Chang'e-6: Der Boden auf der Rückseite des Mondes ist klebrig
Der Boden (Regolith) auf der Mondrückseite ist unerwartet klebrig. Das zeigen die zur Erde gebrachten Gesteins- und Staubproben der chinesischen Chang'e-6-Mission aus dem Jahr 2024. Anders als bei den Bodenproben der Chang'e-5-Mission auf der Mondvorderseite waren die Proben von der Rückseite klumpig und zusammenhängend.
Ein Forschungsteam der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) untersuchte die Proben genauer und veröffentlichte seine Ergebnisse zur klebrigen Zusammensetzung in der Fachzeitschrift Nature Astronomy(öffnet im neuen Fenster) . Dafür musste das Team einige Tests mit den Teilproben des Chang'e-6-Gesteins durchführen.
Regolith von der Mondrückseite und seine ungewöhnlichen Eigenschaften
Dazu gehörte auch ein Ruhewinkeltest, bei dem Boden durch einen Trichter geleitet wird. Dadurch möchte man herausfinden, wie steil er sich auftürmen kann, ohne abzurutschen. Das Mondregolith von der Rückseite bildet eine viel steilere Neigung und verhält sich eher wie feuchte Gartenerde, nicht wie trockener Strandsand.
Anschließend suchte die Forschungsgruppe nach offensichtlichen Ursachen wie dem Feuchtigkeitsgehalt oder Magnetismus. Jedoch enthielt der Mondboden keinen Ton, sondern lediglich Spuren von magnetischen Mineralien – was sein Verhalten nicht erklären kann. Also wurde die Geometrie der Partikel durch hochauflösende Computertomografie-Scans untersucht.
Nach der Analyse von 290.000 einzelnen Körnern konnte das Team die Klebrigkeit tatsächlich auf die Geometrie der Partikel zurückführen. Diese waren mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 48,4 Mikrometern winzig, zudem wiesen sie eine sehr scharfe und ungewöhnlich gezackte Form auf.
"Das ist ungewöhnlich. Normalerweise sind feinere Partikel eher kugelförmig. Die Bodenproben von Chang'e-6 sind trotz ihrer Feinheit komplexer geformt" , teilte Qi Shengwen(öffnet im neuen Fenster) , Professor am Institut für Geologie und Geophysik der CAS, mit.
Witterungsbedingungen als Ursache
Diese Eigenschaften können nur Umgebungen schaffen, die der Kohäsion förderlich sind. Die raue Oberfläche erhöht die Reibung, wodurch die Partikel ineinandergreifen. Da die Partikel so klein sind, unterliegen sie schwachen intermolekularen Bindungen, wie beispielsweise den Van-der-Waals-Kräften, erklärte Qi.
Die Wissenschaftler begründen ihre Entdeckung mit der gewaltsamen Geschichte der Mondrückseite und ihrer ständigen Bombardierung durch Mikrometeoriten sowie durch den Sonnenwind und den damit verbundenen rauen Witterungsbedingungen über einen Zeitraum von Millionen von Jahren – Weltraumverwitterung genannt.
Weltraumwitterung kann Bodenpartikel nicht nur pulverisieren, sondern sie auch schmelzen und zu unregelmäßig geformten Klumpen verwachsen lassen. Da die Rückseite des Mondes stärker verwittert ist, ist der Regolith kohäsiver beziehungsweise hat eine zusammenhaltende Eigenschaft.
Vorbereitung für den Bau einer Mondbasis
Diese Erkenntnis könnte einen Einfluss darauf haben, wie zukünftige Mondbasen gebaut werden. Andere Forschungsteams stießen bereits die Produktion von Weltraumziegeln aus Mondstaub an. Da dieser aber je nach Ort unterschiedliche Bedingungen aufweist, müssten möglicherweise auch die Produktionsmethoden angepasst werden.
Klebriger, abrasiver Boden kann Maschinen verstopfen, Sonnenkollektoren beschichten und die Gelenke von Raumanzügen blockieren. Die Kenntnis dieser Eigenschaften hilft Ingenieuren, bessere Rover und Landeplätze zu konstruieren.
"Die Forschungsergebnisse werden eine wichtige theoretische Grundlage für den künftigen Bau von Mondbasen und die Erschließung von Mondressourcen liefern" , teilte Qi mit.
Tatsächlich möchte die Regierung in Peking bis zum Jahr 2035 die erste Ausbauphase ihrer Mondbasispläne abschließen . Hinzu kommt die Entwicklung eines mobilen Mondlabors, das für langfristige unbemannte Operationen und kurzfristige Aufenthalte von Menschen geeignet sein soll.
Ob man diesen Boden als Baumaterial einsetzen kann, muss erst noch untersucht werden.