Wie kann am Mondtag der Menschheit das Monderbe geschützt werden?

Ein Astronaut, der auf dem Mond landete, trat versehentlich auf den ersten Fußabdruck, den Armstrong auf der Mondoberfläche hinterlassen hatte, als er versuchte, ein Foto des Banners zu machen, das auf dem Mondraumschiff angebracht war. Das Monderbe des „ersten Fußabdrucks der Menschheit im Weltraum“ wurde einfach so zerstört. Diese urkomische Szene stammt aus einer Werbeanzeige für eine bestimmte Mobiltelefonmarke.

(Astronaut: Ich habe auf dem Mond ein Problem!

Screenshot von https://www.bilibili.com/video/av35593926)

Tatsächlich besteht dieses Risiko in der Realität. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der bemannten Raumfahrttechnologie wird es für den Menschen bald Realität werden, zum Mond zurückzukehren und eine umfassendere und eingehendere Erkundung des Mondes durchzuführen: Die Chang'e 4 meines Landes hat die erste bemannte Landung auf der Rückseite des Mondes durchgeführt, und die geplante Raumstation Deep Space Gateway der NASA wird eine vorgeschobene Basis für Landungen auf dem Mond in der Umlaufbahn um den Mond errichten und kontinuierlich Sonden auf der Mondoberfläche aussetzen, um eine systematische Erkundung des Mondes durchzuführen.

Um zu verhindern, dass durch immer häufigere Erkundungen die Menschheitsgeschichte und das wissenschaftliche Erbe auf dem Mond zerstört werden, hat die NASA einen entsprechenden Empfehlungsbericht herausgegeben.

Grenze zwischen Abstieg und Landung: Vermeidung der Zerstörung des Kulturerbes durch Raumfahrzeuge

Auf dem Mond gibt es eine Menge menschliches Erbe.

Im Jahr 1959 stürzte die sowjetische Raumsonde Luna 2 kontrolliert auf dem Mond und hinterließ das erste von Menschenhand geschaffene Objekt auf der Mondoberfläche. Das in den 1960er und 1970er Jahren durchgeführte Apollo-Mondlandungsprogramm hinterließ eine große Zahl von künstlichen Objekten für verschiedene Zwecke auf der Mondoberfläche. Dazu gehören die Oberstufe der Saturn-V-Rakete S-IVB, das Mondlandemodul, der Mondrover und andere Raumfahrzeuge, die ihre Missionen abgeschlossen haben, sowie die Skulptur „Fallen Astronauts“, die zum Gedenken an die im Dienst gefallenen Astronauten geschaffen wurde, die amerikanische Flagge, die Astronautenmedaille und andere Gegenstände von spirituellem Wert.

Um diese Kulturdenkmäler auf dem Mond vor der Zerstörung durch künftige Weltraumaktivitäten zu schützen, hat die NASA zwei „Schutzzonen“ für diese künstlichen Objekte eingerichtet: die Abstiegs-/Landegrenze und die Grenze menschlicher Aktivitäten.

Die Abstiegs-/Landegrenzen werden gezogen, um „Artefakte“ von Raumfahrzeugen vor den Auswirkungen von Raumfahrzeugen im Flug zu schützen. Die NASA empfiehlt, dass sowohl die Flugbahn eines Raumfahrzeugs, das nahe der Mondoberfläche absteigt, als auch die Flugbahn eines Raumfahrzeugs, das tief fliegt, außerhalb eines kreisförmigen Bereichs mit einem Radius von zwei Kilometern um das Monderbe liegen sollte.

Durch theoretische Berechnungen und tatsächliche Beobachtungen während der Apollo-Mondlandungsmission sind Wissenschaftler davon überzeugt, dass das von den Triebwerken der Raumsonde mit hoher Geschwindigkeit auf die Mondoberfläche ausgestoßene Verbrennungsgas den Großteil des Mondbodens und Kieses auf der Mondoberfläche auf Geschwindigkeiten von 300 bis 2.000 m/s hochwirbeln kann. Der schwerste Mondboden und Staub kann sogar auf über 2,37 km/s hochgeschleudert werden, wodurch die Fluchtgeschwindigkeit des Mondes überschritten wird und er in eine Umlaufbahn um die Sonne gelangt. Wenn ein Raumfahrzeug zu nahe an einem Monderbeobjekt landet oder vorbeifliegt, könnten Mondboden und -kies das Monderbeobjekt treffen und Schaden anrichten. So lag beispielsweise die Landestelle von Apollo 12 155 Meter von der zuvor gelandeten unbemannten Sonde Surveyor 3 entfernt. Als Apollo 12 landete, traf von den Triebwerksdüsen aufgewirbelter Kies die Oberfläche von Surveyor 3 und verursachte geringfügige Schäden. Glücklicherweise befindet sich Surveyor 3 in einem Einschlagkrater und liegt 4,3 Meter tiefer als die Landestelle von Apollo 12, sodass die Sonde den meisten Angriffen aus Sand und Kies entging. Nachfolgende Analysen zeigten, dass der Aufprall der Explorer 3 um mehrere Größenordnungen stärker gewesen wäre, wenn ihre geografische Flughöhe mit der von Apollo 12 identisch gewesen wäre. Dies hätte wahrscheinlich schwerwiegendere Folgen gehabt, beispielsweise eine Beschädigung der Sonde.

(Der Apollo-12-Astronaut Pete Conrad führt eine Probenentnahmemission in der Nähe der Surveyor-3-Sonde durch. Auf dem Bild ist unschwer zu erkennen, dass sich das Mondlandemodul der Apollo-12-Raumsonde in der Ferne höher befindet als Surveyor 3. Bildquelle: NASA)

Mit zunehmender Entfernung nimmt die Schadenswirkung des vom Motor aufgewirbelten Sandes und Kieses allmählich ab. Ist das Schutzgebiet allerdings zu groß, führt dies zu erheblichen Einschränkungen für künftige Explorationsaktivitäten. Glücklicherweise ermöglicht der kleinere Radius des Mondes, diesen Widerspruch aufzulösen. Berechnungen zeigen, dass der vom Triebwerk aufgewirbelte Sand und Kies zwar bis zu 1,8 Kilometer weit vom Raumfahrzeug wegfliegen kann, aufgrund der Krümmung der Mondoberfläche ist der Großteil des Sandes und Kieses zu diesem Zeitpunkt jedoch bereits weit von der Mondoberfläche entfernt und kann über die Mondrückstände hinwegfliegen. Durch die Ausweitung der Abstiegs-/Landegrenze auf zwei Kilometer können Risiken, wie beispielsweise das Unkontrollieren des Raumfahrzeugs, weiter verringert werden.

Künstliche Aktivitätsgrenzen: So vermeiden Sie, dass Astronauten durch Zeiterfassung in Schwierigkeiten geraten

Selbst wenn ein Mondraumschiff mehr als zwei Kilometer vom Monderbe entfernt auf der Mondoberfläche landen würde, könnten leichtsinnige Astronauten immer noch Wege finden, sich in der Nähe des Erbes „einzuchecken“. Dies könnte zu der Tragödie führen, dass sie versehentlich in Armstrongs Fußabdrücke treten, wie in der Handywerbung gezeigt.

Im gesamten Apollo-Programm gibt es zwei Missionen, die eine besondere Bedeutung haben: Die eine ist natürlich die Mission Apollo 11, die die erste menschliche Landung auf dem Mond war und den Beginn der Ära der Mondlandung markierte. Die andere war die Apollo-17-Mission, die das Ende des Hypes um die Mondforschung markierte.

Um sicherzustellen, dass das Erbe dieser beiden ikonischen Ereignisse für immer erhalten bleibt, hat die NASA Beschränkungen für menschliche Aktivitäten festgelegt: Astronauten und von Menschenhand geschaffene Objekte wie der Mondrover dürfen sich der Landestufe der Raumsonde Apollo 11, die sich noch immer auf dem Mond befindet, nicht auf näher als 50 Meter nähern. Bei Apollo 17 wurde dieser Abstand auf 225 Meter erhöht, da der Mondrover den Bewegungsspielraum der Astronauten vergrößerte.

(Auf einer Gedenktafel an der Landestufe der Mondlandefähre von Apollo 11 steht: „Im Juli 1969 betraten Menschen vom Planeten Erde den Mond. Wir kamen für den Frieden der gesamten Menschheit.“ Diese Gedenktafel befindet sich noch heute mit der Landestufe der Mondlandefähre von Apollo 11 auf dem Mond. Bildquelle: NASA)

Die Dichte der Mondatmosphäre ist nahezu vernachlässigbar und es gibt kein starkes Eigenmagnetfeld, das sie vor dem Beschuss geladener Teilchen schützen könnte. Raumfahrzeuge auf der Mondoberfläche werden direkt von Sonnenwindpartikeln und kosmischer Strahlung angegriffen. Die Veränderungen, die in den letzten Jahrzehnten an der Apollo-Raumsonde und den dazugehörigen, auf der Mondoberfläche zurückgelassenen Ortungsinstrumenten vorgenommen wurden, könnten den Wissenschaftlern neue Entdeckungen und Erkenntnisse bescheren. Für die Raumfahrzeuge Apollo 12 und Apollo 14-16 (Apollo 13 geriet während des Fluges in eine gefährliche Situation und konnte nicht auf dem Mond landen) hat die NASA einen kleineren Schutzbereich von 1 bis 3 Metern festgelegt, in der Hoffnung, den Zustand dieser alten Raumfahrzeuge in Zukunft möglichst genau zu erkennen und gleichzeitig das Erbe so weit wie möglich zu schützen.

Obwohl mehr als vier Jahrzehnte vergangen sind, werden die von Apollo 11, 14 und 15 auf der Mondoberfläche platzierten Lasersender immer noch in der wissenschaftlichen Forschung verwendet. Nachdem die Wissenschaftler den Sender auf dem Mond anvisiert und einen Laser gestartet haben, erfassen sie die vom Reflektor emittierten Laserphotonen, berechnen die Zeit, die der Laser für den Hin- und Rückweg benötigt, und multiplizieren diese mit der Lichtgeschwindigkeit, um die Entfernung zwischen Erde und Mond zu ermitteln. Einen Reflektor mit kleiner Oberfläche mit einem Laser präzise zu beleuchten, ist so schwierig, wie eine 3 Kilometer entfernte, fliegende Münze mit einer Pistole zu treffen. Aufgrund des unvermeidlichen Divergenzeffekts des Lichtstrahls kann selbst bei einem Teleskop mit einem Durchmesser von bis zu 3 Metern ein Photon erst empfangen werden, nachdem durchschnittlich 1017 Photonen durch den Laser emittiert wurden. Gleichzeitig müssen bei der Bestimmung der Ausbreitungsverzögerungszeit einige Störungen und Veränderungen berücksichtigt werden, die beim Durchgang des Lasers durch die Erdatmosphäre auftreten. Erst durch aufwendige Berechnungen lassen sich hochpräzise Daten zur Entfernung zwischen Erde und Mond gewinnen.

(Textilreflektor von Apollo 11 auf der Mondoberfläche. Bild mit freundlicher Genehmigung der NASA)

Je länger die Erfassungsdaten gesammelt werden, desto mehr wissenschaftliche Informationen können sie wiedergeben. Wenn jedoch zukünftige Weltraumaktivitäten versehentlich mit den Reflektoren auf dem Mond in Kontakt kommen und einige ihrer Indikatoren verändern, entsteht eine „Lücke“ zwischen den bereits gesammelten und den zukünftig zu gewinnenden Daten, und der wissenschaftliche Wert wird erheblich verringert. Daher werden die Grenzen menschlicher Aktivität, die die NASA für ihr Monderbe festgelegt hat, auch dazu beitragen, dass die Mondlandemissionen, die Geschichte geworden sind, weiterhin wissenschaftliche Ergebnisse hervorbringen.

Beobachtungen der letzten Jahre haben jedoch gezeigt, dass die Fähigkeit dieser Reflektoren, Laser zu reflektieren, abnimmt. Als Ursache dafür gehen Wissenschaftler davon aus, dass Verformungen durch Sonnenlicht, Erosionen durch kosmische Strahlung oder Sonnenwindpartikel oder Staubablagerungen auf der Mondoberfläche und den Reflektoren verantwortlich sein könnten. Daher hoffen die Wissenschaftler, in Zukunft auch Felduntersuchungen und Untersuchungen zum Zustand dieser Reflektoren durchführen zu können. Die von der NASA für diese Reflektoren festgelegte 1-Meter-Grenze für menschliche Aktivitäten wird diese Entdeckungen ermöglichen und gleichzeitig die Sicherheit der Reflektoren so weit wie möglich gewährleisten.

(Das Goddard Space Flight Center in den USA verwendet Laser, um die Entfernung zwischen Erde und Mond zu messen. Quelle: Wikipedia.)

Ethische Standards für die Weltraumforschung

Tatsächlich haben die in diesem Bericht von der NASA gegebenen Explorationsempfehlungen nicht einmal in den Vereinigten Staaten Rechtswirkung und wurden nicht durch internationale Abkommen wie das Komitee der Vereinten Nationen für die friedliche Nutzung des Weltraums (UNCOPUOS) und das Komitee für Weltraumforschung (COSPAR) geregelt und haben keine de facto bindende Kraft.

Sollte es tatsächlich einen rücksichtslosen Menschen geben, der die von der NASA gesetzten Schutzgrenzen durchbricht und in Armstrongs Fußstapfen tritt, scheint die NASA keine andere Möglichkeit zu haben, als sich auf die Brust zu trommeln, mit den Füßen zu stampfen und ihn streng zu verurteilen.

Allerdings muss sich jedes Land oder Unternehmen, das ein Raumschiff zum Mond schicken kann, der Strapazen und Schwierigkeiten der Mondforschung bewusst sein und daher das bisherige Monderbe respektieren und den Schutzempfehlungen der NASA folgen. Denn obwohl Armstrong Amerikaner war, war das, was er tat, tatsächlich ein großer Schritt für die Menschheit. Respekt und Schutz des Monderbes sollten der ethische Kodex der Weltraumforschung sein, an den sich alle Weltraumaktivitäten halten sollten.

(Titelbild des Berichts zum Schutz des Monderbes. Quelle: NASA)

Referenzinhalt: Empfehlungen der NASA an Raumfahrtunternehmen: So schützen und bewahren Sie den historischen und wissenschaftlichen Wert von Mondartefakten der US-Regierung, NASA, 2011