Selenologie

Mond
Der Mond, fotografiert mit einem 103-mm-Refraktor.
Zentralkörper	Erde
Eigenschaften des Orbits [1]
Große Halbachse	384.400 km
Periapsis	363.300 km
Apoapsis	405.500 km
Exzentrizität	0,0549
Bahnneigung	5,145°
Umlaufzeit	27,3217 Tage
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit	1,023 km/s
Physikalische Eigenschaften [1]
Albedo	0,12
Scheinbare Helligkeit	−12,74 mag
Mittlerer scheinbarer Durchmesser (bzgl. Zentralkörper)	31 Bogenminuten
Mittlerer Durchmesser	3.476 km
Masse	7,349 × 1022 kg
Oberfläche	37.932.330 km²
Mittlere Dichte	3,341 g/cm³
Siderische Rotation	27,322 Tage
Achsneigung	6,68°
Fallbeschleunigung an der Oberfläche	1,62 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit	2.380 m/s
Größenvergleich zwischen Erde und Mond (maßstabsgerechte Fotomontage)

Der Mond (lateinisch Luna) ist der einzige natürliche Satellit der Erde. Seit den Entdeckungen von Trabanten bei anderen Planeten des Sonnensystems, im übertragenen Sinn zumeist als Monde bezeichnet, wird er zur Vermeidung von Verwechslungen auch Erdmond genannt. Er ist mit einem Durchmesser von 3476 km der fünftgrößte Mond des Sonnensystems.

Aufgrund seiner verhältnismäßigen Nähe ist er der einzige fremde Himmelskörper, der bisher von Menschen betreten wurde, und damit auch der am besten erforschte. Trotzdem birgt er noch viele Geheimnisse, etwa zu seiner Entstehung und zu manchen Geländeformen. Die spätere Entwicklung ist jedoch weitgehend geklärt.

Sein astronomisches Symbol ☾ ist die, von der irdischen Nordhalbkugel aus betrachtete, abnehmende Mondsichel.

Umlauf und Rotation

Scheinbare Bewegung

Der Mond umkreist die Erde im Verlauf von 27 Tagen, 7 Stunden und 43,7 Minuten in Bezug auf die Fixsterne von Westen nach Osten, in dem gleichen Drehsinn, mit dem die Erde um ihre eigene Achse rotiert. Aus der Sicht eines irdischen Beobachters umkreist er die Erde aufgrund der Relativbewegung ihrer viel schnelleren Rotation scheinbar an einem Tag – wie auch die Fixsterne und die Planeten ähnlich der Sonne. In Bezug zur Erdoberfläche läuft er daher in die entgegengesetzte Richtung wie in Bezug zu den Fixsternen und sein Aufgang erfolgt ebenso wie der dieser anderen Himmelskörper im Osten und sein Untergang im Westen. Da die Bahnbewegung des Mondes denselben, rechtläufigen Drehsinn wie die Erdrotation hat, dauert sein scheinbarer Erdumlauf 50 Minuten länger als 24 Stunden. Diese Differenz addiert sich im Laufe eines Monats zu einem Tag, da der Mond in dieser Zeit einen wahren Erdumlauf vollzieht.

Die scheinbaren Bahnen von Mond und Sonne haben einen ähnlichen Verlauf, da die Mondbahn nur geringfügig gegen die Ekliptik geneigt ist. Für einen Beobachter auf der Nordhalbkugel über 5,2° nördlich des nördlichen Wendekreises stehen Mond und Sonne an ihren höchsten Bahnpunkten (Kulmination) im Süden, für einen Beobachter auf der Südhalbkugel über 5,2° südlich des südlichen Wendekreises im Norden. Die Oberflächenstrukturen erscheinen im Vergleich zur Nordhalbkugel kopfstehend. In Äquatornähe, zwischen den Wendekreisen, erscheint der Mond zweimal im Monat im Zenit, also senkrecht über der Erdoberfläche. Der scheinbare mittlere Durchmesser des Mondes beträgt 31 Bogenminuten.

Siehe auch: Geozentrisches Weltbild

Umlaufbahn

Hauptartikel: Mondbahn

Die Bahn des Mondes um die Erde ist annähernd kreisförmig. Die größte und die kleinste Entfernung zur Erde weichen jeweils um 5,5 % vom Mittelwert ab. Die Bahn ist in guter Näherung eine Ellipse der numerischen Exzentrizität 0,055. Der mittlere Abstand des Schwerpunktes des Mondes vom Baryzentrum – die große Halbachse – misst 384.400 Kilometer. Den erdnächsten Punkt der Bahn nennt man Perigäum. Im Perigäum beträgt die Entfernung im Mittel 363.200 km. Der erdfernste Punkt heißt Apogäum. Dort beträgt die Entfernung im Mittel 405.500 km. Die Durchgänge des Mondes durch die Bahnebene der Erde (die Ekliptik) nennt man Mondknoten (oder Drachenpunkte), wobei der aufsteigende Knoten den Eintritt in die Nord-, der absteigende den in die Südhemisphäre beschreibt.

Korrektes Größen- und Abstandsverhältnis zwischen Erde und Mond

Der Mond umläuft zusammen mit der Erde die Sonne, durch die Bewegung um die Erde pendelt der Mond jedoch um eine gemeinsame Ellipsenbahn. Die Variation der Gravitation während dieser Pendelbewegung führt zusammen mit geringeren Störungen durch die anderen Planeten zu Abweichungen von einer exakten Keplerellipse um die Erde.

Der erdnächste Punkt der Bahn wird nicht nach genau einem Umlauf (relativ zu den Fixsternen) des Mondes wieder erreicht. Durch diese Apsidendrehung umläuft das Perigäum die Erde in 8,85 Jahren. Auch zwei aufsteigende Knotendurchgänge erfolgen nicht exakt nach einem Umlauf sondern bereits nach kürzerer Zeit. Die Mondknoten umlaufen die Erde folglich retrograd, das heißt gegen die Umlaufrichtung des Mondes in 18,61 Jahren. Wenn ein Knotendurchgang mit Neumond zusammenfällt, kommt es zu einer Sonnenfinsternis, und falls der Knotendurchgang mit Vollmond zusammenfällt, kommt es zu einer Mondfinsternis.

Dieser Zyklus führt auch zu den Mondwenden: Der Aufgangsort des Mondes am Horizont schwankt während eines Monats zwischen einem südlichsten und einem nördlichsten Punkt hin und her, so wie es auch bei der Sonne im Verlauf eines Jahres der Fall ist. Im Laufe des Zeitraumes von 18,61 Jahren verändert sich die Spanne zwischen diesen beiden Extrempunkten in ihrem Abstand: Der Zeitpunkt (zuletzt im Jahre 2006), an dem diese Punkte am weitesten auseinander liegen, heißt große Mondwende, der des geringsten Abstandes kleine Mondwende. In der frühzeitlichen Astronomie spielten diese Mondwenden eine wichtige Rolle ^[2].

Bahnperiode

Die Dauer eines Bahnumlaufs des Mondes, den Monat (nach Mond), kann man nach verschiedenen Kriterien festlegen, die jeweils unterschiedliche Aspekte abdecken.

• Nach einem siderischen Monat (27,32 d) nimmt der Mond wieder die gleiche Stellung zu den Fixsternen ein (von der Erde aus beobachtet).
• Nach einem synodischen Monat (29,53 d; Periode der Mondphasen) erreicht der Mond wieder die gleiche Stellung zur Sonne (von der Erde aus beobachtet).
• Einen drakonitischen Monat (27,21 d) benötigt er, um wieder durch den gleichen Knoten seiner Bahn zu laufen; er ist wichtig für die Sonnen- und Mondfinsternisse.
• Einen anomalistischen Monat (27,56 d) benötigt der Mond von einem Perigäumdurchgang zum nächsten.

Diese Werte nehmen jedoch sehr langsam im Laufe von Jahrmillionen zu, da sich die Mondbahn vergrößert (siehe Abschnitt: Vergrößerung der Umlaufbahn).

Mondphasen

Das Aussehen des Mondes variiert im Laufe seines Bahnumlaufs und durchläuft die Mondphasen:

Mondphasen von Neumond über Vollmond bis kurz vor dem nächsten Neumond (siehe auch Animation im Abschnitt Rotation)

• Neumond (1) – der Mond steht zwischen der Sonne und der Erde,
• zunehmender Mond (2–4) – abends sichtbar,
• Vollmond (5) – die Erde steht zwischen der Sonne und dem Mond,
• abnehmender Mond (6–8) – morgens sichtbar,
• Halbmond – zunehmend (3) oder abnehmend (7) – ist die Halbphase (Dichotomie).

Diese Darstellung gilt für die Betrachtung von der Nordhalbkugel (der Erde) aus. Betrachtet man den Mond stattdessen von der Südhalbkugel aus, so kehrt sich die visuelle Erscheinung um: Neumond (1), zunehmender Mond (8, 7, 6), Vollmond (5), abnehmender Mond (4, 3, 2). Einem Beobachter in der Nähe des Äquators erscheint die Mondsichel waagerecht und die Verlaufsrichtung des Phasenwechsels senkrecht zum Horizont. Diese Abhängigkeit der Lage vom Breitengrad widerspiegelt sich zum Beispiel bei der Verwendung einer symbolischen Mondsichel in Form einer Schale auf der Staatsflagge einiger äquatornaher Länder.

Die nicht von der Sonne beleuchteten Teile der erdzugewandten Mondseite sind dabei nie völlig dunkel, sondern werden durch das Erdlicht – den Widerschein der Erdoberfläche und der Erdatmosphäre – ein wenig aufgehellt. Diese Aufhellung wird als Erdschein oder auch als aschgraues Mondlicht bezeichnet und ist am besten bei schmaler Mondsichel zu sehen.

Herkunftsweg des Erdscheins

Seine Ursache wurde schon von Leonardo da Vinci richtig erkannt. Mit einem Fernglas selbst geringer Vergrößerung sind in dem Erdschein sogar Einzelheiten erkennbar, denn aufgrund des größeren Durchmessers und des höheren Rückstrahlungsvermögens (Albedo) der Erde ist die „Vollerde“ rund 50-mal so hell wie der Vollmond. Messungen des aschgrauen Mondlichts erlauben Rückschlüsse auf Veränderungen der Erdatmosphäre. Bei Vollmond beträgt seine Beleuchtungsstärke 0,2 Lux.

Die ständig erdabgewandte Rückseite des Mondes ist natürlich nicht immer dunkel, sondern unterliegt dem entsprechend versetzten Phasenwechsel – bei Neumond wird sie vom Sonnenlicht vollständig beschienen.

Finsternisse

Verfinsterungen zwischen Sonne, Mond und Erde treten auf, wenn die drei Himmelskörper auf einer Linie liegen, das heißt, nur bei Vollmond oder Neumond und wenn sich der Mond in einem der zwei Mondknoten befindet. Dies passiert nur zweimal pro Jahr.

Mondfinsternis

Totale Mondfinsternis am 9. November 2003

Bei einer Mondfinsternis, die nur bei Vollmond auftreten kann, steht die Erde zwischen Sonne und Mond. Sie kann auf der gesamten Nachtseite der Erde beobachtet werden und dauert maximal 3 Stunden 40 Minuten. Man unterscheidet

• die totale Mondfinsternis, bei welcher der Mond völlig in den Schatten der Erde wandert. Die Totalität dauert höchstens 100 Minuten. Betrachtet man die geometrischen Verhältnisse bei einer totalen Mondfinsternis, so sollte der Mond im Kernschatten der Erde liegen, der sich theoretisch knapp 1,4 Millionen Kilometer in den Raum erstrecken sollte, tatsächlich aber wegen der starken Streuung durch die Erdatmosphäre nur etwa 250.000 Kilometer weit reicht. Der Mond wird deshalb auch bei totalen Finsternissen nicht völlig verdunkelt. Da die Erdatmosphäre die blauen Anteile des Sonnenlichts stärker streut als die roten, erscheint der Mond bei totalen Finsternissen als dunkle rotbraune Scheibe; daher auch die gelegentliche Bezeichnung „Blutmond“.
• die partielle Mondfinsternis, bei der nur ein Teil des Mondes von der Erde abgeschattet wird, das heißt, ein Teil des Mondes bleibt während des gesamten Verlaufs der Finsternis sichtbar.
• die Halbschattenfinsternis, bei welcher der Mond nur (ganz oder teilweise) in den Halbschatten der Erde eintaucht. Halbschattenfinsternisse sind ziemlich unauffällig; es zeigt sich lediglich eine leichte Vergrauung derjenigen Mondseite, die dem Kernschatten der Erde am nächsten ist.

Vom Mond aus gesehen stellt sich eine Mondfinsternis als Sonnenfinsternis dar. Dabei verschwindet die Sonne hinter der schwarzen Erdscheibe. Bei einer totalen Mondfinsternis herrscht auf der ganzen Mondvorderseite totale Sonnenfinsternis, bei einer partiellen Mondfinsternis ist die Sonnenfinsternis auf dem Mond nur in einigen Gebieten total, und bei einer Halbschatten-Mondfinsternis herrscht auf dem Mond partielle Sonnenfinsternis. Ringförmige Sonnenfinsternisse gibt es auf dem Mond wegen des im Verhältnis zur Sonne viel größeren scheinbaren Durchmessers der Erdscheibe nicht; lediglich durch die beschriebene Lichtstreuung in der Erdatmosphäre wird der Rand der schwarzen Scheibe zu einem kupferrot schimmernden Ring, der dem Mond die entsprechende Farbe verleiht.

Sonnenfinsternis

Totale Sonnenfinsternis mit sichtbarer Korona

Bei einer Sonnenfinsternis, die nur bei Neumond auftreten kann, steht der Mond zwischen Sonne und Erde. Sie kann nur in den Gegenden beobachtet werden, die den Kern- oder Halbschatten des Mondes durchlaufen; diese Gegenden stellen sich meist als lange, aber recht schmale Streifen auf der Erdoberfläche dar. Man unterscheidet:

• totale Sonnenfinsternis, bei der der Mond die Sonnenscheibe einige Minuten lang vollständig bedeckt und die Erde den Kernschatten (Umbra) des Mondes durchläuft;
• partielle Sonnenfinsternis, bei welcher der Mond die Sonnenscheibe nicht vollständig bedeckt; der Beobachter befindet sich dabei im Halbschatten (Penumbra) des Mondes;
• ringförmige Sonnenfinsternis, wenn der Mond durch zu große Erdferne die Sonnenscheibe nicht ganz abdeckt (siehe auch: Durchgang).

Eine Sonnenfinsternis wird nur vom irdischen Betrachter als solche wahrgenommen. Die Sonne leuchtet natürlich weiter, dagegen liegt die Erde im Schatten des Mondes. Entsprechend zur Mondfinsternis müsste man korrekterweise also von einer Erdfinsternis sprechen.

Sarosperiode

Bereits den Chaldäern war (um etwa 1000 v. Chr.) bekannt, dass sich Finsternisse nach einem Zeitraum von 18 Jahren und 11 Tagen, der Sarosperiode, wiederholen. Nach 223 synodischen beziehungsweise 242 drakonitischen Monaten (von lat. draco, Drache, altes astrologisches Symbol für die Mondknoten, da man dort einen mond- und sonnenfressenden Drachen vermutete) besteht wieder fast dieselbe Stellung von Sonne, Erde und Mond zueinander, so dass sich eine Finsternisstellung nach 18 Jahren und 11,33 Tagen erneut ergibt. Die Ursache dieser Periode liegt darin begründet, dass bei einer Finsternis sowohl die Sonne als auch der Mond nahe der Knoten der Mondbahn liegen müssen, welche in 18 Jahren einmal um die Erde laufen. Thales nutzte diese Periode, die er bei einer Orientreise kennenlernte, für seine Finsternisprognose vom 28. Mai 585 v. Chr., wodurch eine Schlacht zwischen Lydern und Medern abgebrochen und ihr Krieg beendet wurde.

Ein Saros-Zyklus ist eine Folge von Sonnen- oder Mondfinsternissen, die jeweils im Abstand einer Sarosperiode aufeinander folgen. Da die Übereinstimmung der 223 bzw. 242 Monate nicht exakt ist, reißt ein Saros-Zyklus etwa nach 1.300 Jahren ab. In diesem Zeitraum beginnen aber gleich viele neue Zyklen und es existieren immer ungefähr 43 gleichzeitige verschachtelte Saros-Zyklen.^[3]

Vergrößerung der Umlaufbahn

Der Retroreflektor von Apollo 11.

Die mittlere Entfernung zwischen dem Mond und der Erde wächst jährlich um etwa 3,8 cm. Der Abstand (lunar distance) wird seit der ersten Mondexpedition Apollo 11 regelmäßig per Lidar vermessen, indem die Lichtlaufzeit bestimmt wird, die das Laserlicht für die Strecke hin und zurück benötigt. Sowohl von amerikanischen als auch von sowjetischen Mondmissionen wurden dazu insgesamt fünf Retroreflektoren auf dem Mond platziert, von denen vier weiterhin für Entfernungsmessungen genutzt werden (siehe auch: Satellite Laser Ranging).

Die allmählich zunehmende Entfernung ist eine Folge der Gezeitenkräfte, die der Mond auf der Erde bewirkt. Dabei wird Rotationsenergie der Erde weit überwiegend in Wärme umgewandelt und zu einem Teil als Rotationsenergie auf den Mond übertragen. Der dabei abnehmende Drehimpuls der Erdrotation resultiert in einer Zunahme des Bahndrehimpulses des Mondes, der sich dadurch von der Erde entfernt. Dieser schon lange vermutete Effekt ist seit 1995 durch die Laser-Distanzmessungen abgesichert. Er bewirkt sowohl eine kontinuierliche Verlängerung der irdischen Tageslänge als auch der Mondumlaufdauer.

Dennoch kann die Erde den Mond durch den Gezeitenmechanismus auch in ferner Zukunft nicht gänzlich verlieren, da sich nach einigen Milliarden Jahren ein Endzustand einstellen würde, bei dem sich die Eigenrotationsperiode der Erde (d. h. die Tageslänge) der (verlängerten) Mondumlaufperiode angeglichen hätte. In diesem Endzustand wäre der Gezeitenmechanismus (und die damit verbundene Energie- und Drehimpulsübertragung) zum Erliegen gekommen und der Mond stünde (quasi wie ein heutiger geostationärer Satellit) fortan immer über demselben Ort der Erde. Sowohl die Distanz des Mondes als auch seine Umlaufperiode wären im Endzustand gegenüber den heutigen Werten etwa verdoppelt. (Jedoch wird dieser Fall gar nicht erst eintreten, da andere kosmische Ereignisse wie etwa das Aufblähen der Sonne zum Roten Riesen früher eintreten werden.)

Rotation

Die simulierte Libration des Mondes

Infolge der Gezeitenwirkung, die durch die Gravitation der Erde entsteht, hat der Mond seine Rotation der Umlaufzeit in Form einer gebundenen Rotation angepasst. Das heißt, bei einem Umlauf um die Erde dreht er sich im gleichen Drehsinn genau einmal um die eigene Achse. Daher ist von einem Punkt der Erdoberfläche aus, abgesehen von kleineren Abweichungen, den Librationsbewegungen, immer dieselbe Seite zu sehen. Aufgrund der Libration und der Parallaxe, sprich durch Beobachtung von verschiedenen Punkten etwa bei Mondaufgang und Monduntergang, sind insgesamt von der Erde aus knapp 59 % der Mondoberfläche einsehbar. Die restlichen 40 % der Mondoberfläche konnten erstmals 1959 durch die Raumsonde Lunik 3 beobachtet werden.

Wegen der gebundenen Rotation sähe ein stationärer Beobachter auf dem Mond die Erde immer an derselben Stelle des Himmels; abgesehen von den leichten Schwankungen durch die Librationen. Die Erde geht also außerhalb der Librationszonen auf dem Mond niemals „auf“ oder „unter“. Ein Beobachter auf der verbleibenden Mondrückseite kann die Erde somit niemals sehen.

Wegen des Fehlens einer Atmosphäre ist der Mondhimmel nicht farbig, sondern schwarz, da kein Streulicht beobachtet werden kann. Sterne kann man jedoch auch auf dem Mond nur nachts sehen, die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges stellt sich auf die hell leuchtende Mondoberfläche ein und kann die Sterne nicht mehr wahrnehmen. Die Erde erscheint als bläuliche Scheibe, im Durchmesser fast viermal so groß wie der Mond von der Erde aus. Die Erdphasen werden in einem synodischen Monat durchlaufen und sind den Mondphasen entgegengesetzt. Bei Neumond herrscht „Vollerde“ und bei Vollmond „Neuerde“.

Die Sonne wandert, vom Mond aus gesehen, ebenso wie von der Erde beobachtet einmal pro Jahr durch den Tierkreis. Von Sonnenaufgang bis zum Höchststand der Sonne dauert es eine Woche, und von dort eine weitere Woche bis zum Sonnenuntergang, worauf eine 14-tägige Nacht (Mondnacht) folgt. Ein Tag-Nacht-Zyklus auf dem Mond dauert somit einen Monat.

Selenologie und Selenografie

Im Bereich der Tag-Nacht-Grenze sind vor allem die Krater sehr gut zu erkennen.

Bei Vollmond sind wegen des senkrecht einfallenden Lichtes kaum Krater zu erkennen, aber dafür sehr gut die Strahlensysteme.

Die Selenologie, nach dem griechischen Wort für Mond, Σελήνη (Selene), oder auch „Geologie des Mondes“, beschäftigt sich mit seiner Entstehung, seinem Aufbau und seiner Entwicklung, sowie mit der Entstehung der beobachteten Strukturen und den dafür verantwortlichen Prozessen. Die Aufgabe der Selenografie besteht in der Erstellung von Mondkarten. Mit der Vermessung des Mondes und seines Schwerefeldes befasst sich die Selenodäsie.

Eigenschaften und Entwicklung

Der Mond hat mit 3476 km etwa ein Viertel des Durchmessers der Erde und weist mit 3,345 g/cm³ eine geringere mittlere Dichte als die Erde auf. Aufgrund seines im Vergleich zu anderen Monden recht geringen Größenunterschieds zu seinem Planeten bezeichnet man Erde und Mond gelegentlich auch als Doppelplanet. Seine im Vergleich zur Erde geringe mittlere Dichte blieb auch lange ungeklärt und sorgte für zahlreiche Theorien zur Entstehung des Mondes.

Siehe Hauptartikel Entstehung des Mondes

Das heute weithin anerkannte Modell zur Entstehung des Mondes besagt, dass vor etwa 4,5 Milliarden Jahren ein Himmelskörper von der Größe des Mars nahezu streifend mit der Protoerde kollidierte. Dabei wurde viel Materie, vorwiegend aus der Erdkruste und dem Mantel des einschlagenden Körpers, in eine Erdumlaufbahn geschleudert, ballte sich dort zusammen und formte schließlich den Mond. Der Großteil des Impaktors vereinte sich mit der Protoerde zur Erde. Nach aktuellen Simulationen bildete sich der Mond in einer Entfernung von rund drei bis fünf Erdradien, also in einer Höhe zwischen 20.000 und 30.000 Kilometern. Durch den Zusammenstoß und die freiwerdende Gravitationsenergie bei der Bildung des Mondes wurde dieser aufgeschmolzen und vollständig von einem Ozean aus Magma bedeckt. Im Laufe der Abkühlung bildete sich eine Kruste aus den leichteren Mineralen aus, die noch heute in den Hochländern vorzufinden sind.

Differenzierung der äußeren Schichten des Mondes. KREEP: Kalium, Rare Earth Elements (dt. Seltene Erden), Phosphor.

Die frühe Mondkruste wurde bei größeren Einschlägen immer wieder durchschlagen, so dass aus dem Mantel neue Lava in die entstehenden Krater nachfließen konnte. Es bildeten sich die Maria (Mondmeere), die erst einige hundert Millionen Jahre später vollständig erkalteten. Das sogenannte letzte große Bombardement endete erst vor 3,8 bis 3,2 Milliarden Jahren, nachdem die Anzahl der Einschläge von Asteroiden vor etwa 3,9 Milliarden Jahren deutlich zurückgegangen war. Danach ist keine starke vulkanische Aktivität nachweisbar, doch konnten einige Astronomen – vor allem 1958/59 der russische Mondforscher Nikolai Kosyrew – vereinzelte Leuchterscheinungen beobachten, so genannte Lunar Transient Phenomena.

Im November 2005 konnte ein internationales Forscherteam der ETH Zürich sowie der Universitäten Münster, Köln und Oxford erstmals die Geburtsstunde des Mondes präzise datieren. Dafür nutzten die Wissenschaftler eine Analyse des Isotops Wolfram-182 und berechneten das Alter des Mondes auf 4527 ± 10 Millionen Jahre. Somit ist er 30 bis 50 Millionen Jahre nach der Herausbildung des Sonnensystems entstanden ^[4].

Gestalt

Der mittlere Äquatordurchmesser des Mondes beträgt 3476,2 km und der mittlere Poldurchmesser 3472 km. Sein mittlerer Durchmesser insgesamt – als volumengleiche Kugel – ist 3474,2 km groß^[1].

Die Gestalt des Mondes gleicht mehr der eines dreiachsigen Ellipsoids als der einer Kugel. An den Polen ist er etwas abgeplattet mit einem Durchmesser von 3472,0 km und die in Richtung der Erde weisende Äquatorachse ist etwas größer als die darauf senkrecht stehende Äquatorachse. Die Äquatorwulst ist auf der erdabgewandten Seite dabei noch deutlich größer als auf der erdnahen Seite.

In Richtung Erde ist der Durchmesser durch die Gezeitenkraft am größten. Hierbei ist der erdferne Mondradius an dieser Achse größer als der erdnahe. Dies ist überraschend und es fehlt hierfür bis heute eine schlüssige Erklärung. Pierre-Simon Laplace hatte schon 1799 von seiner Vermutung berichtet, dass die Äquatorwulst zur erdabgewandten Seite hin stärker ausgebildet ist und die Bewegung des Mondes beeinflusst, und dass diese Form nicht einfach ein Ergebnis der Drehung des Mondes um die eigene Rotationsachse sein kann. Seitdem rätseln Mathematiker und Astronomen, aus welchem Bildungsprozess der Trabant diese Ausbuchtung konserviert hat, nachdem sein Magma erstarrt war.

Innerer Aufbau

Schematischer Aufbau des Mondes (links: Vorderseite, rechts: Rückseite)

Das Wissen über den Aufbau des Mondes beruht im Wesentlichen auf den Daten der vier von den Apollo-Missionen zurückgelassenen Seismometer, die diverse Mondbeben und Erschütterungen durch Einschläge von Meteoroiden aufzeichneten, sowie auf den Kartierungen der Oberfläche, des Gravitationsfeldes und der mineralischen Zusammensetzung durch die Clementine- und die Lunar-Prospector-Mission.

Der Mond besitzt eine 70 (an der Mondvorderseite) bis 150 km (Rückseite) dicke Kruste, die von einer mehrere Meter dicken Regolithschicht bedeckt ist. Darunter liegt ein fester Mantel aus Basaltgesteinen. Es gibt Anzeichen für eine Unstetigkeitsfläche in 500 Kilometer Tiefe, an der ein Wechsel der Gesteinszusammensetzung vorliegen könnte. Der 200 bis 400 Kilometer große eisenhaltige Kern dürfte Temperaturen um 1.600 Grad Celsius aufweisen.

Die gebundene Rotation des Mondes hat auch Einflüsse auf Form und inneren Aufbau. Der Mond ist in Richtung Erde lang gezogen und sein Massenschwerpunkt liegt etwa 2 Kilometer näher zur Erde als sein geometrischer Mittelpunkt.

Mondbeben

Passives seismisches Experiment (PSE) von Apollo 11.

Die zurückgelassenen Seismometer der Apollo-Missionen registrieren etwa 500 Mondbeben pro Jahr. Diese Beben sind im Vergleich zu Erdbeben sehr schwach. Das stärkste erreichte eine Stärke von knapp 5 auf der Richterskala. Die meisten liegen aber bei einer Stärke von 2. Die seismischen Wellen der Beben können ein bis vier Stunden lang verfolgt werden. Sie werden im Mondinneren also nur sehr schwach gedämpft.

Mehr als die Hälfte der Beben entstehen in einer Tiefe von 800 bis 1.000 Kilometer und weisen Häufigkeitsspitzen beim Apogäum- und Perigäumdurchgang auf, das heißt, alle 14 Tage. Auch sind Beben aus der oberflächennahen Region des Mondes bekannt. Die Ursache liegt darin, dass sich der Aufbau des Mondes dem Mittelwert der durch die Erde verursachten Gravitation angepasst hat. Die Beben bauen die inneren Spannungen durch Gezeitenkräfte ab, die am erdnächsten und erdfernsten Punkt der Mondbahn ihr Maximum erreichen. Der Ursprung der Beben verteilt sich nicht gleichmäßig über eine komplette Mantelschale. Die meisten Beben entstehen an nur etwa 100 Stellen, die jeweils nur wenige Kilometer groß sind. Der Grund für diese Konzentration ist noch nicht bekannt.

Massenkonzentrationen

Die Mascons der erdnahen (links) und der erdfernen Mondseite

Durch ungewöhnliche Einflüsse auf die Bahnen der Lunar-Orbiter-Missionen erhielt man Ende der 1960er Jahre erste Hinweise auf Schwereanomalien, die man Mascons (Mass concentrations, Massenkonzentrationen) nannte. Durch Lunar Prospector wurden diese Anomalien näher untersucht, sie befinden sich meist im Zentrum der Krater und sind vermutlich durch die Einschläge entstanden. Möglicherweise handelt es sich um die eisenreichen Kerne der Impaktoren, die aufgrund der fortschreitenden Abkühlung des Mondes nicht mehr bis zum Kern absinken konnten. Nach einer anderen Theorie könnte es sich um Lavablasen handeln, die als Folge eines Einschlags aus dem Mantel aufgestiegen sind.

Oberfläche

Die Topografie der erdnahen (links) und der erdfernen Mondseite

Die Oberfläche des Mondes ist nahezu vollständig von einer trockenen, aschgrauen Staubschicht, dem Regolith, bedeckt. Der scheinbare „Silberglanz“ wird einem irdischen Beobachter durch den Kontrast zum Nachthimmel nur vorgetäuscht, in Wirklichkeit hat der Mond sogar eine besonders geringe Albedo (Rückstrahlfähigkeit).

Die Mondoberfläche zeigt Kettengebirge, Gräben und Rillen, flache Dome und große Ebenen erstarrten Magmas, jedoch keinerlei aktive Tektonik wie die Erde. Der maximale Niveauunterschied zwischen der tiefsten Senke und dem höchsten Gipfel beträgt 16 km – gegenüber rund 20 km der Oberfläche der Erdkruste.

Chemische Zusammensetzung der Mondkruste

Die Mondkruste besteht aus vielen Silikaten, Metallen, sowie Nichtmetallen und Gasen. Die prozentuale Zusammensetzung lautet:

Zusammensetzung der Mondkruste
Sauerstoff	43 %		Titan	2 %		Schwefel	0,1 %
Silicium	21 %		Nickel	0,6 %		Phosphor	0,05 %
Aluminium	10 %		Natrium	0,3 %		Kohlenstoff	0,01 %
Kalzium	9 %		Chrom	0,2 %		Stickstoff	0,01 %
Eisen	9 %		Kalium	0,1 %		Wasserstoff	0,005 %
Magnesium	5 %		Mangan	0,1 %		Helium	0,002 %

Regolith

Der Mond besitzt keine nennenswerte Atmosphäre. Deshalb schlagen ständig Meteoroiden jeder Größe ohne vorherige Abbremsung auf der Oberfläche ein und pulverisieren die Gesteine. Der durch diesen Prozess entstehende Regolith bedeckt bis auf die jungen Krater die gesamte Oberfläche mit einer mehrere Meter dicken Schicht, die die Detailstruktur des Untergrundes verbirgt. Diese Deckschicht erschwert die Untersuchung der Entstehungsgeschichte des Monds erheblich.

Orange Soil – auffällig orange vulkanische Glaspartikel, geborgen von Apollo 17.

Der Regolith entsteht hauptsächlich aus dem normalen Material der Oberfläche. Er enthält aber auch Beimengungen, die durch Einschläge an den Fundort transportiert wurden. Obwohl er gemeinhin als Mondstaub bezeichnet wird, entspricht der Regolith eher einer Sandschicht. Die Korngröße reicht von Staubkorngröße direkt an der Oberfläche über Sandkörner wenig tiefer bis hin zu Steinen und Felsen, die erst später hinzukamen, und noch nicht vollständig zermahlen sind. Ein weiterer wichtiger Bestandteil sind glasige Erstarrungsprodukte von Einschlägen. Das sind einmal kleine Glaskugeln, die an Chondren erinnern, und zum anderen Agglutinite, das sind durch Glas verbackene Regolithkörner. An manchen Stellen besteht der Regolith fast zur Hälfte aus diesen Agglutiniten, sie entstehen, wenn die geschmolzenen Impaktprodukte erst nach dem Auftreffen auf die Regolithschicht erstarren.

Im Mondmeteoriten Dhofar 280, der im Jahr 2001 im Oman gefunden wurde, wurden neue Eisen-Silizium-Mineralphasen identifiziert. Eine dieser Mineralphasen (Fe₂Si), die damit erstmals in der Natur eindeutig nachgewiesen wurde, ist nach dem Forscher Bruce Hapke als Hapkeit benannt worden. Bruce Hapke hatte in den 1970ern die Entstehung derartiger Eisen-Verbindungen durch Weltraum-Erosion (engl. Space Weathering) vorhergesagt. Weltraum-Erosion verändert auch die Reflexionseigenschaften des Materials und beeinflusst so die Albedo der Mondoberfläche.

Der Mond hat kein nennenswertes Magnetfeld, das heißt die Teilchen des Sonnenwindes – vor allem Wasserstoff, Helium, Neon, Kohlenstoff und Stickstoff – treffen nahezu ungehindert auf der Mondoberfläche auf und werden im Regolith implantiert. Dies ist ähnlich zu der Ionenimplantation, die bei der Herstellung von integrierten Schaltungen angewandt wird. Auf diese Weise bildet der Mondregolith ein Archiv des Sonnenwindes, vergleichbar dem Eis in Grönland für das irdische Klima. Dazu kommt, dass kosmische Strahlung etwa einen Meter tief in die Mondoberfläche eindringt und dort durch Kernreaktionen (hauptsächlich Spallationsreaktionen) instabile Isotope bildet. Diese Isotope verwandeln sich mit unterschiedlicher Halbwertzeit unter anderem durch Alphazerfall in stabile Isotope. Da pro Alphazerfall je ein Heliumkern entsteht, enthalten Gesteine des Mondregoliths bedeutend mehr Helium als irdische Oberflächen-Gesteine.

Da der Mondregolith durch Einschläge umgewälzt wird, haben die einzelnen Bestandteile meist eine komplexe Bestrahlungsgeschichte hinter sich. Man kann jedoch durch radiometrische Datierungsmethoden für Mondproben herausfinden, wann sie nahe der Oberfläche waren. Damit lassen sich Erkenntnisse über die kosmische Strahlung und den Sonnenwind zu diesen Zeitpunkten gewinnen.

Maria

Mare Imbrium mit dem großen Kopernikuskrater am oberen Bildrand (Apollo 17, NASA)

Die erdzugewandte Seite des Mondes wird von den meisten und größten der dunklen Tiefebenen geprägt, die insgesamt 16,9 % der Mondoberfläche einnehmen. Auf der Vorderseite nehmen sie 31,2 % ein, auf der Rückseite nur 2,6 %. Die auffällige Gruppierung auf der erdnahen Seite liegt größtenteils in der Nordhälfte und bildet das volkstümlich so genannte „Mondgesicht“. In der Frühzeit der Mondforschung hielt man die dunklen Flächen für Meere; sie werden deshalb nach Giovanni Riccioli als Maria (Singular: Mare) bezeichnet.

Die Maria sind erstarrte Lavadecken im Innern von kreisförmigen Becken und unregelmäßigen Einsenkungen. Die Depressionen sind vermutlich durch große Einschläge in der Frühphase des Mondes entstanden. Da in diesem Entwicklungsstadium der Mondmantel noch flüssig war, wurden ihre Böden anschließend von aufsteigendem Magma geflutet. Die geringere Krustendicke der erdzugewandten Mondseite hat die Magmaaustritte gegenüber denen auf der Rückseite stark begünstigt. Die dunklen Maregesteine werden unverbindlich auch als Lunabas bezeichnet.

Das Alter der dunklen Basalte beträgt 3,1 bis 3,8 Milliarden Jahre. Die Ebenen weisen nur wenige Krater auf und mit Ausnahme von diesen zeigen sie nur sehr geringe Höhenunterschiede von maximal 100 Metern. Zu diesen Erhebungen gehören die Dorsa; die sich flache aufwölbenden Rücken erstrecken sich über mehrere Dutzend Kilometer. Die Maria sind von einer 2 bis 8 Meter dicken Regolithschicht bedeckt, die reich an Eisen und Magnesium ist. (Siehe auch: Liste der Maria des Erdmondes)

Terrae

Die Hochländer wurden früher als Kontinente angesehen und werden deshalb als Terrae bezeichnet. Sie weisen deutlich mehr Krater als die Maria auf und werden von einer bis zu 15 Meter dicken Regolithschicht bedeckt, die reich an hellem aluminiumreichen Anorthosit ist. Sie sind selenologisch älter als die Maria, die untersuchten Gesteine wurden auf 3,8 bis etwa 4,5 Milliarden Jahre datiert und sind vermutlich die Reste der ursprünglichen Mondkruste. Aus der Samarium-Neodym-Isotopensystematik von mehreren Mondanorthositen konnte ein Kristallisationsalter von 4,456 ± 0,04 Milliarden Jahren für diese Gesteine bestimmt werden, was als Bildungsalter der ersten Kruste und als Beginn der Kristallisation des ursprünglichen Magmaozeans interpretiert wird. Die gegenüber dem Lunabas helleren Hochlandgesteine werden unverbindlich Lunarit genannt.

Die Hochländer sind von sogenannten Tälern (Vallis) durchzogen. Dabei handelt es sich um bis zu einige hundert Kilometer lange, schmale Einsenkungen innerhalb der Hochländer. Ihre Breite beträgt oft wenige Kilometer, ihre Tiefe einige hundert Meter. Die Mondtäler sind in den meisten Fällen nach in der Nähe gelegenen Kratern benannt. (Siehe auch: Liste der Täler des Erdmondes)

In den Hochländern gibt es mehrere Gebirge, die Höhen von etwa 10 Kilometern erreichen. Sie sind möglicherweise dadurch entstanden, dass der Mond infolge der Abkühlung geschrumpft ist und sich dadurch Faltengebirge aufwölbten. Nach einer anderen Erklärung könnte es sich um die Überreste von Kraterwällen handeln. Sie sind nach irdischen Gebirgen benannt worden, zum Beispiel Alpen, Apenninen, Kaukasus und Karpaten. (Siehe auch: Liste der Berge und Gebirge des Erdmondes)

Krater

Krater Theophilus (Apollo 16, NASA)

Hadley-Rille (Apollo 15, NASA)

Die Mondkrater entstanden großteils durch Asteroiden-Einschläge (Impaktkrater) vor etwa 3 bis 4,5 Milliarden Jahren in der Frühzeit des Mondes. Der Nomenklatur von Riccioli folgend, werden sie vorzugsweise nach Astronomen, Philosophen und anderen Gelehrten benannt. Ihre Größen reichen von 2240 km Durchmesser, wie im Fall des Südpol-Aitken-Beckens, bis hin zu Mikrokratern, die erst unter dem Mikroskop sichtbar werden. Mit irdischen Teleskopen kann man allein auf der Vorderseite mehr als 40.000 Krater mit Größen von mehr als 100 Meter unterscheiden, auf der Rückseite gibt es jedoch ein Vielfaches mehr. (Siehe auch: Liste der Krater des Erdmondes)

Vulkanische Krater dürften sehr selten sein, doch werden vereinzelte Austritte von Gas registriert.

Rillen

Auf der Mondoberfläche gibt es auch Rillenstrukturen (Rima), über deren Ursprung vor dem Apollo-Programm lange spekuliert wurde. Man unterscheidet

• gerade Rillen,
• bogenförmige Rillen und
• mäanderförmige Rillen.

Seit den Untersuchungen der Hadley-Rille durch Apollo 15 geht man davon aus, dass es sich bei den mäanderförmigen Rillen um Lavakanäle handelt, die zum Teil „überdacht“ waren. Die Decken sind jedoch im Laufe der Mondentwicklung eingestürzt und zu Regolith zermahlen worden. Die Entstehungsgeschichte der anderen Rillenformen ist deutlich unsicherer, sie könnten aber als Risse in der erkaltenden Lava entstanden sein.

Neben den als Rima bezeichneten Strukturen bestehen noch schmale, vertiefte Strukturen, die eine Länge bis über 400 km erreichen. Sie ähneln den langgestreckten Rillen (Rimae) und werden als Furchen oder Risse (Rupes) bezeichnet. Diese Furchen gelten als Beweis für das Wirken von Spannungskräften innerhalb der Mondkruste. (Siehe auch: Liste der Rillenstrukturen des Erdmondes)

Erdabgewandte Seite

Rückseite des Mondes. Links oben Mare Moscoviense.

Über die Rückseite des Mondes war vor den ersten Raumfahrtmissionen nichts bekannt, da sie von der Erde nicht sichtbar ist, erst Lunik 3 lieferte die ersten Bilder. Sie unterscheidet sich in mehreren Aspekten von der Vorderseite. Ihre Oberfläche prägen fast nur kraterreiche Hochländer; dazu zählt auch das große Südpol-Aitken-Becken, ein 13 km tiefer Krater mit 2240 km Durchmesser, der von vielen anderen Kratern überzeichnet ist. Untersuchungen der Clementine-Mission und des Lunar Prospector legen die Vermutung nahe, dass hier ein sehr großer Einschlagkörper die Mondkruste durchstoßen und möglicherweise Mantelgesteine freigelegt hat. Die Kruste der Rückseite ist mit 150 km gegenüber 70 km der Vorderseite etwa doppelt so dick.

Die erhalten gebliebene Redensart von der „dunklen Seite des Mondes“ (engl. dark side of the Moon) für die erdabgewandte Mondseite ist nur symbolisch im Sinne einer unbekannten Seite zu verstehen; im eigentlichen Wortsinn ist die Redensart falsch, da – wie schon zu den Mondphasen angemerkt – Vor- und Rückseite im Laufe der Mondrotation abwechselnd von der Sonne beschienen werden. Durch den viel geringeren Flächenanteil der dunklen Mareebenen ist die erdferne Mondseite insgesamt sogar deutlich heller als die erdnahe.

Wasser

Der Mond ist ein extrem trockener Körper. In den Proben, die von den Astronauten der Apollo-Missionen zur Erde gebracht wurden, kommt Wasser, im Gegensatz beispielsweise zu einigen chondritischen Meteoriten, nicht einmal in Form hydratisierter Minerale vor.

Jedoch konnten Wissenschaftler mit Hilfe eines neuen Verfahrens im Sommer 2008 winzige Spuren von Wasser (bis zu 0,0046 %) in kleinen Glaskügelchen vulkanischen Ursprungs in Apollo-Proben nachweisen. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass bei der gewaltigen Kollision, durch die der Mond entstand, nicht das ganze Wasser verdampft ist. ^[5]

Außerdem hat die Lunar-Prospector-Sonde Hinweise auf Wassereis in den Kratern der Polarregionen des Mondes gefunden; dieses Wasser könnte aus Kometenabstürzen stammen. Da die polaren Krater aufgrund der geringen Neigung der Mondachse gegen die Ekliptik niemals direkt von der Sonne bestrahlt werden und somit das Wasser dort nicht verdampfen kann, könnte es sein, dass dort noch im Regolith gebundenes Wassereis vorhanden ist. Der Versuch, durch den gezielten Absturz des Prospectors in einen dieser Polarkrater einen eindeutigen Nachweis zu erhalten, ist allerdings fehlgeschlagen.

Somit gibt es keinen zweifelsfreien Nachweis. Nur die Wasserspuren in den Apollo-Proben geben Anlass zur Hoffnung, dass es geringe Mengen an Wasser, welche für künftige Mond-Missionen nützlich sein könnten, auf dem Mond gibt.

Trotzdem dürfte die Gesamtwassermenge des Mondes schätzungsweise nur etwa der Wassermenge des Zürichsees (3,9 km³) entsprechen. Umso erstaunlicher ist es, dass das Nachbarobjekt, die Erde, der wasserreichste Körper des inneren Sonnensystems ist.

Atmosphäre

Spuren einer Atmosphäre[1]
Druck	3 · 10−10 Pa
Helium	25 %
Neon	25 %
Wasserstoff	23 %
Argon	20 %
CH4, NH3, CO2	Spuren

Der Mond hat keine Atmosphäre im eigentlichen Sinn, sondern nur eine Exosphäre. Sie besteht zu etwa gleichen Teilen aus Helium, Neon, Wasserstoff sowie Argon und hat ihren Ursprung in eingefangenen Teilchen des Sonnenwindes. Ein sehr kleiner Teil entsteht auch durch Ausgasungen aus dem Mondinneren, wobei insbesondere ⁴⁰Argon, das durch Zerfall von ⁴⁰Kalium im Mondinneren entsteht, von Bedeutung ist. Interessanterweise wird ein Teil dieses ⁴⁰Argon aber durch das im Sonnenwind mittransportierte Magnetfeld wieder auf die Mondoberfläche zurückgetrieben und in die oberste Staubpartikelschicht übernommen. Da ⁴⁰Kalium früher häufiger war und damit mehr ⁴⁰Argon ausgaste, kann durch Messung des ⁴⁰Argon/³⁶Argon-Verhältnisses von Mondmaterial bestimmt werden, zu welcher Zeit es in der obersten Schicht des Mondregoliths lag. Es besteht ein Gleichgewicht zwischen den eingefangenen Atomen und dem Verlust durch temperaturbedingtes Entweichen.

Oberflächentemperatur

Aufgrund der langsamen Rotation des Mondes und seiner nur äußerst dünnen Gashülle gibt es auf der Mondoberfläche zwischen der Tag- und der Nachtseite sehr große Temperaturunterschiede. Am Tag erreicht die Temperatur eine Höhe von bis zu etwa 130 °C und fällt in der Nacht bis auf etwa −160 °C ab. In manchen Gebieten gibt es lokale Anomalien, in Form von einer etwas höheren oder auch etwas niedrigeren Temperatur an benachbarten Stellen. Krater, deren Alter als relativ jung angesehen wird, wie zum Beispiel Tycho, sind nach Sonnenuntergang etwas wärmer als ihre Umgebung. Wahrscheinlich können sie durch eine dünnere Staubschicht die während des Tages aufgenommene Sonnenenergie besser speichern. Andere positive Temperaturanomalien gründen eventuell auf örtlich etwas erhöhter Radioaktivität.

Masse

Die Bestimmung der Mondmasse kann über das Newton'sche Gravitationsgesetz erfolgen, indem die Bahn eines Körpers im Schwerefeld des Mondes untersucht wird. Eine recht gute Näherung für die Mondmasse erhält man bereits, wenn man das Erde-Mond-System als reines Zweikörperproblem betrachtet.

Erde und Mond stellen in erster Näherung ein Zweikörpersystem dar, wobei beide Partner ihren gemeinsamen Schwerpunkt S umkreisen. Beim Zweikörpersystem aus Erde und Sonne fällt dieser Schwerpunkt praktisch mit dem Sonnenmittelpunkt zusammen, da die Sonne sehr viel massereicher als die Erde ist. Bei Erde und Mond ist der Massenunterschied jedoch nicht so groß, daher liegt der Erde-Mond-Schwerpunkt nicht im Zentrum der Erde, sondern deutlich davon entfernt (aber immer noch unter der Oberfläche). Bezeichnet man nun mit r₁ den Abstand des Erdmittelpunktes zum Schwerpunkt S und r₂ den Abstand des Mondmittelpunktes von demselben, so folgt aus der Definition des Schwerpunktes:

$\frac{r_1}{r_2}= \frac{m}{M}$,

dass das Massenverhältnis von Erde M zu Mond m gerade dem Verhältnis von r₁ zu r₂ entspricht. Somit geht es nur darum, wie groß r₁ und r₂ sind – also wo sich der Schwerpunkt des Systems befindet.

Ohne den Mond und dessen Schwerkraft würde die Erde eine elliptische Bahn um die Sonne durchlaufen. Tatsächlich bewegt sich allerdings der Schwerpunkt des Systems Erde, Mond auf einer elliptischen Bahn. Die Rotation um den gemeinsamen Schwerpunkt erzeugt so eine leichte Welligkeit in der Erdbahn, welche eine kleine Verschiebung der von der Erde aus gesehenen Position der Sonne verursacht. Aus von Astronomen gemessenen Daten dieser Verschiebung wurde r₁ zu etwa 4670 km berechnet, also etwa 1.700 km unter der Erdoberfläche (der Radius der Erde beträgt 6378 km). Da der Mond keine genaue Kreisbahn um die Erde beschreibt, berechnet man r₂ über die mittlere große Halbachse abzüglich r₁. Es gilt also r₂ = 384.400 km − 4.670 km = 379.730 km.

Damit ergibt sich für das Massenverhältnis

$\frac{r_1}{r_2}\approx\frac{1}{81{,}3}$,

womit der Mond etwa 81 Mal leichter als die Erde ist. Durch Einsetzen der Erdmasse M ≈ 5,97 · 10²⁴ kg ergibt sich die Masse des Mondes zu

$m\approx\frac{M}{81{,}3} \approx 7{,}34 \cdot 10^{22} \text{ kg}$.

Genauere Messungen ergeben einen Wert von m ≈ 7,349 · 10²² kg.

Magnetfeld des Mondes

Die Analyse des Mondbrockens Troctolite 76535, der mit der Mission Apollo 17 zur Erde gebracht wurde, deutet auf ein dauerhaftes Magnetfeld des Erdmondes und damit auf einen flüssigen Kern (Ian Garrick-Bethell (MIT) et al.: Remnant magnetism in minerals in an unshocked Apollo sample implies that the Moon had a molten core 4.2 billion years ago. Science, Bd. 323, S. 356-359).

Sonstiges

Einflüsse auf die Erde

Earthrise: Erde und Mond aus der Sicht von Apollo 8.

Mond und Erde von einem Space Shuttle aus gesehen.

Die Gravitation des Monds treibt auf der Erde die Gezeiten an. Dazu gehören nicht nur Ebbe und Flut in den Meeren, sondern auch Hebungen und Senkungen des Erdmantels. Die durch die Gezeiten frei werdende Energie wird der Drehbewegung der Erde entnommen und der darin enthaltene Drehimpuls dem Bahndrehimpuls des Mondes zugeführt. Dadurch verlängert sich gegenwärtig die Tageslänge um etwa 20 Mikrosekunden pro Jahr. In ferner Zukunft wird die Rotation an den Mondumlauf gebunden sein und die Erde wird dem Mond immer dieselbe Seite zuwenden. Der Abstand zwischen Erde und Mond wird dann wegen des übertragenen Drehimpulses etwa doppelt so groß sein wie heute.

Die Erde ist nicht perfekt kugelförmig, sondern hat am Äquator einen größeren Radius als an den Polen. Die Gravitation der Sonne und des Mondes greifen an dieser unsymmetrischen Masseverteilung an. Diese auf die Erde als Ganzes wirkenden Gezeitenkräfte erzeugen damit ein Drehmoment in Bezug auf den Erdmittelpunkt. Da die Erde ein ansonsten frei rotierender Kreisel ist, bewirkt das Drehmoment eine Präzession der Erdachse. Wäre die Sonne die einzige Ursache für Präzession, würde das im Jahresrhythmus umlaufende Drehmoment die Erdachse innerhalb von Millionen Jahren auch in die Bahnebene drehen. Dies würde ungünstige Umweltbedingungen für das Leben auf der Erde bedeuten, weil die Polarnacht abwechselnd die gesamte Nord- bzw. Südhalbkugel erfassen würde. Das monatlich umlaufende Drehmoment des Mondes verhindert, dass die Erdachse diese Stellung annimmt. Auf diese Weise trägt der Mond zu dem das Leben begünstigenden Klima der Erde bei.

Neben dem sichtbaren Licht reflektiert der Mond von der Sonnenstrahlung auch einen Teil deren Wärme auf die Erde. Die Größe dieser Erderwärmung bei Vollmond beträgt gegenüber Neumond jedoch nur drei Hundertstel Grad Celsius.^[6]

Einfluss auf Lebewesen

Unspezifische Wirkung des Mondes auf den Betrachter.

Es gibt keine einzige wissenschaftliche Studie, die einen Einfluss des Mondes, zum Beispiel auf Geburten, Unfälle, Operationskomplikationen, Selbstmorde und dergleichen ergeben hat, dagegen aber mehrere Studien, die solche behaupteten Einflüsse widerlegen.^[7] Allerdings achten manche Menschen, z. B. in der Land- und Forstwirtschaft, seit alters her darauf, dass bestimmte Arbeiten in der Natur in der „richtigen“ Mondphase erledigt werden (siehe auch: Mondholz, Mondkalender).

Etwas anderes ist es, dass der Stand des Mondes von Zugvögeln und einigen Arten nachtaktiver Insekten zur Navigation genutzt wird. Bei manchen Arten der Ringelwürmer (wie bei dem Samoa-Palolo), Krabben und Fische (Leuresthes) ist das Fortpflanzungsverhalten sehr eng an den monatlichen Phasenwechsel des Mondes gekoppelt.

Mondregenbogen

Bei Nacht kann durch Zusammentreffen von Mondlicht und Regentropfen ein Mondregenbogen entstehen, der analog zum physikalischen Prinzip des Regenbogens der Sonne funktioniert.

Mondhof und Mondhalo

Mondhof

Als Mondhof werden farbige Ringe um den Mond bezeichnet, die durch die Beugung des Lichts an den Wassertröpfchen der Wolken verursacht werden. Dabei ist der äußerste Ring von rötlicher Farbe und hat eine Ausdehnung von etwa zwei Grad, in seltenen Fällen auch bis zu zehn Grad.

Umgangssprachlich wird der Begriff des Mondhofs auch für einen Halo um den Mond gebraucht. Dafür sind Eiskristalle in Luftschichten verantwortlich, die aus dünnem Höhennebel oder Dunst entstanden sind und das auf die Erde fallende Licht in einem sehr schwachen Winkel ablenken und dadurch eine Art leuchtenden Ring-Effekt für den Betrachter hervorrufen.

Eine spezielle Haloerscheinung des Mondes ist der Nebenmond. Analog zu den Nebensonnen treten Nebenmonde mit einem Abstand von rund 22 Grad neben dem Mond auf. Wegen der geringeren Lichtstärke des Mondes sieht man sie jedoch seltener und meistens bei Vollmond.

Mondtäuschung und „falsche“ Mondneigung

Als Mondtäuschung bezeichnet man den Effekt, dass der Mond in Horizontnähe größer aussieht als im Zenit. Dies ist keine Folge der Lichtbrechung an den Luftschichten, sondern eine Optische Täuschung, die von der Wahrnehmungspsychologie untersucht und erklärt wird.

Auch das Phänomen, dass die beleuchtete Seite des Mondes oft nicht genau zur Sonne zu zeigen scheint, ist eine optische Täuschung und wird dort unter der Überschrift Relativität des Blickwinkels erläutert.

Eigentumsverhältnisse

Der Weltraumvertrag (Outer Space Treaty) von 1967 verbietet Staaten, einen Eigentumsanspruch auf Weltraumkörper wie den Mond zu erheben. Dieses Abkommen wurde bis heute von 192 Staaten der Vereinten Nationen ratifiziert und ist damit in Kraft. Da im Outer-Space-Treaty-Abkommen nur von Staaten die Rede ist, wird von manchen interpretiert, dass dieses Abkommen nicht für Firmen oder Privatpersonen gilt. Der 1979 entworfene Mondvertrag (Agreement Governing the Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies) wurde entworfen, um diese vom Outer Space Treaty hinterlassene angebliche Gesetzeslücke zu schließen. Der „Moon-Treaty“-Entwurf hatte explizit die Besitzansprüche von Firmen und Privatpersonen adressiert und ausgeschlossen (Artikel 11, Absatz 2 und 3). Aus diesem Grund wird das „Moon Treaty“ oft als Hindernis für Grundstücksverkäufe zitiert; nur wurde dieses Abkommen tatsächlich nie unterschrieben oder in den Vereinten Nationen korrekt ratifiziert. Nur fünf Staaten, die alle nicht weltraumgängig sind, haben versucht, es zu ratifizieren. 187 andere Staaten sowie die USA, Russland und China haben es nicht unterschrieben und auch nicht ratifiziert. Das „Moon Treaty“ ist deshalb heute in den meisten Ländern der Erde nicht in Kraft. Die wählenden Staaten hatten damals zu viele Bedenken, dass es die profitable Nutzung des Mondes gefährden könnte, und somit wurde das Abkommen auch nicht ratifiziert (und deshalb nicht Gesetz). Daraus schlussfolgern einige, dass eine Rechtsgrundlage für Mond-Grundstücksverkäufe existiert. Es sollte ebenfalls darauf hingewiesen werden, dass die Internationale Astronomische Union sich nicht mit dem Verkauf von Himmelskörpern befasst, sondern nur mit deren Benennung, etwas was in diesem Fall einen wichtigen Unterschied darstellt.

Der Amerikaner Dennis M. Hope meldete 1980 beim Grundstücksamt von San Francisco seine Besitzansprüche auf den Mond an. Da niemand in der nach amerikanischem Recht ausgesetzten Frist von acht Jahren Einspruch erhob und da das Outer-Space-Treaty-Abkommen solche Verkäufe durch Privatpersonen in den USA explizit nicht verbietet, vertreibt Hope die Grundstücke über seine dafür gegründete Lunar Embassy. Da allerdings das Grundstücksamt in San Francisco für Himmelskörper nicht zuständig ist und von Hope sowohl das Gesetz, welches solche Besitzansprüche regelt, als auch den Text aus dem Outer-Space-Treaty abenteuerlich interpretiert wurden, sind die „Grundstückszertifikate“, die er verkauft, praktisch wertlos.

Der Deutsche Martin Jürgens aus Westerkappeln in Westfalen erhebt ebenfalls Anspruch auf den Mond. Laut einer Schenkungsurkunde vom 15. Juli 1756, ausgestellt und unterzeichnet von König Friedrich dem Großen von Preußen, wurden die Rechte am Mond an die Familie Jürgens als Dank für geleistete Dienste übertragen („Jetzo soll ihm der Mond gehören“). In dieser Urkunde wurde festgelegt, dass der Himmelskörper jeweils an den jüngsten Sohn weitervererbt werden soll. Die Familie Jürgens verfügt so über die ältesten verbrieften Eigentumsrechte am Mond. Allerdings bleibt die Frage, wer Friedrich dem Großen das Recht verliehen hat, den Mond zu „verschenken“.

Mögliche koorbitale Objekte

In den Librationspunkten L4 und L5 soll es zwei Staubwolken, die Kordylewskischen Wolken, geben.

Geschichte der Mondbeobachtung

Der Mond mit seinen selbst mit bloßem Auge erkennbaren Details ist nach der Sonne das mit Abstand hellste Objekt des Himmels; zugleich kann man seinen einzigartigen Helligkeits- und Phasenwechsel zwischen Vollmond und Neumond sehr gut beobachten.

Mit der Erfindung des Fernrohrs begann seine intensive Erforschung um 1650 – mit Höhepunkten durch Hieronymus Schröters Selenotopografie 1791, die langbrennweitige Fotografie ab 1890 und die Raumfahrt in den 1970ern.

Mythologische Anfänge

Himmelsscheibe von Nebra.

Die älteste bekannte Darstellung des Mondes ist eine 5.000 Jahre alte Mondkarte aus dem irischen Knowth. Als weitere historisch bedeutende Abbildung in Europa ist die Himmelsscheibe von Nebra zu nennen.

Das Stein-Monument Stonehenge diente eventuell als Observatorium und war so gebaut, dass damit auch spezielle Positionen des Mondes vorhersagbar oder bestimmbar gewesen sind.

In allen archäologisch untersuchten Kulturen gibt es Hinweise auf die große kultische Bedeutung des Mondes für die damaligen Menschen. Der Mond stellte meist eine zentrale Gottheit dar, als weibliche Göttin, zum Beispiel bei den Thrakern Bendis, bei den Ägyptern Isis, bei den Griechen Selene, Artemis und Hekate sowie bei den Römern Luna und Diana, oder als männlicher Gott wie beispielsweise bei den Sumerern Nanna, in Ägypten Thot, in Japan Tsukiyomi, bei den Azteken Tecciztecatl und bei den Germanen Mani. Fast immer wurden Sonne und Mond dabei als entgegengesetzt geschlechtlich gedacht, auch wenn die Zuordnung variierte. In China dagegen galt der Mond lediglich als Symbol für Westen, Herbst und Weiblichkeit (Yin).

Ein häufig vorkommender Gedanke ist das Bild von den drei Gesichtern der Mondgöttin: bei zunehmendem Mond die verführerische Jungfrau voller Sexualität, bei Vollmond die fruchtbare Mutter und bei abnehmendem Mond das alte Weib oder die Hexe mit der Kraft zu Heilen, zum Beispiel bei den Griechen mit Artemis, Selene und Hekate sowie bei den Kelten Blodeuwedd, Morrigan und Ceridwen.

Der Mond hat bis in die Neuzeit hinein seine Faszination nicht verloren und ist bis heute Gegenstand von Romanen und Fiktionen, von Jules Vernes „Reise zum Mond“ über Paul Linckes „Frau Luna“ bis hin zum „modernen“ Traum einer Besiedelung des Mondes.

Kalender

Neben der mythologischen Verehrung nutzten unsere Vorfahren schon sehr früh den regelmäßigen und leicht überschaubaren Rhythmus des Mondes für die Beschreibung von Zeitspannen und als Basis eines Kalenders, noch heute basiert der islamische Kalender auf dem Mondjahr mit 354 Tagen (12 synodische Monate). Mit dem Übergang zum Ackerbau wurde die Bedeutung des Jahresverlaufs für Aussaat und Ernte wichtiger. Um dies zu berücksichtigen, wurden zunächst nach Bedarf, später nach feststehenden Formeln wie zum Beispiel dem Metonischen Zyklus Schaltmonate eingefügt, die das Mondjahr mit dem Sonnenjahr synchronisierten. Auf diesem lunisolaren Schema basieren zum Beispiel der altgriechische und der jüdische Kalender. Von den alten Hochkulturen hatten einzig die alten Ägypter ein reines Sonnenjahr mit zwölf Monaten à 30 Tagen sowie fünf Schalttagen, das heißt ohne strengen Bezug zum synodischen Monat von 29,5 Tagen, vermutlich weil für die ägyptische Kultur die genaue Vorhersage der Nilüberschwemmungen und damit der Verlauf des Sonnenjahres überlebensnotwendig war. Die noch heute gebräuchliche Länge einer Woche von sieben Tagen basiert wahrscheinlich auf der zeitlichen Folge der vier hauptsächlichen Phasen des Mondes (Neumond, zunehmender Halbmond, Vollmond und abnehmender Halbmond).

Forschungsgeschichte

Erdgebundene Erforschung

Die früheste grobe Mondkarte mit Konturen der Albedomerkmale und dem ersten Versuch einer Nomenklatur skizzierte William Gilbert im Jahre 1600 nach dem bloßem Auge.^[8][9] Die erste, wenn auch ebenfalls nur skizzenhafte Darstellung der mit einem Fernrohr sichtbaren Mondstrukturen stammt von Galileo Galilei (1609), die ersten brauchbaren stammen von Johannes Hevelius, der mit seinem Werk Selenographia (1647) als Begründer der Selenographie gilt. In der Nomenklatur der Mondstrukturen setzte sich das System von Giovanni Riccioli durch, der in seinen Karten von 1651 die dunkleren Regionen als Meere (Mare, Plural: Maria) und die Krater nach Philosophen und Astronomen bezeichnete. Allgemein anerkannt ist dieses System jedoch erst seit dem 19. Jahrhundert.

Gezeichnete Mondkarte von 1881 (Andrees Handatlas)

Tausende Detailzeichnungen von Mondbergen, Kratern und Wallebenen wurden von Johann Hieronymus Schröter (1778–1813) angefertigt, der auch viele Mondtäler und Rillen entdeckte. Den ersten Mondatlas gaben Wilhelm Beer und Johann Heinrich Mädler 1837 heraus, ihm folgte bald eine lange Reihe fotografischer Atlanten.

Ende des 19. Jahrhunderts konnten bereits Aussagen über die Erscheinung des Mondes getroffen werden, die auch heute noch weitestgehend Gültigkeit besitzen. Der österreichische Geologe Melchior Neumayr traf diesbezüglich folgende Aussage:

„Drei Erscheinungen sind es namentlich, welche dem Monde eine überaus seltsame, fremdartige Physiognomie verleihen:

• das Fehlen einer Atmosphäre,
• das Nichtvorhandensein von Wasser an der Oberfläche
• und das vorherrschen kraterförmiger Ringgebirge in der Oberflächengestaltung.“

– Melchior Neumayr: Erdgeschichte, 1895

Allerdings war die tatsächliche Entstehung dieser Krater bis zu diesem Zeitpunkt noch ungewiss. Neumayr nahm in Folge dessen den Vulkanismus als die wahrscheinlichste Ursache dafür an:

„...Weitaus am Verbreitesten sind ringförmige Berge, welche in ihrer ganzen Bildung in der auffallendsten Weise an unsere irdischen Vulkane erinnern, und man nimmt in der Regel an, daß diese Gebilde in der That auf eruptive Thätigkeit zurückzuführen seien. [...] Indem sich einzelne derselben mehr als 8000 Meter über ihre Umgebung erheben.“

– Melchior Neumayr: Erdgeschichte, 1895

Die Höhenbestimmung von Kratern, Gebirgen und Ebenen war mit teleskopischen Beobachtungen sehr problematisch und erfolgte meist durch Analyse von Schattenlängen, wofür Josef Hopmann Spezialmethoden entwickelte. Erst durch die Sonden-Kartierungen kennt man verlässliche Werte: die Krater, mit Durchmessern bis zu 300 Kilometer, wirken zwar steil, sind aber nur wenige Grad geneigt, die höchsten Erhebungen hingegen erreichen eine Höhe von bis zu 10 Kilometer über dem mittleren Niveau.

Erforschung mit ersten Raumfahrzeugen

Den zweiten großen Sprung der Fortschritte in der Mondforschung eröffnete dreieinhalb Jahrhunderte nach der Erfindung des Fernrohrs der Einsatz der ersten Mondsonden. Die sowjetische Sonde Lunik 1 kam dem Mond rund 6000 km nahe, Lunik 2 traf ihn schließlich und Lunik 3 lieferte die ersten Bilder von seiner Rückseite. Die Qualität der Karten wurde in den 1960ern deutlich verbessert, als zur Vorbereitung des Apollo-Programms eine Kartierung durch die Lunar-Orbiter-Sonden aus einer Mondumlaufbahn heraus stattfand. Die heute genauesten Karten stammen aus den 1990ern durch die Clementine- und Lunar-Prospector-Missionen.

Das US-amerikanische Apollo- und das sowjetische Luna-Programm brachten mit neun Missionen zwischen 1969 und 1976 insgesamt 382 Kilogramm Mondgestein von der Mondvorderseite zur Erde; die folgende Tabelle gibt einen Überblick darüber.

Landedatum	Mission	Menge	Landestelle
20. Juli 1969	Apollo 11	21,6 kg	Mare Tranquillitatis
19. November 1969	Apollo 12	34,3 kg	Oceanus Procellarum
20. September 1970	Luna 16	100 g	Mare Fecunditatis
31. Januar 1971	Apollo 14	42,6 kg	Fra-Mauro-Hochland
30. Juli 1971	Apollo 15	77,3 kg	Hadley-Apenninen (Mare und Hochland)
21. Februar 1972	Luna 20	30 g	Apollonius-Hochland
21. April 1972	Apollo 16	95,7 kg	Descartes
11. Dezember 1972	Apollo 17	110,5 kg	Taurus-Littrow (Mare und Hochland)
18. August 1976	Luna 24	170 g	Mare Crisium

1979 wurde der erste Mondmeteorit in der Antarktis entdeckt, dessen Herkunft vom Mond allerdings erst einige Jahre später durch Vergleiche mit den Mondproben erkannt wurde. Mittlerweile kennt man noch mehr als zwei Dutzend weitere. Diese bilden eine komplementäre Informationsquelle zu den Gesteinen, die durch die Mondmissionen zur Erde gebracht wurden: Während man bei den Apollo- und Lunaproben die genaue Herkunft kennt, dürften die Meteorite, trotz der Unkenntnis ihres genauen Herkunftsortes auf dem Mond, repräsentativer für die Mondoberfläche sein, da einige aus statistischen Gründen auch von der Rückseite des Mondes stammen sollten.

Menschen auf dem Mond

Edwin Aldrin am 21. Juli 1969 (UTC/Apollo 11)

Karte der Landestellen der bemannten und unbemannten Missionen bis 1976

Eugene Cernan am 11. Dezember 1972 mit Mondrover

Der Mond ist nach der Erde bisher der einzige von Menschen betretene Himmelskörper. Im Rahmen des Kalten Kriegs unternahmen die USA und die UdSSR einen Wettlauf zum Mond und in den 1960ern als Höhepunkt einen Anlauf zu bemannten Mondlandungen, die jedoch nur mit dem Apollo-Programm der Vereinigten Staaten realisiert wurden. Das bemannte Mondprogramm der Sowjetunion wurde daraufhin abgebrochen.

Am 21. Juli 1969 UTC setzte mit Neil Armstrong der erste von zwölf Astronauten im Rahmen des Apollo-Programms seinen Fuß auf den Mond. Nach sechs erfolgreichen Missionen wurde das Programm 1972 wegen der hohen Kosten eingestellt. Während des ausgehenden 20. Jahrhunderts wurde immer wieder über eine Rückkehr zum Mond und die Einrichtung einer ständigen Mondbasis spekuliert, aber erst durch Ankündigungen des US-Präsidenten George W. Bush und der NASA Anfang 2004 zeichneten sich konkretere Pläne ab. Am 4. Dezember 2006 hat die NASA ernsthafte Pläne für eine stufenweise Annäherung des Menschen an den Mond bekannt gegeben. Demnach sollen, nach ersten Testflügen ab 2009, schon 2019 wieder bemannte Missionen zum Mond führen. Ab 2020 sollen vier Astronauten 180 Tage lang auf dem Mond verweilen, bis dann ab 2024 eine permanent bemannte Mondbasis am lunaren Südpol errichtet sein wird. ^[10]

Liste der zwölf Männer, die den Mond betreten haben. Alle waren Bürger der USA

#	Datum	Name	Mission
1.	21. Juli 1969	Neil Armstrong	Apollo 11
2.		Buzz Aldrin
3.	19. November 1969	Charles Conrad	Apollo 12
4.		Alan Bean
5.	Feb. 1971	Alan Shepard	Apollo 14
6.		Edgar Mitchell
7.	31. Juli 1971	David Scott	Apollo 15
8.		James Irwin
9.	20. April 1972	John Young	Apollo 16
10.		Charles Duke
11.	Dez. 1972	Eugene Cernan	Apollo 17
12.		Harrison Schmitt

Als bisher letzter Mensch verließ am 14. Dezember 1972 Eugene Cernan^[11] den Mond.

Mondsonden neuerer Zeit

Nach einer Pause in der gesamten Mondraumfahrt von gut 13 Jahren startete am 24. Januar 1990 die japanische Experimentalsonde Hiten ohne wissenschaftliche Nutzlast. Sie setzte am 19. März desselben Jahres in einer Mondumlaufbahn die Tochtersonde Hagoromo aus, schwenkte am 15. Februar 1992 selbst in einen Mondorbit ein und schlug am 10. April 1993 auf den Mond auf.

Am 25. Januar 1994 startete die US-amerikanische Raumsonde Clementine zum Mond, um dort neue Geräte und Instrumente zu testen. Am 19. Februar 1994 erreichte sie eine polare Mondumlaufbahn und kartierte von dort aus etwa 95 % der Mondoberfläche. Neben den zahlreichen Fotografien lieferte sie Hinweise auf Vorkommen von Wassereis am lunaren Südpol. Im Mai desselben Jahres vereitelte eine Computerpanne den geplanten Weiterflug zum Asteroiden Geographos und die Sonde zerschellte durch eine fehlerhafte Triebwerkszündung auf dem Mond.

Am 11. Januar 1998 erreichte die US-amerikanische Mondsonde Lunar Prospector eine polare Mondumlaufbahn, um an den Polen den Hinweisen auf Wassereis nachzuforschen. Zusätzlich maß sie auch das lunare Schwerefeld des Mondes für eine globale Schwerefeldkarte. Am 31. Juli 1999 endete die Mission mit einem geplanten Aufschlag in der Nähe des lunaren Südpols, um in der ausgeworfenen Partikelwolke von der Erde aus Wassereis nachweisen zu können; dieser Nachweis ist jedoch nicht gelungen.

Als erste Mondsonde der ESA testete SMART-1 neue Techniken und erreichte zur Erforschung des Erdtrabenten am 15. November 2004 eine Mondumlaufbahn. Neben dem Fotografieren der Mondoberfläche untersuchte sie hauptsächlich deren chemische Zusammensetzung und forschte nach Wassereis. Der geplante Einschlag auf dem Mond konnte am 3. September 2006 von der Erde aus beobachtet werden.

Am 24. Oktober 2007 hatte die Volksrepublik China die Mondsonde Chang'e-1 gestartet. Die erste chinesische Raumsonde erreichte den Mond am 5. November, um ihn etwa ein Jahr lang zu umkreisen. Ihre Hauptaufgaben bestanden darin, die Oberfläche des Erdtrabanten dreidimensional zu kartografieren und spektrometrische Analysen der Gesteine durchzuführen. Am 1. März 2009 schlug die Sonde gezielt auf dem Mond auf (siehe auch: Mondprogramm der Volksrepublik China).

Aktuelle Mondsonden

Am 3. Oktober 2007 erreichte die japanische Sonde Kaguya den Mond und schwenkte in eine polare Umlaufbahn ein. Der hauptsächliche Orbiter hat zwei Hilfssatelliten in einen jeweils eigenen Mondorbit ausgesetzt: Ein VRAD-Satellit dient erdgebundenen VLBI-Messungen und ein Relaissatellit sorgt für die Weiterleitung der Funksignale. Die Beobachtung des Mondes begann Mitte Dezember und ist für die Dauer von einem Jahr geplant. Die japanische Raumfahrtagentur JAXA hat die Unternehmung als die größte Mondmission seit dem Apollo-Programm bezeichnet.

Darstellung von Chandrayaan-1

Der Start der indischen Mondsonde Chandrayaan-1, und damit der ersten Raumsonde Indiens, ist am 22. Oktober 2008 erfolgt. Sie soll den Mond mindestens zwei Jahre lang umkreisen und hat zu Beginn am 14. November aus ihrer polaren Umlaufbahn einen Lander in der Nähe des lunaren Südpols hart aufschlagen lassen. Mit Instrumenten aus verschiedenen Ländern werden unter anderem eine mineralogische, eine topografische und eine 3D-Karte des Mondes erstellt.

Geplante Mondsonden

Frühestens im Juni 2009 soll der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA starten und den Mond für mindestens ein Jahr auf einer sehr niedrigen polaren Umlaufbahn umkreisen. Die Geräte der US-amerikanische Sonde werden den Mond genauer untersuchen als andere jemals zuvor und dienen großteils dem Nachweis von Wassereis. Zusammen mit LRO wird mit derselben Trägerrakete auch der Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) der NASA aufbrechen. Er besteht aus zwei separaten Teilen: Die Oberstufe der Rakete soll in der Nähe des lunaren Südpols aufschlagen und die kurz zuvor von ihr abgekoppelte und nachfolgende Geräteeinheit dann die ausgeworfene Partikelwolke durchfliegen und vor allem in Hinsicht auf Wassereis analysieren, bevor sie ebenfalls aufschlägt.

Nach zahlreichen Verschiebungen ist der Start der japanischen Mondsonde LUNAR-A für das Jahr 2010 geplant. Sollte die Mission nicht doch noch gestrichen werden, wird sie zwei Penetratoren absetzen, die in den Mondboden eindringen, um Mondbeben und den Wärmefluss zu messen. Als Nachfolger von Chandrayaan-1 plant Indien für 2010/2011 mit Chandrayaan-2 ein Landegerät, das mit einem Rover weich aufsetzen soll. Für das Jahr 2012 plant Russland den Einsatz der Mondsonde Luna-Glob. Sie soll zwölf Penetratoren hauptsächlich für seismische Untersuchungen absetzen und einen Lander zur Suche nach Wassereis in einem Krater in Nähe des lunaren Südpols niedergehen lassen.

Siehe auch: Chronologie der Mond-Missionen

Google Lunar X Prize

Am 13. September 2007 haben die X PRIZE Foundation und Google Inc. den Google Lunar X Prize ausgeschrieben, um damit die private, unbemannte Raumfahrt zum Mond zu fördern. Mit dem Preisgeld im Gesamtwert von 30 Millionen US-Dollar wird ein Wettlauf von Landesonden und Rovern motiviert, die von Privatunternehmen der ganzen Welt finanziert werden, um mit kostengünstigen Methoden verschiedene Missionsziele zu erfüllen. Zu den einzelnen Zielen dieses beispiellosen internationalen Wettbewerbs gehören das Senden von Daten, Bildern und Videos zur Erde sowie das Zurücklegen von mindestens 500 Metern auf der Mondoberfläche. Für große Entfernungen von über 5000 Metern gibt es einen Bonus. Weitere Bonuspreise sind ausgelobt für das Entdecken von Wassereis, für das Überstehen der Kälte einer Mondnacht und für das Fotografieren von früheren technischen Hinterlassenschaften, wie beispielsweise denen der Apollo-Missionen.

Zitat

„Glauben Sie wirklich, der Mond ist nicht da, außer wenn jemand hinschaut?“

– Albert Einstein zu Vertretern der Quantentheorie

Siehe auch

• Lunare Zeitskala
• Springbrunnen-Theorie des schwebenden Mondstaubs
• Erde-Mond-Erde – Funkverbindung mit dem Mond als Reflektor
• Verschwörungstheorien zur Mondlandung
• Liste der künstlichen Objekte auf dem Mond
• Liste der besuchten Körper im Sonnensystem

Literatur

• Antonín Rükl: Mondatlas. Hanau: Werner Dausien, 1990. ISBN 3768420477
• Ben Bussey, Paul Spudis : The Clementine atlas of the moon. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2003, ISBN 0-521-81528-2
• Peter Grego: The moon and how to observe it - an advanced handbook for students of the moon in the 21st century. Springer, London 2005, ISBN 1-85233-748-6
• Bradley L.Jolliff: New views of the Moon. Mineralogical Soc. of America, Washington 2006, ISBN 0-939950-72-3
• Chuck J.Byrne: The far side of the moon - a photographic guide. Springer, New York 2008, ISBN 978-0-387-73205-3
• Peter Janle: Das Bild des Mondes. Vom Altertum bis zum Beginn der Weltraumfahrt. In: Sterne und Weltraum. Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg 38.1999,8, 640–647. ISSN 0039-1263
• Jürgen Oberst, Ralf Jaumann, Harald Hoffmann: Von der Apollo-Landung bis heute. Was wir über die Mondoberfläche gelernt haben. In: Sterne und Weltraum. Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg 38.1999,8, 648–656. ISSN 0039-1263
• Thorsten Dambeck: Der Mond bebt. Bild der Wissenschaft, 7/2002, S. 48–53, ISSN 0006-2375

Weblinks

• Aktuelle Mondphase
• Die 8 Planeten: Der Mond
• Beschriftete Mondkarte
• Mondatlas
• Mondatlassoftware
• 2004 veröffentlichte Detailaufnahmen der Mondoberfläche aus den Apollo-Missionen 15–17
• Chuck Woods Mondfoto des Tages (englisch)
• Tipps für ein gutes Mondfoto
• Geschichte der bemannten Mondfahrt
• Was ist ein Mond?
• Lockruf des Mondes – Immer mehr Wissenschaftler, Ingenieure, Politiker und Weltraumnationen wollen die lunare Renaissance 4. Mai 2006 (Telepolis)

Videos

• Wie entstand der Mond?, Flash-Video aus der Fernsehsendung alpha-Centauri (JavaScript benötigt)
• Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?, Flash-Video aus der Fernsehsendung alpha-Centauri (JavaScript benötigt)
• War die Mondlandung echt?, Flash-Video aus der Fernsehsendung alpha-Centauri (JavaScript benötigt)

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} NASA Factsheet on Earth's moons (Englisch) und elementare Berechnungen aus diesen Daten
2. ↑ planetenkunde.de: Prähistorische Astronomie
3. ↑ * J. P. McEvoy: Sonnenfinsternis. Die Geschichte eines Aufsehen erregenden Phänomens. Berlin Verlag, Berlin 2001, ISBN 3-8270-0372-5. Seite 88
4. ↑ Anke Poiger: Geburtsdatum von Erde und Mond gefunden in Informationsdienst Wissenschaft 25. November 2005
5. ↑ astronews.de: Astronews-Artikel: Proben vom Mond enthalten Wasser
6. ↑ br-online.de: Zweiter Vollmond im Juli, vom April 2007
7. ↑ Verein Kuffner-Sternwarte: Studien widerlegen behauptete Mondeinflüsse
8. ↑ Manfred Holl: Teleskopische Beobachtungen – Das 17. Jahrhundert
9. ↑ AstroLink.de: Historie der Mondkarten
10. ↑ NASA Plans Lunar Outpost - washingtonpost.com
11. ↑ siehe Apollo 17 Lunar Surface Journal, Zeitstempel 170:41:00

Monde der Planeten und Zwergplaneten

Erde: Mond  ·  Mars: Phobos | Deimos

Jupitermonde · Saturnmonde · Uranusmonde · Neptunmonde

Pluto: Charon | Hydra | Nix  ·  Haumea: Namaka | Hiʻiaka  ·  Eris: Dysnomia

Siehe auch: Liste der natürlichen Satelliten von Planeten · Liste der natürlichen Satelliten von Zwergplaneten · Liste der natürlichen Satelliten von Asteroiden

 

Das Sonnensystem

Zentralgestirn: Sonne

Planeten: Merkur · Venus · Erde · Mars · Jupiter · Saturn · Uranus · Neptun

Zwergplaneten: Ceres · Pluto · Haumea · Makemake · Eris

Himmelskörper: Planeten · Zwergplaneten · Monde · Meteoroiden · Asteroiden · Kometen

Objekthäufungen: Asteroidengürtel · Kuipergürtel · Oortsche Wolke · Heliopause