Die Mondlandung als Katalysator für die Wissenschaft

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Buzz Aldrin, der zweite Mensch auf dem Mond, platziert die Messstation für das Lunar Laser Ranging im Zuge der Mission "Apollo 11" am 20. Juli 1969 im Mare Tranquilitatis. (Foto: BS/Neil Armstrong/NASA)

Exakt ein halbes Jahrhundert ist es am 20. Juli her, dass mit Neil Armstrong der erste Mensch den Mond betrat. War die erfolgreiche Landung ein Jahrhundertereignis der Menschheitsgeschichte, das kulturell bis heute auf globaler Ebene nachhallt, so stieß sie gleichzeitig eine völlig neue Tür für die Wissenschaft auf – auch in Deutschland.

Neben einer Reihe von Experimenten, die die beiden Astronauten innerhalb ihrer rund zweieinhalb Stunden auf der Mondoberfläche durchführten, platzierte der zweite Mann auf dem Mond, Buzz Aldrin, zudem eine Apparatur auf dem Erdtrabanten, die sämtliche Mondmissionen weit überlebte und bis heute von fünf über den Globus verteilten geodätischen Einrichtungen zur Messung der Entfernung von Erde und Mond genutzt wird. Unter diesen Instituten befindet sich auch das Observatorium Wettzell im Bayerischen Wald. Das Observatorium, welches 1970 vom Bundesamt für Kartographie und Geodäsie eröffnet wurde, um u.a. durch seine Forschung Informationen zu Kontinentalverschiebung und Erdrotation zu ermitteln, vermisst seit 1990 regelmäßig den Abstand von Mond und Erde.

Bei dem “Lunar Laser Ranging” (LLR) genannten Prozess werden von den Messstationen auf der Erde starke Pulslaser auf die 46 mal 46 Zentimeter große, mit 100 sogenannten Retroreflektoren bestückte Tafel auf dem Mond gestrahlt. Jeder Retroreflektor stellt dabei ein Präzisionsprisma dar, das dafür ausgelegt ist, einstrahlendes Laserlicht in exakt dieselbe Richtung zurückzustrahlen, aus der es kommt. Von der Wettzeller Station bis zum Mond und wieder zurück zur Erde braucht ein Laserstrahl dabei rund zweieinhalb Sekunden. Die genaue zeitliche Erfassung ermöglicht den Geodäten am Boden die Berechnung der Entfernung von Bodenstation und Mondoberfläche. Lag die Genauigkeit dieser Messungen nach der Platzierung der Station im Jahr 1969 noch bei etwa acht Metern, konnte dieser Wert dank der technischen Entwicklungen in den letzten 50 Jahren inzwischen auf eine Exaktheit von wenigen Zentimeter verbessert werden.

Da der Mond um die Erde kreist und dabei eine elliptische Bahn nimmt, können die Wissenschaftler diese Flugbahn mithilfe der Spiegelplatte überprüfen und gleichzeitig auch Erkenntnisse zur Rotation des Mondes sowie zur Überprüfung der Gravitationsphysik, aber auch zum inneren Aufbau des Erdsatelliten gewinnen. Eine konkrete Erkenntnis, die die Technik in rund 300.000 Kilometern Entfernung beispielsweise gebracht hat, ist der Fakt, dass Mond und Erde sich aufgrund der sogenannten Gezeitenreibung jedes Jahr 3,8 Zentimeter voneinander wegbewegen.

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