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NEPOS (Near-Surface Seismic Exploration of Planetary Bodies with Adaptive Networks)
Was verbirgt sich unter der Mondoberfläche? Unter simulierten Mondbedingungen in der LUNA-Halle testen wir seismische Verfahren zur Erkundung von Bodenschätzen wie Wassereis – und ebnen damit den Weg für autonome Monderkundung und nachhaltige Weltraummissionen.
Gibt es Wassereis auf dem Mond und höhlenähnliche Gebilde, die bei künftigen Mondmissionen als Ressourcen genutzt werden können?
Lavahöhlen unter der Mondoberfläche könnten vor Strahlung, Mikrometeoriten und Temperaturschwankungen schützen. Eis könnte bei künftigen Missionen als Ausgangsstoff für Trinkwasser, Sauerstoff und Treibstoff dienen. Außerdem ist Wasser ein spannender Zeitzeuge des frühen Sonnensystems und damit extrem interessant für Forschende. Um derartige Ressourcen auf dem Mond aufzuspüren, braucht es geeignete Systeme und Verfahren. Diese zukunftsgewandten Fragen stehen aktuell stark im Fokus der Forschung.
Projekt NEPOS: Messverfahren unter Mond-analogen Bedingungen in der freien Natur
Einen Beitrag dazu leistet das Projekt NEPOS (Near-Surface Seismic Exploration of Planetary Bodies with Adaptive Networks). Im Rahmen des Projektes werden seismische Messverfahren und adaptive Sensornetzwerke erforscht, um künftig beispielsweise Lavahöhlen und Wassereis auf dem Mond aufzuspüren.
Ein Forscherteam der LMU München und des DLR Institut für Kommunikation und Navigation konnte dabei passive seismische Verfahren für die Erkundung von Lavahöhlen auf Lanzarote untersuchen. Diese Höhlen haben mond-analoge Strukturen und damit ähnliche Anforderungen an die angewandten Messverfahren.
Verschiedene Gesteinsarten leiten Wellen unterschiedlich schnell – das machen sich seismische Messmethoden zu Nutze und bilden diese unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit ab. So können z.B. Hohlräume oder Materialien mit bestimmten physikalischen oder chemischen Eigenschaften unter der Oberfläche aufgespürt werden. Bei passiven Messverfahren werden auf Basis von bereits vorhandenen, natürlichen Schwingungen seismische Daten mit Sensoren gemessen.
„Besonders aufschlussreich waren für uns die Daten, die wir vor Ort bei einer mehrtägigen Messkampagne über den Lavahöhlen sammeln konnten. So können Messverfahren unter Echtbedingungen validiert und weiterentwickelt werden. Diese Gelegenheit war ein echtes Highlight für uns“, bestätigen Kai Nierula, Ban-Sok Shin, Dmitriy Shutin, die für das DLR dabei waren. Heiner Igel, Professor für Geophysik und Seismologie an der LMU, der zusammen mit Sabrina Keil und Dominic Strutz am Projekt mitwirkt, ergänzt: „Die Exploration der oberflächennahen Strukturen des Mondes (und auch des Mars und anderer planetarer Objekten) hat hohe Priorität für zukünftige bemannte und unbemannte Missionen. Daher ist es wichtig, optimale experimentelle Ansätze zu entwickeln, um mit möglichst wenig Aufwand seismische Tomographie zu betreiben.“
Forschungsarbeiten im Vorfeld in der LUNA-Halle unter Laborbedingungen
Ähnliche Messungen wurden wenige Monate vorher im Rahmen des Projekts in der LUNA Mondsimulationsanlage durchgeführt.
Dort bilden DLR und ESA in einem gemeinsamen Projekt seit 2024 eine Infrastruktur und Mondoberfläche nach, die für verschiedenste Forschungszwecke ausgelegt ist. Die nun durchgeführten Messungen in der freien Natur auf Lanzarote bezeichnet das Forscherteam DLR aufgrund der Dauer und Intensität als wegweisend für die Forschungsarbeiten über die Detektion von Höhlen und Wassereis auf dem Mond.
