Die Erforschung des Mondes hat in den letzten Jahrzehnten einen bemerkenswerten Wandel erlebt. Ein Team von Wissenschaftlern an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) unter der Leitung von Professor Johan Robertsson hat einen neuartigen Ansatz entwickelt, um die Mondoberfläche und deren innere Struktur mithilfe von Glasfaserkabeln zu untersuchen. Diese Technologie könnte es ermöglichen, den Mond flächendeckend zu überwachen und die gewonnenen Daten für zukünftige Raumfahrtmissionen zu nutzen.
In den 1970er Jahren, genauer gesagt 1972, platzierten die letzten Apollo-Astronauten seismische Instrumente auf dem Mond, die bis 1977 in Betrieb waren und eine Vielzahl von Daten über Mondbeben sammelten. Diese Informationen sind bis heute von Bedeutung, bieten jedoch nur einen begrenzten Einblick in das Innenleben des Mondes. Das ETH-Team verfolgt nun einen innovativen Ansatz: Anstatt schwere Seismometer aufzustellen, könnte ein kleiner Rover kilometerlange, sehr leichte Glasfaserkabel über die Mondoberfläche auslegen. Diese Kabel fungieren als eine Vielzahl von Sensoren, die jede Erschütterung, sei es durch Mondbeben, Meteoriteneinschläge oder Landungen, präzise registrieren.
Die Technik, die in der Fachzeitschrift „Earth and Space Science“ veröffentlicht wurde, nutzt die sogenannte Distributed Acoustic Sensing (DAS)-Technologie. Hierbei werden Lichtpulse durch ein Glasfaserkabel geschickt. Kleine Unregelmäßigkeiten in der Faser streuen das Licht, und wenn seismische Wellen die Kabel in Bewegung versetzen, verändert sich die Lichtstreuung. Wissenschaftler können durch die Analyse des gestreuten Lichts seismische Ereignisse erkennen und deren Position entlang des Kabels bestimmen. Mit nur einem Glasfaserkabel, das so dünn wie ein menschliches Haar ist, können sie eine präzisere räumliche Auflösung erreichen als mit herkömmlichen Seismometern.
Auf der Erde wird die DAS-Technologie bereits erfolgreich genutzt, um Erdbeben, Erdrutsche und sogar die Bewegungen von Walen im Ozean zu überwachen. Die Forscher der ETH Zürich sehen jedoch auch andere Anwendungsmöglichkeiten. Laut Simone Probst, einer Doktorandin in Robertssons Gruppe, könnten die Erschütterungen, die durch Starts und Landungen von Raumfahrzeugen entstehen, als aktive seismische Quellen dienen. Diese könnten dazu verwendet werden, die unter der Mondoberfläche liegenden Strukturen ähnlich wie bei einem medizinischen Ultraschall zu kartieren. Darüber hinaus könnten die Kabel auch die Menge an Mondstaub messen, die durch das Aufsetzen von Raketen aufgewirbelt wird, was zukünftigen Astronauten helfen würde, die Risiken des feinen Mondstaubs besser zu verstehen.
Ein wesentlicher Vorteil der Glasfasertechnologie ist, dass der Mond eine ideale Umgebung für die Erfassung von seismischen Daten bietet. In Laborversuchen, die in Los Alamos durchgeführt wurden, konnten die Forscher zeigen, dass die Kabel sowohl auf der Oberfläche als auch im Basalt vergraben, seismische Signale gleich gut erfassen. Auf dem Mond gibt es keinen Wind, der die Messungen stören könnte, was bedeutet, dass die Kabel einfach auf der Oberfläche ausgelegt werden können, ohne dass sie vergraben werden müssen. Diese Tests zeigten, dass die Kabel auch bei Ablagerungen von künstlichem Mondstaub noch präzise Signale empfangen.
Die Forscher sind überzeugt, dass die Glasfasertechnologie nicht nur das Verständnis des Mondes und seiner geologischen Strukturen erheblich erweitern kann, sondern auch Informationen über mögliche Wasserressourcen und Lavaröhren liefern könnte. Professor Robertsson betont, dass lange Kabel auch in der Lage sein könnten, Signale von Gezeitenkräften aufzufangen, die durch die Schwerkraft der Erde erzeugt werden. In der Zukunft könnte es sogar möglich sein, mit diesen Technologien Gravitationswellen zu detektieren.
Das Engagement des ETH-Teams in dieser Forschungsrichtung ist Teil eines umfassenderen Projekts zur Entwicklung neuer Sensortechnologien. Sollte der Ansatz erfolgreich sein, könnten sich Glasfasernetzwerke über die Mondoberfläche ausbreiten und den Mond in ein hochmodernes seismisches Labor verwandeln. Dies würde nicht nur die wissenschaftlichen Möglichkeiten erweitern, sondern auch die Grundlagen für zukünftige Mondmissionen festigen.
