Künstlerische Darstellung wie Astronauten ein Teleskop auf dem Mond aufrichten. (Bild: NASA)

Ein riesiges Teleskop auf dem Mond ist seit dem Anfang des Weltraumzeitalters der Traum eines jeden Astronomen. Ein Mond-Teleskop von der gleichen Größe wie das Hubble (2,4 Meter im Durchmesser), wäre ein bedeutendes, astronomisches Instrument. Eines so groß wie das größte Teleskop auf der Erde -- 10,4 Meter im Durchmesser -- würde wesentlich mehr sehen als Teleskope auf der Erde, weil der Mond keine Atmosphäre hat. Aber warum sollte man hier aufhören? In der schwachen Gravitation des Mondes wäre es vielleicht möglich ein Teleskop zu bauen, dessen Spiegel einen Durchmesser von 50 Metern hat – ausreichend, um die Chemie auf entfernten Planeten, die um andere Sterne kreisen, nach Zeichen des Lebens zu untersuchen.

Das ist der Traum von Peter C. Chen, Astrophysiker an NASAs Goddard Space Flight Center. Und er möchte es mit Mondstaub bauen -- weil dies vielleicht einfach der ökonomischste Ansatz ist.

"Wenn wir alle Materialien von der Erde transportieren müssten, wären wir durch die Tragkraft der Raketen eingeschränkt" erklärt Chen. "Aber auf dem Mond ist man überall von Mondstaub umgeben" -- in Chens Augen, der Experte auf dem Gebiet der Verbundstoffe ist, eine wertvolle, natürliche Ressource.

Verbundstoffe sind synthetische Materialien, die durch Mischen von Fasern oder Granulat, aus verschiedenen Stoffen, zu Epoxid, das sich dann aushärtet, entstehen. Verbundstoffe haben zwei wertvolle Eigenschaften: ultraleichtes Gewicht und außergewöhnliche Stärke. Auf der Erde sind zum Beispiel Radrahmen, die aus Carbon-Fasern und Epoxid gemacht sind, sehr beliebt bei Radrennsportlern.

"Warum nicht einen Verbundstoff mit Hilfe von Mondstaub herstellen"? fragt Chen, der auch außerordentlicher Professor an der Catholic University of America in Washington, D.C. ist. In seinem Labor mischte er also NASAs simulierten Mondstaub, genannt JSC-1A Coarse Lunar Regolith Simulant, mit Epoxid und einer kleinen Menge Nanoröhrchen aus Kohlenstoff, einer erst kürzlich entdeckten Form des Kohlenstoffs, die viele ungewöhnliche und nützliche Eigenschaften besitzt. Das Ergebnis? "Es kam so hart, stark und dicht heraus wie Beton."

Mithilfe einer lange bekannten Technik, genannt Dreh-Guss, stellte Chen einen kleinen Teleskopspiegel her. Zuerst formte er eine Scheibe mit einem Durchmesser von 30 Zentimetern aus dem Verbundstoff. Danach brachte er eine dünne Schicht reines Epoxid darauf und drehte den Spiegel mit einer konstanten Geschwindigkeit, während das Epoxid aushärtete. Die Oberfläche des Epoxids war als parabolische Form geplant -- genau die Form, die man benötigt, um ein Bild zu fokussieren. Als das Epoxid ausgehärtet war, brachte Chen es in eine Vakuumkammer, um eine dünne Schicht Aluminium auf die Oberfläche zu bringen, und so einen 12 Zoll Teleskopspiegel zu erzeugen.

Ein 12 Zoll Spiegel aus Mondstaub, hergestellt durch Dreh-Guss. Der Spiegel besteht aus einer Lage simuliertem Mondstaub JSC-1A Coarse, gemischt mit einer kleinen Menge Nanoröhrchen aus Kohlenstoff, und ist durch verdünntes Epoxid verbunden. (Bild: Peter C. Chen, NASA/GSFC)

Ein Laser an Bord von LRO wird ebenfalls bestimmte Stellen kurz aufhellen. Die Aufgabe des Lasers ist es die Konturen der Mondoberfläche zu kartografieren, aber der Sensor -- genannt Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) -- wird auch die Helligkeit des reflektierten Laserlichts messen. Wenn die Reflektionen aus den permanent im Schatten liegenden Kratern heller sind als sonst wo, würde das bedeuten, dass dort Eiskristalle vorhanden sind.

Eiskristalle im Mondboden hätten einen weiteren interessanten Effekt: sie würden Neutronen absorbieren.

Der Mond wird von energiereichen kosmischen Strahlen aus dem tiefen All überflutet. Wenn diese Teilchen die Mondoberfläche treffen, erzeugen sie Neutronen, die zurück ins All fliegen. LRO trägt einen Neutronendetektor mit sich, der Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) genannt wird. Wenn LRO über ein großes Gebiet mit Eis, versteckt in einem dunklen Krater, fliegt, würde LAND einen Abfall der Anzahl der Neutronen die von dort abstrahlen bemerken.

Als letzten Check wird LRO eine Art Thermometer mit sich führen, das Diviner genannt wird. Dieses Instrument wird die großflächigen Variationen in der Temperaturverteilung auf der Mondoberfläche kartografieren, inklusive den permanent im Schatten liegenden Kratern. Selbst wenn die anderen drei Instrumente auf Eisvorkommen in den Kratern hindeuten, muss Diviner auch zeigen, dass es dort kalt genug ist, um Eis vom verdampfen abzuhalten.

Wenn LRO Eis in diesen tiefen Kratern findet, könnte es die dramatischste Eigenschaft einer schon jetzt atemberaubenden Mondlandschaft sein.

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