Extreme Temperaturschwankungen verursachen asymmetrische Mondstaubwolke, so neue Forschungsergebnisse

Planetenforscher haben einen dynamischen Vorgang entschlüsselt, der die unmittelbare Umgebung des Mondes prägt: die Entstehung einer asymmetrischen Staubwolke, die den Himmelskörper umgibt. Eine aktuelle Studie, veröffentlicht im Fachjournal Journal of Geophysical Research: Planets, führt diese ungleichmäßige Verteilung des aufgewirbelten Mondstaubs direkt auf den extremen thermischen Gegensatz zwischen der sonnenbeschienenen und der schattigen Hemisphäre des Mondes zurück. Auffällig ist dabei die deutliche Anreicherung des Staubs auf jener Seite, die permanent der Sonne zugewandt ist.

Die Oberfläche des Mondes ist von einer feinen Schicht Regolith bedeckt, die unaufhörlich durch den täglichen Einschlag von Mikrometeoriten in Bewegung gehalten wird. Frühere Annahmen hatten die Ungleichmäßigkeit dieser Staubschicht mit den spezifischen Einschlagbahnen von Meteoritenströmen in Verbindung gebracht, die auf die Tagseite trafen. Die vorliegende Untersuchung lenkt den Fokus jedoch auf den ausgeprägten Temperaturgradienten, der sich über die Mondlandschaft erstreckt. Die Temperaturen steigen tagsüber weit über die auf der Erde üblichen Werte hinaus, während die Nachtseite in eisige Tiefen absinkt – sie ist viermal kälter als die durchschnittliche Temperatur in der Antarktis. Diese enorme Differenz summiert sich zu einer schwindelerregenden Schwankung von 285 Grad Celsius zwischen den beiden Extremen.

Die Wissenschaftler nutzten bei der Modellierung des Mikrometeoriten-Einschlags zwei klare Temperatur-Referenzpunkte, welche die durchschnittlichen Bedingungen widerspiegeln: 112 Grad Celsius für den Mondtag und minus 183 Grad Celsius für die Mondnacht. Die durchgeführten Simulationen legten eine entscheidende Verbindung zwischen der Oberflächendichte und der Auswurfmenge des Staubes offen. Einschläge auf dichteren Oberflächen, beispielsweise durch größere Gesteinsbrocken, erzeugen eine stärkere Staubfahne. Dies impliziert, dass die Dichte der Mondkruste durch die Beobachtung dieser Staubformationen kartiert werden könnte. Von zentraler Bedeutung war die Feststellung, dass Meteoriteneinschläge auf der Tagseite 6 bis 8 Prozent mehr Partikelmaterial ausstoßen als vergleichbare Ereignisse auf der Nachtseite.

Die intensive Hitze des lunaren Tages liefert die notwendige Energie, um diese Ungleichheit zu erklären. Der unter diesen extremen Bedingungen erzeugte Staub besitzt genügend kinetische Energie, um bis in orbitale Höhen von mehreren Kilometern über der Oberfläche aufzusteigen. Dadurch entsteht effektiv der beobachtete Überschuss an Staubpartikeln auf der sonnenzugewandten Seite. Dieses Phänomen eröffnet eine neue Perspektive auf die Dynamik der Mondoberfläche und hat weitreichende Konsequenzen für zukünftige Unternehmungen jenseits der Erde.

Die genaue Kenntnis der Mechanismen dieser Staubwolke gilt heute als unerlässlicher Schritt, um die langfristige Durchführbarkeit von Operationen im cis-lunaren Raum zu gewährleisten. Das ständige Wechselspiel zwischen Sonneneinstrahlung und Oberflächenmaterial schafft betriebliche Herausforderungen für jedes Raumfahrzeug, das den Mond umkreist oder in seiner Nähe unterwegs ist. Als Zeichen proaktiver internationaler Zusammenarbeit hat China Gespräche mit der NASA aufgenommen, um Protokolle zur Minderung potenzieller Gefahren durch Weltraumschrott zu etablieren, der aus diesen Oberflächeninteraktionen resultiert. Dies unterstreicht die gemeinsame Verantwortung für die Verwaltung des geteilten Weltraumgebiets.