Komm Blog | 26. August 2010 | 4 Kommentare

Fernrohrspaziergang auf dem Mond

Wir alle haben die Berichte von der ersten bemannten Mondlandung im Jahre 1969 schon oft im Fernsehen gesehen und erinnern uns an die Bilder der Mondoberfläche, aufgenommen aus der Umlaufbahn oder an der Landestelle selbst. Aber wieviel kann man hiervon mit dem Fernrohr sehen? Und wo liegt die Landestelle eigentlich genau? Hier ist ein Reiseführer zu einem ungewöhnlichen Ausflugsziel.

Als die Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin im Juli 1969 den Mond betraten, war ich 13 Jahre alt und fasziniert von den verrauschten Schwarz/Weiß-Bildern, die das Fernsehen übertrug. So sehr, daß ich mit meinem ersten kleinen Himmelsfernrohr stundenlang die Landestelle anschaute und mir vorstellte, selbst bei dem großen Weltraumabenteuer dabei zu sein. Leider kann man auch mit den größten Fernrohren auf der Erde die Spuren, die die Astronauten auf der Oberfläche hinterlassen haben, nicht sehen. Dies gelang erst kürzlich den hochauflösenden Kameras des Lunar Reconaissance Orbiters vom Mondorbit aus. Dennoch ist es spannend, mit dem Himmelsfernrohr selbst die Umgebung der Landestellen zu erkunden.

Blick auf den Mond

Die Oberfläche des Mondes (Download High-Resolution). Bilder: Rolf Hempel.

Am Morgen des 31. Juli 2010 waren die Bedingungen günstig für einen Ausflug zur "Tranquility Base", dem Landepunkt der ersten Astronauten: Dort stand der Sonnenuntergang kurz bevor. Jedes Oberflächendetail warf einen langen Schatten und war somit gut erkennbar. Ich habe die Gelegenheit genutzt und um 4.29 Uhr dieses Mondportrait von meinem Garten in Buchholz (Westerwald) aus aufgenommen.

FernrohrGegenüber meinem ersten Teleskop vor 41 Jahren hat sich mein Instrumentarium inzwischen verbessert. Das Objektiv des Fernrohrs ist ein dreilinsiger Apochromat mit 130 mm Öffnung und 1200 mm Brennweite, ergänzt durch einen sogenannten "Flatfield-Corrector", der das Bildfeld ebnet und die Brennweite auf 3000 mm vergrößert. Damit leuchtete der Mond den 22-Megapixel-Vollformatsensor der Spiegelreflexkamera fast ganz aus.

Mare Tranquilitatis im Blick

Im Übersichtsbild des Mondes ist die grobe Lage der Landestelle im südwestlichen Mare Tranquilitatis, dem Meer der Ruhe, durch ein kleines Rechteck markiert. Hier gehen wir bei einer stärkeren Vergrößerung auf die Suche nach der Landestelle. Dazu ist es leider mit einer einfachen Ausschnittsvergrößerung nicht getan; das Bildrauschen würde zu stark werden. Daher habe ich zehn gute Einzelaufnahmen paßgenau überlagert und erst dann vergrößert. Da die "Rauschpixel" auf jeder Aufnahme woanders liegen, wird durch die Mittelung das Bild ruhiger.

Hier ist das Ergebnis: In der Umgebung der markierten Landestelle zeigt das Foto eine Fülle von Oberflächendetails. Die kleinsten sichtbaren Krater haben Durchmesser von etwa zweieinhalb Kilometern. Trotz dieser stattlichen Größe erscheinen sie uns von der Erde aus so klein wie eine 1-Euro-Münze in vier Kilometern Entfernung. Vielleicht wird jetzt klar, warum man die Spuren der Astronauten nicht sehen kann.

Mare Tranquilitatis

In dieser Bildversion führen Markierungen zu einigen interessanten Stellen: Als erstes fallen die Namen der drei Apollo-11-Astronauten auf. Tatsächlich hat die Internationale Astronomische Union nach der Mondlandung drei kleinere Krater in der Nähe der Landestelle nach ihnen benannt. Ihre Durchmesser liegen zwischen 4,6 Kilometern (Armstrong) und 2,4 Kilometern (Collins). Etwas südlich der Landestelle verläuft der "US Highway 1". Die Astronauten mußten sich vor ihrer Mission mit der Umgebung der Landestelle genau vertraut machen und gaben einigen Formationen einprägsame Namen. Offenbar erinnerte sie dieses Rillensystem mit dem offiziellen Namen "Rimae Hypathia" an die berühmte Küstenstraße in Kalifornien.

Landestelle von Apollo 11

Nördlich der Landestelle sehen wir den 75 Kilometer großen "Geisterkrater" Lamont, ein System von nur etwa 100 Meter hohen Bodenwellen im sonst sehr flachen Mare, das nur bei sehr niedrigem Sonnenstand sichtbar wird. Aus Bahnstörungen der Lunar-Orbiter-Satelliten fanden Forscher in den 1960er Jahren an dieser Stelle eine Dichtekonzentration unter der Oberfläche, ein sogenanntes "Mascon". Die plausibelste Erklärung: Hier war ein großer Einschlagkrater später von der Lava des Mare Tranquilitatis fast vollständig überdeckt worden.

Vor den Mondlandungen gab es eine große Kontroverse unter Wissenschaftlern, ob die Mondkrater durch Einschläge entstanden oder vulkanischen Ursprungs seien. Am Ende hat die Einschlagstheorie gesiegt. Doch es gibt auch Spuren vulkanischer Aktivität auf dem Mond. Zwei davon sehen wir auf dem Bild oben links in Form von Beulen in der Oberfläche mit den Namen "Arago Alpha" und "Beta". Aufsteigende Lava hat hier den Mare-Boden angehoben und zu sogenannten "Domes" geformt. Sie erscheinen allerdings höher als sie wirklich sind: Bei einem Durchmesser von 20 Kilometern sind sie nur etwa 100 Meter hoch. Eine "Besteigung" dieser Hügel würde man kaum bemerken: Mit gerade einmal 1,4 Grad Steigung ginge es nicht sehr steil hinauf.

Es gäbe noch viele spannende Geschichten über die großen und kleinen Einzelheiten dieses Mondfotos. Noch besser als alle Fotos ist allerdings der Anblick des Mondes im Fernrohr. Für Frühaufsteher bieten sich hierfür in den kommenden Herbstmonaten besonders die Zeiten kurz vor dem abnehmenden Halbmond an. Das ist dann schon fast so faszinierend wie ein Flug zum Mond!

Rolf Hempel ist Leiter der DLR-Einrichtung Simulations- und Softwaretechnik und begeisterter Amateurastronom.

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Paul Koelick
27. August 2010 um 14:26 Uhr

Hallo Herr Hempel,

vielen Dank für diesen interessanten Artikel. Jetzt weiß ich auch was ein Flatfield Corrector ist. Was mich noch interessiert, mit welcher Kamera haben Sie fotografiert oder gefilmt und mit welcher Software überlagert.

Rolf Hempel
27. August 2010 um 15:49 Uhr

Hallo Herr Koelick,

es freut mich, daß Ihnen der Artikel gefallen hat. Das Übersichtsbild (auch im High-Res-Mode) ist eine Einzelaufnahme mit einer Spiegelreflexkamera vom Typ Canon 5D Mark II. Für die Ausschnittsvergrößerung habe ich 10 solcher Bilder mit der freien Software Giotto (www.giotto-software.de) von Georg Dittie überlagert.

Weil Sie das Thema "Filmen" ansprechen: die Canon erlaubt ja auch die Aufnahme von HDTV-Videos. Mit Giotto kann man dann die besten Frames aus einem Video automatisch selektieren und überlagern. Das habe ich am Mond ausprobiert. Leider war das Ergebnis schlechter als im Standbild-Modus, vermutlich wegen der Kompressionsalgorithmen im HDTV-Format.

Ubrigens, der Vollständigkeit halber: Bei dem Flatfield-Corrector handelt es sich um den "Fluorit Flatfield Converter" der Firma Baader Planetarium.

Beste Grüße
Rolf Hempel

Wilfried Tost
06. September 2010 um 23:17 Uhr

Hallo Kollege Hempel,
das Mondbild ist wirklich gut gelungen. Durch den günstigen Aufnahmezeitpunkt ist im Südwesten genau am Terminator das wenig bekannte Mutus-Vlacq-Becken zu erkennen. Wunderbar! Das Becken wird durch die beiden gegenüber liegenden Krater Mutus und Vlacq aufgespannt und erscheint hier als strukturlose Fläche, die nur von einigen mittelgroßen Kratern bedeckt ist und ansonsten durch seine Einheitlichkeit auffällt. (Mutus ist der obere der beiden großen Krater an der Schattengrenze im Süden und Vlacq liegt auf der bereits unbeleuchteten Seite östlich des darüber liegenden Hommel, der genau vom Terminator durchtrennt wird) So gut wie auf dieser Aufnahme erkennt man das Becken selten, denn laut Laserhöhenmessungen ist es nur etwa drei Kilometer tiefer als seine Umgebung. Da es nie von Lava überflutet wurde, fehlt ihm die typische dunkle Oberfläche der Maria und es ist nur an der Topografie zu erkennen.