlich gesinnt. So ist zum Beispiel seine Oberfläche einer kosmischen Strahlung ausgesetzt, die bis zu 150-mal stärker ist als diejenige auf der Erde. Zudem schlagen regelmässig Meteoriten ein und es herrschen extreme Temperaturen, die von 127 °C bis -173 °C reichen.
Doch während die Mondoberfläche gut untersucht ist, weiss man derzeit praktisch nichts über die unterirdische Welt des Erdtrabanten. Forschende vermuten bereits seit 50 Jahren ein verzweigtes Tunnelsystem unter der Mondoberfläche. Ob es das Tunnelsystem überhaupt gibt, war bis zur eben erschienen Publikation nicht erwiesen, Berechnungen haben aber ergeben, dass in einem solchen Tunnelsystem eine Durchschnittstemperatur von etwa 17 °C herrschen würde. Kurzum: ein ideales Umfeld für Menschen, um auf dem Mond zu leben und zu forschen.
Derzeit sind über 200 Krater bekannt, die als Eingang in ein solches Höhlensystem dienen könnten – die meisten davon sind kreisrund, bis zu 100 Meter gross und liegen in den sogenannten Mondmaren, das sind erstarrte Lavadecken.
Im am Dienstag erschienen Fachartikel im Nature Astronomy geht es den Studienautoren denn auch nicht darum, zu bestimmen, ab wann Menschen in den Höhlen leben könnten. Stattdessen geht es erst einmal darum, herauszufinden, welche Krater in das vermutete Höhlensystem führen könnten. Und sie wurden auf Anhieb fündig.
Was haben die Forschenden herausgefunden?
Die Forschenden haben sich für ihre aktuelle Untersuchung auf einen einzelnen Krater konzentriert: der Pit im Mare Tranquillitatis (MTP).
Im Mare Tranquillitatis landete am 20. Juli 1969 die Apollo-11-Mission, mit ihr betraten die ersten Menschen den Mond. Der untersuchte Krater hat vertikale oder überhängenden Wände und einen schrägen Grubenboden, der sich weiter unter die Erde zu erstrecken scheint.
Als Ausgangslage für die vorgelegte Studie diente ein Bild, das vom Mini-RF-Radargerät des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA im Jahr 2010 aufgenommen wurde:
Auf dem Bild ist ein heller Streifen zu erkennen, der sich vom Pit im Mare Tranquillitatis aus nach Westen erstreckt – hier gibt es eine stärkere Reflexion der Radarstrahlung. Das Team um Leonardo Carrer von der Universität Trento in Italien analysierte die Reflexion der Radarstrahlen mit komplexen Signalverarbeitungstechnologien, die erst kürzlich entwickelt wurden, an unterschiedlichen Höhlen und kam zum Schluss: Der helle Streifen würde sich durch einen Hohlraum erklären lassen, der sich in einer Tiefe von 130 bis 170 Metern befindet, 45 Meter breit ist und sich möglicherweise bis zu 80 Meter von dem Pit aus unter der Mondoberfläche erstreckt.
«Die Analyse der Daten ermöglichte es uns, Modelle zu erstellen, die den ersten Teil des Tunnels darstellen», erklärt Leonardo Carrer in der Medienmitteilung der Universität. Je nach Modell wäre der Höhleneingang dann unterschiedlich steil abfallend:
Somit haben die Planentenforscher tatsächlich zum ersten Mal die Existenz eines Tunnels im Monduntergrund nachgewiesen.
Die Wissenschaftler betonen zwar, dass das Radar des Lunar Reconnaissance Orbiter nicht darauf spezialisiert gewesen sei, solche Höhlen aufzuspüren, denn die Auflösung war schlicht zu gering, um noch andere Pits zu untersuchen. Der Mini-RF-Hauptforscher, Wes Patterson vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, sagt in der Medienmitteilung der Universität trotzdem:
Und jetzt?
Zum einen wurde durch die Studie die Grundlage gelegt, um die Erkundung der Höhlen durch Robotermissionen zu planen. Zum anderen wäre der Pit im Mare Tranquillitatis ein vielversprechender Standort für eine Mondbasis.
Die NASA plant in den nächsten Jahren den Aufbau einer wissenschaftlichen Mondbasis als Teil des Artemis-Programms – um «die erste langfristige Präsenz auf dem Mond zu etablieren», wie es auf der Seite der NASA heisst. Um Astronauten einen Ort zum Leben und Arbeiten auf dem Mond zu bieten, umfasst die geplante Basis mehrere Wohn- und Arbeitskomponenten sowie einen Rover. Diese Basis soll als Sprungbrett für Missionen zum Mars dienen. Zudem wäre von dort aus die weitere Erforschung der Mondhöhlen einfacher durchführbar.
Wenn man diesen Gedanken dann weiterspinnt, landet man bei der Besiedlung des Mondes. Und nicht nur das: «Unsere Methoden lassen sich auch für den Mars anwenden», heben die Wissenschaftler hervor. «Denn auch dort sind bereits über tausend solcher Gruben bekannt.»