Mondwasser Ein Schuss ins Dunkle

In dem 1954 erschienenen Band "Schritte auf dem Mond" schickte der Comiczeichner Hergé seine Helden Tim und Struppi auf eine Expedition zum Erdtrabanten. Dort entdecken sie eine Höhle und stoßen darin auf blankes Eis. Mit dieser Episode verstieß der detailversessene Belgier keineswegs gegen die Naturgesetze. Zwar kann auf dem atmosphärenlosen Mond kein flüssiges Wasser existieren, und gasförmiges verflüchtigt sich sogleich im All. Gefrorenes allerdings könnte an Orten, an die kein Sonnenlicht dringt, durchaus überdauern.

Einen solchen Ort hat die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa am vergangenen Freitag ziemlich unsanft auf seinen Eisgehalt getestet: Nahe dem Mondsüdpol ließ man eine zwei Tonnen schwere ausgebrannte Raketenstufe mit der dreifachen Geschwindigkeit einer Gewehrkugel in das ewige Dunkel am Grund des Kraters Cabeus rasen. Das Trumm war kurz zuvor von dem "Lunar Crater Observation and Sensing Satellite" (Lcross) abgekoppelt worden. Diese Sonde nun verfolgte den Crash mit neun verschiedenen Instrumenten, während sie dem busgroßen Projektil hinterherstürzte und vier Minuten später ebenfalls zerschellte.

Keine Blitze, nirgends

Die Show hatte jede Menge Zuschauer: zwanzig erdgebundene Teleskope, fünf Instrumente im Erdorbit plus Lcross' Schwestersonde, der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), der die Absturzstelle in nur 50 Kilometern Höhe überflog - und nicht zu vergessen alle die Menschen, welche die Direktübertragung der Bilder von Lcross' Kamikazeflug auf Nasa-TV im Internet verfolgten.

Bei Letzteren jedoch - und unverkennbar auch bei manchen Nasa-Wissenschaftlern - gab es am Ende etwas lange Gesichter. Natürlich hatte niemand erwartet, dass der Einschlag mit freiem Auge sichtbare Wasserdampfwolken oder Schauer von Eiskristallen emporschießen lassen würde. Doch mit so etwas wie einem Strahlungsblitz und irgendwelchen Spuren der, vorab geschätzt, 350 Tonnen durch den Aufprall ausgehobenen Mondbodens hatte die Nasa schon gerechnet. Stattdessen zeigte die Liveübertragung nur ein immer näher rückendes Dunkel, in welches das Projektil hineingefallen zu sein schien wie in einen tiefen Schacht.

Doch das war es wohl doch nicht. "Wir haben den Einschlag gesehen, wir haben den Einschlagskrater gesehen", verkündete der Missionsleiter Anthony Colaprete zwei Stunden später auf einer Pressekonferenz am Ames Research Center der Nasa bei San Francisco. Die Aussage stützte sich da allerdings nur auf ein "thermisches Signal" - auf Bildern der Infrarotkamera als winziger Fleck erkennbar (siehe Bild). Im Klartext: Ein bisschen warm geworden war es an der Absturzstelle.

Alles dreht sich ums's Wasser

Den Astronomen hinter den Riesenteleskopen auf Hawaii oder in Arizona ging es keinen Deut besser als den Zuschauern von Nasa-TV. Selbst das Weltraumteleskop Hubble sah von einem Einschlagblitz oder einer Trümmerwolke keine Spur. Allenfalls bleibt die Hoffnung, eingehendere Analysen der Daten könnten noch etwas ergeben. Warum das Spektakel ausblieb, darüber konnte man bislang nur spekulieren. Vielleicht war die Raketenstufe ja auf einen sehr steilen Felshang gefallen, so dass die Einschlagstrümmer eher horizontal davonspratzten als nach oben.

Befürchtungen, der Absturz habe vielleicht gar kein Mondmaterial freigesetzt, zerstreuten sich aber in der Nacht zum Samstag. Da bestätigte der Projektmanager des LRO gegenüber amerikanischen Journalisten, die Ultraviolettkamera an Bord von Lcross' Schwestersonde habe kurz nach dem Einschlag herausgeschleudertes Material registriert. Colaprete und seinen Leuten wird ein Stein vom Herzen gefallen sein, denn nur, wenn der Einschlag Mondmaterial über den Rand von Cabeus hinaus ins Sonnenlicht befördert hat, besteht eine Chance, darin Stoffe wie Wasser anhand ihres spektralen Fingerabdrucks zu identifizieren. Allerdings dürfte es jetzt noch Tage bis Wochen dauern, bis aus dem Datensalat der vielen Instrumente ein Wassersignal herausdestilliert ist.

Oder eben nicht. "Wenn wir ein Nullresultat bekommen, ist auch das aussagekräftig", erklärte Michael Bicay, der wissenschaftliche Direktor des Nasa Ames Research Centers kurz vor dem Einschlag. Doch kaum ein beteiligter Forscher ist einfach nur neugierig darauf, was nun herauskommt. Sie wollen Wasser finden, und nur in diesem Fall würde das 79 Millionen Dollar teure Lcross-Projekt wohl als Erfolg gewertet. Denn wenn es das ominöse Mondeis in nennenswerten Mengen tatsächlich gibt, dann machte dies die Errichtung einer bemannten Mondbasis erheblich einfacher - oder überhaupt erst realistisch.

Offenbar nur eine hauchdünne Schicht

Ob dieses Eis aber existiert, darüber herrscht seit Jahrzehnten Unklarkeit. Bereits 1952 - also noch vor Tim und Struppis Mondabenteuer - stellte der Chemie-Nobelpreisträger Harold Urey entsprechende Spekulationen an. Schon er hatte aber keine Höhlen, sondern die tiefen Krater an den Mondpolen in Verdacht, in die wegen des fast senkrechten Winkels der Mondachse zur Sonne nie Licht fällt. Auch wenn der Mond selbst noch vor dem Erstarren seiner Kruste vor 4,5 Milliarden Jahren all sein eigenes Wasser verloren haben sollte, könnten dort Eisreste vor Urzeiten abgestürzter Kometen zurückgeblieben sein.

Die Apollo-Missionen konnten die Mondeisfrage nicht klären. Zwar brachten die Astronauten zwischen 1969 und 1972 nur Gesteinsmaterial mit, das so ziemlich das Trockenste ist, was je in einem irdischen Labor untersucht wurde. Doch die Landeplätze der Apollo-Expedition lagen weitab der Polarregionen in bestens beleuchteten Gegenden. Wie man erst seit kurzem weiß, sind auch die Apollo-Steine nicht gänzlich wasserlos. Im Jahr 2008 haben Untersuchungen mit neuesten Methoden darin Spuren von Wasser und anderen auf der Erde gasförmigen oder flüssigen Stoffen gefunden. Sie steckten in vulkanischen Gläsern und deuten darauf hin, dass sich das Mondinnere bis heute einen gewissen Anteil an solchen leichtflüchtigen Stoffen bewahrt hat.

Für die Wasserversorgung einer Mondstation ist das aber ebenso bedeutungslos wie die Feuchtigkeitsspuren, von denen vor drei Wochen in Science die Rede war: Instrumente dreier Sonden hatten die spektralen Spuren von Wassermolekülen sowie von Hydroxyl (chemisch OH) in den Gesteinen an der Mondoberfläche nachgewiesen und damit zehn Jahre alte Beobachtungen der Amerikanerin Faith Vilas bestätigt, die zuvor niemand ernst genommen hatte. Die neuen Messungen zeigten auch eine deutliche Zunahme der Intensität dieser Wasserspuren hin zu den Polen. Doch offenbar sitzen die H2O- und OH-Moleküle nur in der äußersten Schicht der Mondstaubkörner und wurden dort durch Einwirkung des Teilchenstroms von der Sonne (siehe auch "Helium-3" auf Seite 63) gebildet.

Warten auf die Ergebnisse

Trotzdem gab es schon Hinweise auf echte Eisvorkommen in den polaren Kratern. Die ersten wurden 1994 von improvisierten Radarmessungen der Mondsonde "Clementine" erspäht - übrigens einem Nebenprodukt von Ronald Reagans Weltraumrüstungsplänen. Diese Daten deuteten auf einen mittleren Eisgehalt des polaren Mondbodens von stolzen 1,5 Prozent hin, blieben aber bis heute umstritten. Ernster wurden vier Jahre später Daten des "Lunar Prospector" genommen. Diese Sonde wurde am Ende ihrer Mission auch schon in einem Südpolkrater versenkt, allerdings ohne dabei etwas Feuchtes aufzuwirbeln. Zuvor jedoch hatte sie den Mond mit einem Detektor für Neutronen kartiert, die durch die Einwirkung kosmischer Strahlung auf Gestein entstehen, aber noch im Mondboden absorbiert werden, wenn dieser wasserstoffhaltiges Material enthält. Genau das scheint an den Mondpolen der Fall zu sein. Und wenn es sich bei besagtem Material um Wassereis handelt, dann kommt man aufgrund der Lunar-Prospector-Daten ebenfalls auf einen Eisgehalt von 1,5 Prozent.

Diesem Wasserstoff-Signal auf den Grund zu gehen war eine der Aufgaben des am 18. Juni gestarteten LRO und das einzige Ziel seines Beibootes Lcross. Tatsächlich hat auch LRO vor kurzem das feuchtigkeitsverheißende Neutronendefizit an den Mondpolen registriert. Allerdings zeigten die Daten, dass die Wasserstoffkonzentration von Ort zu Ort schwankt und ihre geographische Verteilung mitnichten mit der der lichtlosen Kraterböden zusammenfällt. Ausgerechnet im Krater Cabeus A, dem ursprünglichen Ziel der Lcross-Kanonade, gab es kein Wasserstoffsignal, weswegen die Sonde samt ihrem Raketenstufen-Projektil auf den Hauptkrater Cabeus umdirigiert wurde.

Aber auch innerhalb dieses Kraters - er ist ein gutes Stück größer als Cabeus A - muss das Eis, wenn es sich bei der wasserstoffhaltigen Substanz denn überhaupt um solches handelt, keineswegs gleichmäßig verteilt sein. Der Schuss ins Dunkle kann also genauso gut danebengegangen sein. Michael Bicays Bekundung, auch ein Nullresultat sei aussagekräftig, dürfte daher nur für die Einschlagstelle selbst gelten. Auch wenn der Crash vom Freitag dort keinerlei Wasserspuren freigesetzt hat, lässt sich der Traum von Mondeis samt dem damit einmal zu bewässernden Astronauten-Wohnheim also problemlos weiterträumen.