Der erste Mensch auf dem Mond

Gespanntes Warten im Kontrollzentrum. Gerade hat eine Reihe von Warnungen des Bordcomputers beinahe zum Abbruch der Mission geführt, nun das: Der geplante Landeplatz ist mit kleinen Kratern und Gesteinsbrocken übersät. Der Kommandant Neil Armstrong greift zum Steuerknüppel und versucht, die Mondfähre von Hand zu landen. Doch der Treibstoff wird knapp …

Endlich kommt der erlösende Funkspruch: „Der Adler ist gelandet.“ Zum ersten Mal hat ein Raumschiff mit Menschen an Bord auf dem Mond aufgesetzt. Einige Stunden Ruhezeit und Vorbereitung, dann öffnet Armstrong die Ausstiegsluke und klettert die Leiter herunter. Mit den Worten „ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein gigantischer Sprung für die Menschheit“ setzt er als erster Mensch seinen Fuß auf den Mond. Kurz darauf folgt sein Kollege Buzz Aldrin.

Der Aufenthalt dauert nur kurz: In zweieinhalb Stunden auf der Mondoberfläche stellen die Astronauten eine amerikanische Fahne auf, sammeln einige Kilogramm Mondgestein ein und bauen verschiedene wissenschaftliche Experimente auf der Mondoberfläche auf.

Nach einer weiteren Ruhepause zünden sie das Triebwerk und fliegen zurück in eine Mondumlaufbahn. Dort wartet Michael Collins in der Raumkapsel Columbia, die sie zur Erde zurückbringen soll.

Edwin Aldrin steigt aus der Landefähre
Quelle: imago stock&people
Edwin Aldrin neben der amerikanischen Fahne
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Start der Mondrakete
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Ein Fußabdruck auf dem Mond
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Ein Maßband zum Mond

Unter den Geräten, die Aldrin und Armstrong auf dem Mond aufstellten, war auch ein spezieller Spiegel. Er ist so aufgebaut, dass er jeden Lichtstrahl zu seinem Ausgangspunkt zurückwirft. Mit einem gut gezielten Laserstrahl können Wissenschaftler nun diesen Spiegel anpeilen – und die Zeit stoppen, bis der gespiegelte Laserstrahl wieder bei ihnen ankommt. Wenn die Uhr genau genug geht, können sie den Abstand zum Mond bis auf wenige Millimeter genau messen. Dabei haben sie eine überraschende Feststellung gemacht: Der Mond entfernt sich jedes Jahr um etwa 3,8 Zentimeter von der Erde!

„The rising Earth“- Die Erde geht auf

Verkehrte Welt – über dem Mond-Horizont geht die Erde auf. Am Heiligabend 1968 schoss der amerikanische Astronaut William Anders dieses berühmte Foto.

Zusammen mit Frank Borman und James Lovell umrundete er auf der Apollo 8 Mission mehrfach den Mond. Als ihre Raumkapsel bei einer dieser Umrundungen wieder hinter dem Mond hervorkam, sahen sie die Erdkugel hinter dem Mondhorizont auftauchen. Sie waren von diesem Anblick tief beeindruckt und machten mehrere Fotos – obwohl Anders scherzhaft bemerkte, dies sei im Missionsplan gar nicht vorgesehen.

Einen wirklichen „Erdaufgang“ – so wie wir auf der Erde stehend den Mond aufgehen sehen – kann man auf der Mondoberfläche aber nicht erleben. Denn der Mond wendet der Erde immer die gleiche Seite zu. Wenn man sich auf dieser Seite aufhält, sieht man die Erde die ganze Zeit – und auch immer an der gleichen Stelle am Himmel. Und von der Mondrückseite aus ist die Erde niemals zu sehen.

„The rising Earth“
Quelle: NASA
Das erste Foto der Mondrückseite
Quelle: NASA/NSSDC

Das zweite Gesicht

Der Mond zeigt sich von einer ganz neuen Seite: Am 7. Oktober 1959 schoss die russische Sonde „Luna 3“ das erste Foto von der Rückseite des Mondes. Allerdings musste die Welt noch elf Tage auf dieses historische Foto warten: Erst als die Sonde wieder Richtung Erde flog, war die Funkverbindung gut genug, um das Bild zu senden.

Auf den ersten Blick sieht das Bild nicht sehr spektakulär aus. Die Auflösung ist schlecht, und da die Sonne fast senkrecht auf die Mondoberfläche scheint, kann man keine Schatten von Bergen und Kratern sehen.

Eine Überraschung gab es dann aber doch: Auf der Rückseite hat der Mond viel weniger dunkle Flecken als auf der Vorderseite. Über den Grund rätseln die Astronomen bis heute!

Bis zu diesem Foto hatte die Menschheit keine Ahnung, wie es dort aussieht. Denn von der Erde aus sieht man immer nur die gleiche Seite des Mondes.

Was ist der Mond?

Er ist der hellste Himmelskörper am Nachthimmel: der Mond. In Vollmondnächten scheint er so hell, dass manche Menschen schlecht schlafen können. Er erscheint so groß wie die Sonne und die Sterne wirken daneben wie winzige Lichtpunkte.

Der Mond erhellt die Nacht
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Doch der Eindruck täuscht: In Wirklichkeit ist der Mond (Durchmesser: 3474 km) nur etwa ein Viertel so groß wie die Erde (12742 km) – und die Sonne (1,39 Millionen km) ist sogar vierhundert Mal größer. Der Mond erscheint uns nur gleich groß, weil er uns so nahe steht – die Sonne (Abstand zur Erde etwa 150 Millionen km) ist nämlich auch etwa vierhundert Mal weiter entfernt als der Mond. (384400 km, ein Flugzeug benötigt für diese Strecke immerhin 18 Tage!)

Auch das helle Licht täuscht: Anders als die Sonne leuchtet der Mond nicht von selbst, sondern wird von der Sonne angestrahlt. Ein Teil dieses Lichts wird dann von der Mondoberfläche zurückgeworfen und trifft auf die Erde. Nur weil der Mond uns so nahe steht, kommt auf der Erde genügend Licht an, um uns die Nacht zu erhellen – zumindest, wenn der Mond nicht gerade spurlos verschwunden zu sein scheint …

Warum hat der Mond Flecken?

Der Mann im Mond – bekannt aus Liedern, Filmen und Geschichten. Tatsächlich: Auf der Mondoberfläche gibt es auffällige dunkle Flecken, und mit etwas Phantasie kann man darin ein Gesicht erkennen. Aber was sind diese Flecken wirklich?

Die dunklen Flecken sind auch mit bloßem Auge gut zu erkennen.
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Anfangs hielten Wissenschaftler die dunklen Stellen für Meere. Aber spätestens seit dem ersten Besuch auf dem Mond 1969 ist klar: Der Mond ist staubtrocken, die ganze Mondoberfläche besteht aus feinem grauem Gesteinspulver. Und die dunklen Flecken sind große Tiefebenen, die einfach mit dunklerem Staub gefüllt sind. Dadurch erscheint der Mond hell und dunkel gefleckt. Aber wie sind diese Tiefebenen entstanden?

Der Krater Daedalus, aufgenommen während der ersten Mondlandung 1969.
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Die Tiefebenen sind schon fast so alt wie der Mond selbst. Als in der Frühzeit des Sonnensystems die Oberfläche des Mondes schon zu einer Kruste erstarrt war, schlugen immer wieder große Asteroiden auf dem Mond ein und rissen Löcher in die frische Kruste. Dort lief Lava aus dem noch heißen, flüssigen Mondinneren heraus und füllte die Tiefebenen. Lavagestein ist dunkler als das Krustengestein, so erscheinen die Tiefebenen dunkler.

Inzwischen schlagen kaum noch große Asteroiden auf dem Mond ein, aber immer noch jede Menge kleiner. Da der Mond (anders als die Erde) keine Atmosphäre hat, verglühen sie nicht, sondern treffen die Oberfläche. Meistens reicht die Wucht der Einschläge aber nur aus, um etwas Gestein zu zerbröseln und ein bisschen Staub aufzuwirbeln, der aber schnell wieder zu Boden sinkt. Daher besteht die Mondoberfläche heute aus Gesteinsstaub, vor allem aus hellem Krustengestein und in den Tiefebenen aus dunklerem Lavagestein. Von der Erde sieht das dann aus wie Flecken, Meere – oder eben ein Gesicht.

Warum haben Planeten Monde?

Die Erde hat einen, der Mars zwei, Jupiter und Saturn sogar je über sechzig! Nur zwei Planeten im Sonnensystem müssen ohne Monde auskommen: Merkur und Venus, alle anderen Planeten haben mindestens einen Mond. Aber warum haben die meisten Planeten Monde? Und was ist ein Mond eigentlich?

Unser Mond ist nur einer unter vielen in Sonnensystem.
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Für uns ist der Mond zuerst einmal der helle Kreis, der nachts am Himmel steht. Er sieht zwar klein aus, aber in Wirklichkeit ist er eine große Gesteinskugel mit 3475 km Durchmesser, die um die Erde kreist. Und genau so ist es auch bei den anderen Planeten: Sie werden ebenso von kleineren oder größeren Himmelskörpern auf regelmäßigen Bahnen umkreist. Auch diese Himmelskörper nennen die Astronomen „Monde“.

Um an einen Mond zu kommen, hat ein Planet normalerweise zwei Möglichkeiten: Entweder der Mond entsteht zusammen mit seinem Planeten, oder der Planet entsteht zuerst und fängt später einen kleineren Himmelskörper ein.

Diese kleineren Himmelskörper sind Asteroiden, die herrenlos durchs Sonnensystem fliegen. Wenn sie in die Nähe eines viel größeren Planeten kommen, werden sie von dessen Schwerkraft angezogen. Diese zwingt den Asteroiden auf eine Umlaufbahn um den Planeten – der Planet hat einen Mond bekommen. Dieses „Einfangen“ eines Mondes klappt umso besser, je schwerer der Planet ist. Deshalb haben die großen und schweren Planeten Jupiter und Saturn auch die meisten Monde im Sonnensystem.

Jupiter und Vulkan, einer seiner Monde
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Der Jupitermond Io
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Selbst Pluto hat einen Mond (Aufnahme des Hubble-Teleskops)
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Andere Monde haben sich aus Staubresten geformt, die übrig blieben, als ihre Planeten entstanden: Zu Beginn war das Sonnensystem nichts als eine große Scheibe aus Staub, Gas und Eis. In der Mitte ballte sich die Materie besonderes stark zusammen – hier entstand die Sonne, umgeben von der restlichen Scheibe aus Staub, Eis und Gas. In dieser Scheibe wiederholte sich das Gleiche im Kleinen: Wieder bildeten sich kompakte Klumpen – die Planeten – und der restliche Staub sammelte sich in einer Scheibe. Und wenn genügend Materie in dieser Scheibe vorhanden war, entstanden dort noch kleinere Klumpen: Monde. (Nur wenn die Anziehungskraft des Planeten sehr stark war, wurden die Klumpen gleich wieder zerrissen. Das war zum Beispiel dicht um den Saturn herum der Fall, der bis heute von Staubringen umgeben ist.)

Sowohl Monde, die aus den Staubresten entstanden, als auch die eingefangenen Monde sind sehr viel kleiner als ihre Planeten.

Die Erde ist die große Ausnahme: Ihr Mond ist viel größer, als er im Vergleich zur Erde sein dürfte. Deshalb kann er weder aus Staubresten entstanden, noch einfach so eingefangen worden sein. Stattdessen verdankt die Erde ihren Mond einer kosmischen Katastrophe, die beinahe den Planeten zerstört hätte:

Kurz nachdem die Erde entstanden war, stieß sie mit einem Himmelskörper zusammen, der etwa halb so große war, wie sie selbst. Die Wucht dieses Aufpralls kann man sich nicht vorstellen: Die Explosion war so stark, dass die junge Erde zum großen Teil wieder schmolz – und der andere Himmelskörper ebenso. Ein Teil der geschmolzenen Masse wurde davongeschleudert und sammelte sich in einer Umlaufbahn zu einer zweiten Kugel. Im Laufe der Zeit kühlten diese beiden Kugeln ab und wurden wieder fest. Die größere Kugel kreist heute als Erde um die Sonne – und um die Erde kreist die kleinere als Mond.