Gibt es eine Atmosphäre auf dem Mond? | NASA

Die Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) – Bereitstellung während der Apollo-17-mission. Bildnachweis: NASA

Bis vor kurzem akzeptierten die meisten Menschen die konventionelle Weisheit, dass der Mond praktisch keine Atmosphäre hat., So wie die Entdeckung von Wasser auf dem Mond unser Lehrbuchwissen über den nächsten himmlischen Nachbarn der Erde veränderte, bestätigen jüngste Studien, dass unser Mond tatsächlich eine Atmosphäre hat, die aus einigen ungewöhnlichen Gasen besteht, einschließlich Natrium und Kalium, die nicht in den Atmosphären von Erde, Mars oder Venus gefunden werden. Es ist eine unendlich kleine Menge Luft im Vergleich zur Erdatmosphäre., Auf Meereshöhe auf der Erde atmen wir eine Atmosphäre ein, in der jeder Kubikzentimeter 10.000.000.000.000.000.000 Moleküle enthält; Im Vergleich dazu hat die Mondatmosphäre weniger als 1.000.000 Moleküle im gleichen Volumen. Das klingt immer noch nach viel, aber wir betrachten es als ein sehr gutes Vakuum auf der Erde. Tatsächlich ist die Dichte der Atmosphäre an der Mondoberfläche vergleichbar mit der Dichte der äußersten Randbereiche der Erdatmosphäre, wo die Internationale Raumstation umkreist.
Was ist der Mond auf die Atmosphäre aus? Wir haben einige Hinweise., Die Apollo 17-Mission setzte ein Instrument namens Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) auf der Mondoberfläche ein. Es detektierte kleine Mengen einer Reihe von Atomen und Molekülen, einschließlich Helium, Argon und möglicherweise Neon, Ammoniak, Methan und Kohlendioxid. Von hier auf der Erde aus konnten Forscher mit speziellen Teleskopen, die Licht von der Mondoberfläche blockieren, Bilder des Glühens von Natrium-und Kaliumatomen in der Mondatmosphäre machen, während sie von der Sonne erregt werden. Dennoch haben wir nur eine unvollständige Liste dessen, was die Mondatmosphäre ausmacht., Viele andere Arten werden erwartet.
Wir denken, dass es mehrere Quellen für Gase in der Mond-Atmosphäre. Dazu gehören hochenergetische Photonen und Sonnenwindpartikel, die Atome von der Mondoberfläche stoßen, chemische Reaktionen zwischen dem Sonnenwind und dem Mondoberflächenmaterial, Verdunstung von Oberflächenmaterial, Material, das durch die Auswirkungen von Kometen und Meteoroiden freigesetzt wird, und Vergasung aus dem Inneren des Mondes. Aber welche dieser Quellen und Prozesse sind auf dem Mond wichtig? Wir wissen es immer noch nicht.,
Mit der Entdeckung bedeutender Eisablagerungen an den Polen des Mondes durch die NASA-Missionen Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) und Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) sowie der Entdeckung einer dünnen Streuung von Wassermolekülen im Mondboden durch das Chandrayaan X-ray Observatory hat eine weitere faszinierende Möglichkeit das Interesse der Forscher geweckt. Die Mondatmosphäre kann eine Schlüsselrolle in einem potenziellen Mondwasserkreislauf spielen und den Transport von Wassermolekülen zwischen polaren und Gebieten mit niedrigerer Breite erleichtern., Der Mond ist vielleicht nicht nur feuchter als wir dachten, sondern auch dynamischer.
Einer der kritischen Unterschiede zwischen den Atmosphären der Erde und des Mondes ist, wie atmosphärische Moleküle bewegen. Hier in der dichten Atmosphäre an der Erdoberfläche wird die Bewegung der Moleküle von Kollisionen zwischen den Molekülen dominiert. Die Atmosphäre des Mondes ist jedoch so dünn, dass Atome und Moleküle fast nie kollidieren. Stattdessen können sie Lichtbogenpfaden folgen, die durch die Energie bestimmt werden, die sie von den oben beschriebenen Prozessen und durch den Gravitationszug des Mondes erhalten haben.,
Der technische Name für diese Art von dünner, kollisionsfreier Atmosphäre, die sich bis zum Boden erstreckt, ist eine “ Oberflächengrenze Exosphäre.“Wissenschaftler glauben, dass dies die häufigste Art von Atmosphäre im Sonnensystem sein kann. Neben dem Mond, Merkur, den größeren Asteroiden, einer Reihe der Monde der Riesenplaneten und sogar einigen Objekten des fernen Kuipergürtels außerhalb der Umlaufbahn von Neptun können alle Oberflächengrenzexosphären haben. Aber obwohl diese Art von Atmosphäre üblich ist, wissen wir sehr wenig darüber., Eine direkt nebenan auf unserem Mond zu haben, bietet uns eine hervorragende Gelegenheit, unser Verständnis zu verbessern.
Zu den Zielen des Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) gehört es, die Zusammensetzung und Struktur der schwachen Mondatmosphäre zu bestimmen und zu verstehen, wie sich diese mit der Zeit ändern und wie die äußeren Bedingungen variieren. LADEES Messungen kommen zu einem entscheidenden Zeitpunkt: Mit zunehmendem Interesse einer Reihe von Nationen am Mond könnten zukünftige Missionen die natürliche Zusammensetzung der Mondatmosphäre erheblich beeinflussen.