Der rotierende Mond

Videocredit: NASA, Lunar Reconnaissance Orbiter, Arizona State U.

Von der Erde aus kann man nie sehen, wie sich der Mond auf diese Weise dreht. Das liegt daran, dass sich der Mond synchron mit seiner Umlaufbewegung dreht. Er zeigt den Bewohner*innen unseres Planeten deshalb immer dieselbe Seite. Man nennt sie gebundene Rotation.

Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) machte detaillierte Aufnahmen. Mit moderner Digitaltechnik entstand daraus ein hochauflösender virtueller Film der Mondrotation. Dieses Zeitraffervideo beginnt mit einer Ansicht der bekannten Vorderseite des Mondes. Schnell kommt dann das Mare Orientale ins Bild. Dabei handelt es sich um einen großen Krater mit einem dunklen Zentrum. Er ist von der Erde aus nur schwer zu sehen und befindet sich direkt unter dem Äquator.

Eine ganze Umdrehung des Mondes ist in dem Video auf 24 Sekunden verkürzt. Es zeigt deutlich, dass es auf der Vorderseite des Mondes, die zur Erde zeigt, eine Fülle von dunklen Mondmeeren gibt. Die Mondrückseite hingegen wird von hellen Mondhochländern geprägt.

Heute Abend ist die Internationale Mondbeobachtungsnacht (International Observe the Moon Night). Schließt euch bei hoffentlich klarem Himmel Leuten an, die den Mond beobachten, und schaut einfach den Teil der Mondvorderseite an, der von der Sonne beleuchtet ist!

Zur Originalseite

Mondvorderseite

Die beschriftete Version der Mondvorderseite ist zu sehen, wenn man den Mauspfeil über das Bild schiebt.

Bildcredit: ASA / GSFC / Arizona State Univ. / Lunar Reconnaissance Orbiter

Etwa 1300 Bilder der Weitwinkelkamera der Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) wurden zu dieser spektakulären Ansicht eines vertrauten Gesichtes kombiniert – es ist die Vorderseite des Mondes. Doch warum hat der Mond eine Vorderseite?

Der Mond dreht sich um seine Achse, und im selben Zeitraum kreist er einmal um die Erde, nämlich etwa einmal in etwa 28 Tagen. An diese Konfiguration ist er durch die Gezeiten gebunden. Weil er synchron rotiert, zeigt immer dieselbe Seite zur Erde, nämlich seine Vorderseite. Das führt dazu, dass Beobachterinnen auf der Erde die glatten, dunklen Mondmeere und die zerklüfteten Hochländer sehr gut kennen. Die Meere sind eigentlich Einschlagbecken, die von Lava geflutet wurden.

Dieses Mosaik in voller Auflösung zeigt alles erstaunlich detailreich. Wenn ihr euer Lieblingsmeer oder einen großen Krater sucht, folgt diesem Link oder schiebt den Mauspfeil über das Bild. Die LRO-Bilder, aus denen das Mosaik entstand, wurden im Dezember 2010 in einem Zeitraum von zwei Wochen aufgenommen.

Zur Originalseite

Die Rückseite des Mondes

Die Rückseite des Mondes mit ihren vielen Kratern wirktungewöhnlich plastisch, weil viele Aufnahmen des Terminators zusammengefügt wurden.

Bildcredit: NASA / GSFC / Arizona State Univ. / Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO)

Der Mond zeigt eine gebundene Rotation. Das bedeutet, dass für ihn eine Drehung um sich selbst genauso lang dauert wie ein Umlauf um die Erde. Deshalb weist immer die vertraute Vorderseite des Mondes zu den Bewohner*innen der Erde.

Von einer Umlaufbahn um den Mond aus kann man auch die Rückseite des Mondes sehen. Tatsächlich zeigt dieses scharfe Bild auf die Rückseite des Mondes. Es ist ein Mosaik aus Aufnahmen der Weitwinkelkamera des Lunar Reconnaissance Orbiter. Als Teil eines Gesamtmosaiks aus über 15.000 Bildern, die zwischen November 2009 und Februar 2011 aufgenommen wurden, zeigt es in der Version mit der höchsten Auflösung Details in einer Größe von 100 Metern pro Pixel.

Überraschenderweise sieht die raue und zerklüftete Oberfläche der Rückseite ganz anders aus als die mit glatten, dunklen Mondmeeren übersäte Vorderseite. Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass die Kruste der Rückseite dicker ist, sodass geschmolzenes Material aus dem Inneren schwerer an die Oberfläche fließen und dunkle, glatte Maria bilden konnte.

Zur Originalseite

LRO zeigt den rotierenden Mond

Bildcredit: NASA, LRO, Arizona State U.

Niemand sieht derzeit den Mond auf diese Weise. Der Erdmond ist durch die Gezeiten dergestalt an die Erde gekoppelt, dass er uns stets die gleiche Seite zukehrt.

Wendet man aber moderne Digitaltechnik auf zahlreiche Detailaufnahmen an, die der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) uns zurück funkte, konnte dieser hochaufgelöste, virtuelle Film vom rotierenden Mond zusammengesetzt werden.

Dieses Time-lapse Video startet mit der normalen Ansicht des Mondes von der Erde aus. Dann aber dreht sich schnell das Mare Orientale (Ost-Meer) unter dem Äquator ins Bild. Es handelt sich dabei um einen großen Krater mit dunklem Zentrum, der von der Erde aus schwierig sichtbar ist. Ein ganzer Monat (Mondzyklus) wurde hier in 24 Sekunden zusammengefasst.

Das Video zeigt sehr deutlich, dass die erdzugewandte Seite des Mondes eine Fülle von dunklen „Mondmeeren“ (Maria, keine Wasser-Meere, sondern erstarrte Lava) enthält, während die erdabgewandte Seite von hellen lunaren Hochländern dominiert wird. Derzeit werden mehr als 32 neue Mondmissionen aktiv entwickelt. Mehrere Länder und Firmen sind daran beteiligt. Eine dieser Missionen ist das Artemis-Programm der NASA, das dafür ausgelegt ist, innerhalb der nächsten wenigen Jahre wieder Menschen auf dem Mond zu landen.

Zur Originalseite

Die ShadowCam zeigt Shackleton

Auf dem schwarzweißen Bild des Kraters Shackleton auf dem Mond ist am oberen Bildrand eine Rille erkennbar, sie ist mit einem weißen Pfeil markiert.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ShadowCam, Koreanisches Forschungsinstitut für Luft- und Raumfahrt, Staatliche Universität Arizona

Der Krater Shackleton liegt am Südpol des Mondes. Die Gipfel im 21 Kilometer großen Krater werden von der Sonne beleuchtet, doch Shackletons Boden liegt im dauerhaft im Schatten. Dieses Bild, das die beschattete Kraterwand und den Boden von Shackleton zeigt, entstand mit der ShadowCam der NASA, einem Instrument an Bord des Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO), der im August 2022 startete.

Die ShadowCam ist etwa 200-mal empfindlicher als beispielsweise die Teleobjektivkamera des Lunar Reconnaissance Orbiters. Sie wurde entwickelt, um die permanent beschatteten Regionen auf der Mondoberfläche abzubilden. Auf diese Regionen fällt kein direktes Sonnenlicht. Daher enthalten sie wahrscheinlich Lagerstätten an Wassereis und anderen flüchtige Stoffen von urzeitlichen Kometeneinschlägen, die bei künftigen Mondmissionen nützlich sein könnten. Natürlich werden die permanent beschatteten Regionen durch Reflexionen von Sonnenlicht am nahen Mondgelände beleuchtet.

Dieses atemberaubend detailreiche Bild der ShadowCam zeigt die Spur eines Felsbrockens, der die Kraterwände von Shackleton hinabrollte. Sie ist mit einem Pfeil markiert. Am unteren Bildrand findet ihr den Maßstab des Bildes.

Zur Originalseite

Schatten am Südpol des Mondes

Dieses Bild der ständig beschatteten
Region am Südpol des Mondes entstand aus vielen Mondbildern, die aus verschiedenen Beleuchtungswinkeln aufgenommen wurden Es zeigt, welche Teile nie im direkten Sonnenlicht liegen.

Bildcredit: NASA, Arizona State U., Lunar Reconnaissance Orbiter

Beschreibung: Wurde dieses Bild der Mondoberfläche mit einem Mikroskop aufgenommen? Nein – es ist eine zeitübergreifende Beleuchtungskarte, die mit einer Weitwinkelkamera aufgenommen wurde. Dafür sammelte die Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter in einem Zeitraum von 6 Mondtagen (6 Erdmonaten) 1700 Bilder und nahm dabei immer wieder ein Gebiet um den Südpol des Mondes aus unterschiedlichen Winkeln auf.

Die Bilder wurden zu dieser Karte kombiniert, welche die prozentuale Zeit abbildet, die jeder Punkt der Oberfläche von der Sonne beleuchtet wurde. Der Boden des 19 Kilometer großen Kraters Shackleton in der Kartenmitte bleibt klar erkennbar im Schatten. Am Kraterrand, etwa auf der 9-Uhr-Position, befindet sich der Südpol des Mondes.

Die Kraterböden in der Nähe des Mondsüd- und -nordpols liegen vielleicht ständig im Schatten, während die Bergspitzen möglicherweise fast ständig von der Sonne beleuchtet werden. Die beschatteten Kraterböden könnten künftigen Außenposten als Wassereisspeicher dienen, während sonnenbeleuchtete Bergspitzen gute Standorte sind, um Sonnenenergie zu gewinnen.

12. April um 18 Uhr ist Yuri’s Night im Technischen Museum Wien – Eintritt frei!

Zur Originalseite

Terminator-Mond

Die Vorderseite des Mondes, erstellt aus Terminator-Bildern des Lunar Reconnaissance Orbiters LRO.

Bildcredit: NASA, Lunar Reconnaissance Orbiter, SVS; Bearbeitung und Bildrechte: Jai und Neil Shet

Beschreibung: Was ist an diesem Mond anders? Es sind die Schattengrenzen. Auf diesem Bild seht ihr keinen Terminator – das ist die Linie, die das Licht des Tages von der Dunkelheit der Nacht trennt. Dieses Bild ist nämlich ein digitales Komposit aus 29 terminatornahen Mondstreifen.

Die Bereiche am Terminator haben die längsten und auffälligsten Schatten. Diese Schatten lassen durch ihren Kontrast und ihre Länge ein flaches Foto dreidimensional erscheinen.

Die Originalbilder und -daten wurden in der Nähe des Mondes vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA aufgenommen. Viele Mondkrater fallen durch Schatten auf, die sie nach rechts werfen. Das Bild zeigt anschaulich, dass die dunkleren Regionen, die als Maria bezeichnet werden, nicht nur dunkler sind als der Rest des Mondes, sondern auch flacher.

Wähle einen Mond: Finde die Mondphase an deinem Geburtstag
Zur Originalseite

Die Mondphasen im Jahr 2021


Bildcredit: Daten: Lunar Reconnaissance Orbiter; Animation: Wissenschaftliches Visualisierungsstudio der NASA; Musik: Viertes Brandenburgisches Konzert, BWV 1049 (Johann Sebastian Bach), von Kevin MacLeod via Incompetech

Beschreibung: Welche Phase hat der Mond dieses Jahr an eurem Geburtstag? Das ist schwierig zu sagen, denn das Aussehen des Mondes ändert sich jede Nacht.

Während der Mond um die Erde kreist, wird zuerst immer mehr von seiner sonnenbeleuchteten Hälfte sichtbar und dann wiederum immer weniger. Dieses Video animiert Bilder, die vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA im Mondorbit aufgenommen wurden, um alle 12 Lunationen zu zeigen, die dieses Jahr – 2021 – auftreten.

Eine Lunation beschreibt einen vollen Mondzyklus mit all seinen Phasen. So eine volle Lunation dauert ungefähr 29,5 Tage, also etwas weniger als einen Monat („Mond„). Im Laufe jeder Lunation wird Sonnenlicht vom Mond aus verschiedenen Winkeln reflektiert und beleuchtet daher die verschiedenen Strukturen unterschiedlich. Dabei zeigt der Mond der Erde natürlich immer dieselbe Seite.

Weniger auffällig ist, dass sich die scheinbare Größe des Mondes Nacht für Nacht leicht ändert, sowie ein leichtes Wackeln, das als Libration bezeichnet wird, während sich der Mond seine elliptische Bahn entlang bewegt.

APOD-Webseminar am 12. Januar: Kostenlos registrieren; veranstaltet von der Vereinigung der Amateurastronom*innen von New York

Zur Originalseite