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Chandrayaan-3: Mondrover Pragyan beginnt Untersuchung der Oberfläche

Golem.de erklärt, welche Instrumente die indische Mondmission auf die Oberfläche gebracht hat und wie sie funktionieren.



Vier Stunden nach der Landung von Chandrayaan-3 auf dem Mond fuhr der Rover Pragyan (Hindi für Weisheit) von der Rampe auf die Mondoberfläche, das zeigt ein heute veröffentlichtes Video der indischen Raumfahrtorganisation ISRO. Der Rover ist mit einer stereoskopischen Kamera, einer Navigationskamera und zwei wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet, mit denen die genaue Zusammensetzung der Mondoberfläche am Landeort im Detail untersucht werden soll.

Beide Instrumente liefern unabhängig voneinander Daten zur elementaren Zusammensetzung von Staub und Gestein. Das erste Instrument ist vergleichbar mit dem Laser des Marsrovers Perceverance. Mit dem Laserstrahl wird eine kleine Menge Gestein erhitzt, bis es verdampft und zum Plasma wird. Das vom Plasma ausgesendete Licht wird dann mit einem optischen Spektroskop untersucht, um die Zusammensetzung des Materials zu bestimmen.

Damit kann die Mondoberfläche allerdings nur punktförmig untersucht werden. Gestein besteht aber oft aus Kristallen mit sehr unterschiedlicher Zusammensetzung, so dass Untersuchungen schon im Abstand von wenigen Hundert Mikrometern deutlich andere Ergebnisse liefern können. Die hohe Präzision dieser sogenannten laserinduzierten Plasmaspektroskopie ist also nicht nur ein Vorteil.

Ein Spektrometer von Rosetta hilft

Das zweite Instrument ist eine Kopie des APXS, das auch im verunglückten Kometenlander Philae der Mission Rosetta verbaut war. Es ist ein Alpha-Partikel-Röntgenspektrometer. Es besteht aus einer Curium-244-Quelle, einem starken Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von 18 Jahren, und einem Röntgenspektrometer.

Das Instrument soll eine Fläche mit einem Durchmesser von rund 12 Zentimetern aus 55 mm Entfernung mit Alpha-Partikeln bestrahlen. Wenn diese auf das Material der Mondoberfläche treffen, entfernen sie Elektronen aus den innersten Elektronenschalen der getroffenen Atome. Diese Elektronenschalen werden kurz darauf von anderen Elektronen besetzt. Dabei wird unterschiedlich viel Energie in Form von Röntgenstrahlung freigesetzt, je nach Art des getroffenen Atoms und aus welcher Schale die Elektronen entfernt wurden.

Anschließend vermisst ein Röntgenspektrometer die freigesetzte Strahlung, womit die durchschnittliche Zusammensetzung der untersuchten Fläche bestimmt werden kann. Vergleichbare Instrumente befanden sich in allen Marsrovern, angefangen mit dem kleinen Marsrover Sojourner der Mission Mars Pathfinder im Jahr 1996. Diese Messungen dauern jedoch mehrere Stunden, was für die Mission auf dem Mond ein Problem darstellt.

Die Mission dauert nur wenige Tage

Der Lander Vikram und der Rover Pragyan der Mission Chandrayaan-3 wurden nicht dafür ausgelegt, die zwei Wochen dauernde Nacht auf dem Mond zu überstehen. Damit bleiben nur wenige Tage für wissenschaftliche Untersuchungen im Umkreis der Landestelle, deren chemische Zusammensetzung bislang nur aus relativ groben Untersuchungen des reflektierten Lichts aus dem Orbit bekannt ist.

Der Rover trägt die wichtigsten Instrumente der Mission Chandrayaan-3. Auf dem Lander, der nach dem indischen Wissenschaftler Vikram Sarabhai benannt wurde, befindet sich neben einem Seismometer und einem Thermometer noch eine einfache Langmuir-Sonde zur Messung der Plasmadichte nahe der Mondoberfläche. Durch die kurze Missionsdauer werden sie wohl wenig aussagekräftige Daten liefern. Allerdings wird der Astronomie auf der Erde nun ein weiterer Laser-Reflektor auf der Mondoberfläche für präzise Messungen der Mondumlaufbahn zur Verfügung stehen, der sich ebenso auf dem Lander befindet.

Während bei Chandrayaan-3 ganz klar die Demonstration der Landung im Vordergrund stand, werden insbesondere die Instrumente des Rovers wichtige Daten zur Ergänzung der Untersuchungen aus dem Orbit liefern.

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