Die Erde hat einen natürlichen, kugelförmigen Gesteinssatelliten. Unser Trabant wird von uns Menschen schlichtweg Mond genannt. Genauer wäre jedoch die Bezeichnung Erdmond, da “Mond” auch als allgemeiner Oberbegriff für Trabanten bzw. natürliche Satelliten auf Umlaufbahnen um Planeten des Sonnensystems gilt.

Der Erdmond ist das nächste beobachtbare, astronomische Objekt und kann selbst mit Teleskopen für Kinder wunderbar und detailreich betrachtet werden. Der Mond bietet abwechslungsreiche Landschaften und eine spannende Geschichte. Für unser Leben auf der Erde ist er essentiell und von hier aus wunderschön bei Vollmond (Vollmondkalender) zu betrachten.

Was ist der Mond?

Mond
Maßstäbliche Größenverhältnisse. Abstand verkleinert1

Der Erdmond ist der Trabant der Erde. Er umkreist unseren Planeten auf einer durchschnittlichen Umlaufbahn im Abstand von 384.000 km. Dabei zeigt der Erdmond immer dieselbe Fläche zur Erde.

Das heißt, dass die Eigenrotation des Mondes gleich lange dauert wie ein Umlauf um die Erde. Die Umlaufzeit und Eigenrotation dauern ca. 27,3217 Tage.

Ursache hierfür ist die Gravitation der Erde, die auf den Mond über Million von Jahren einwirkt und nach und nach für den Verlust von Drehimplus sorgte bis seine Rotation auf die Erde ausgerichtet war (lock-in).

Der Erdmond ist nach Charon (Mond des Planeten Mars) der zweitgrößte Mond im Verhältnis zu seinem Planeten. Absolut gesehen ist der Erdmond der fünftgrößte Trabant im Sonnensystem. Er besitzt nur ⅙ der Erdmasse, was bedeutet, dass auf ihn auch nur ⅙ der Erdanziehungskraft wirkt.

Wie ist der Mond entstanden?

Der Erdmond hat ca. ¼ des Durchmessers der Erde und ist im Verhältnis zur Erde ein großer Himmelskörper. Nach gängigen Theorien können zwei so große Objekte nicht nebeneinander entstanden sein. Wie ist also unser Mond entstanden?

Zur Entstehung des Mondes gibt es mehrere Theorien. Eine der populärsten Theorien ist die Einschlags-Theorie. Die Theorie besagt, dass die Erde in der Frühphase ihrer Entstehung von einem Körper der Größe des Mars getroffen wurde. Bei diesem gewaltigen Impakt wurde der marsgroße Himmelskörper und große Teile der Erdkruste mittels einer großen Explosion ins All geschleudert.

Der überwiegende Teil der verteilten Materie von Erde und Impaktor stabilisierte sich in einem Materiering um die Erde. In diesem Ring verschmolz immer mehr Materie zu einem immer größer werdenden Himmelskörper.

Dieser Körper war der Mond-Vorläufer (Proto-Mond). Nach ca. 10.000 Jahren war die gesamte erdumgebende Materie im nun geborenen Erdmond vereint. Für diese Theorie spricht, dass der Erdmond eine sehr ähnliche Zusammensetzung hat wie die Erdkruste.

Neben der Einschlags-Theorie gibt es noch die Abspaltungs-, Einfang- und Kondensations-Theorie.

Wie ist der Mond aufgebaut?

Der Erdmond hat einen schalenartigen Aufbau, der in seiner Beschaffenheit und Dicke von der Erde abweicht.

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schematischer Aufbau2

Der Mond besitzt eine verhältnismäßig dicke Kruste, die eine Besonderheit aufweist:

Die Kruste ist auf der erdnahen Seite deutlich dünner (60 km) als auf der erdfernen Seite (150 km). Dies hat zur Folge, dass der Massenmittelpunkt des Erdmondes deutlich (2 km) von seinem geometrischen Mittelpunkt abweicht.

Darunter schließen sich der äußere, mittlere und innere Mantel an. Mit Ausnahme eines Teils des inneren Mantels sind diese Schichten im Gegensatz zur Erde (Magma) erstarrt.

Der Kern setzt sich vermutlich aus einem innen festen Eisenkern mit einer umgebenden, flüssigen Schicht zusammen.

Mondoberfläche

Der Anblick des Mondes ist ein vertrautes Bild für uns Menschen. Wir erkennen bereits mit bloßem Auge verschiedene Strukturen auf seiner Oberfläche.

Durch Teleskope für Einsteiger werden diese mit bloßem Auge erkennbaren Strukturen nochmals um ein Vielfaches detaillierter. Allerdings ist aufgrund der hohen scheinbaren Helligkeit von -12,7 mag ein Mondfilter empfehlenswert, da das durch das Teleskop erzeugte Bild sehr grell und blendend wird.

Dunkle Flächen

Bereits mit dem bloßen Auge sind dunkle Flächen auf dem Erdmond zu erkennen. Sie erinnerten die Menschen in der Vergangenheit an Meere (lat. maria). Die Bezeichnung Meer (lat. Mare) für die dunklen Flächen hat sich so etabliert.

Heute weiß man selbstverständlich, dass es sich bei den dunklen Flächen nicht um Meere handelt, sondern um eine mehr oder weniger flache Ebene aus der Entstehungszeit des Mondes. Während der Frühphase war der Mond ständigen Einschlägen aus Material der (proto-)planetaren Scheibe ausgesetzt. Diese Einschläge hinterließen tiefe Krater, aus denen Magma empor stieß und als flache Ebene erstarrte.

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Benannte Oberflächenstrukturen3

Krater

Der Mond ist übersät von Kratern. Während der Frühphase seiner Entstehung war er in besonderem Maße Einschlägen von Himmelskörpern aller Art ausgesetzt (Großes Bombardement). Aber bis heute wird der Mond immer wieder von Asteroiden getroffen.

Wir können auf dem Mond quasi fast alle seiner bisher erlebten Einschläge sehen, weil der Mond weder ausgeprägt tektonisch aktiv ist, noch ein System aus Verwitterung hat, das über die Zeit die Krater verschwinden lassen würden. Des Weiteren besitzt der Mond keine nennenswerte Atmosphäre, wodurch selbst kleinste Objekte auf seiner Oberfläche einschlagen und einen Krater hinterlassen.

Viele Krater weisen besonders helle Radialstreifen auf. Diese werden erklärt durch die Entstehung von glasartigem Material beim Einschlag, das sich in orthogonaler Richtung vom Krater verteilt hat. Dieses glasartige Material hat eine höhere Reflexionsfähigkeit und wirkt dadurch heller.

Ein Beispiel eines solchen auffälligen Krater ist der Krater Tycho (benannt nach dem dänischen Astronom Tycho Brahe)

Gebirge

Die Gebirge des Mondes umschließen häufig sehr weitflächige Meere. Dies deutet darauf hin, dass sie durch den Einschlag sehr großer Objekte entstanden sind. Sie erreichen Höhen von bis zu 11.400 m und sind damit höher als der Mount Everest.

Risse und Spalten (Teleskop)

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Rückseite des Monds4

Bereits mit einfachen Teleskopen lassen sich Risse und Spalten auf der Mondoberfläche erkennen. Hinter den Spalten vermutet man eingebrochene Magmaröhren und die Risse könnten durch Erkaltungsprozesse in geschmolzenem Gestein erklärt werden.

Rückseite des Mondes

Die Rückseite des Mondes unterscheidet sich vom Erscheinungsbild grundsätzlich von der Vorderseite. Auf der Rückseite des Mondes findet man nur sehr wenige Mare (dunkle Flächen). Ein Erklärungsansatz beruht auf der Gezeitenwirkung, die die Erde auf den Mond ausübt.

So auch während seiner Entstehungsphase und in der Zeit des großen Bombardements. Geschmolzenes Gestein wurde durch die Gravitationskraft der Erde auf der Vorderseite des Mondes in Richtung Erde angesammelt.

Mit den eigenen Augen werden die meisten von uns diese Seite des Mondes nie sehen, da uns der Mond aufgrund der gebunden Rotation immer dieselbe Seite präsentiert. Raumsonden haben die Rückseite des Mondes allerdings bereits fotografiert.

Tatsächlich kann ein Teil der Mondrückseite von der Erde aus gesehen werden. Grund ist das Phänomen der Liberation: der Mond eiert um seine Rotationsachse und zeigt uns somit etwas mehr als die Hälfte seiner Oberfläche. Gut erklärt ist das Phänomen auf der Seite von der-mond.org.

Mondphasen

Die Mondphasen bezeichnen die von der Erde aus sichtbare Wanderung der Licht-Schatten-Grenze (Terminator) über die Mondoberfläche. Durch die Lageverschiebung des Terminators nimmt der helle Anteil der Mondoberfläche im Vergleich zum dunklen Anteil zu oder ab.

Partielle Mondfinsternis
Partielle Mondfinsternis – Fotograf: Horst Szasz

Die verschiedenen Mondphasen werden in 4 Phasen mit ca. einwöchiger Länge unterteilt:

Der Mond steht zwischen Erde und Sonne. Er ist in dieser Phase sehr dunkel, weil er nur das Licht reflektiert, welches die Erde durch die Bestrahlung der Sonne reflektiert.

Der Mond steht hinter der Erde und reflektiert das Sonnenlicht, das seine gesamte erdnahe Fläche anstrahlt. Er ist in dieser Phase am hellsten.

Der Mond befindet sich auf seiner Umlaufbahn um die Erde und geht aus der Vollmondphase in die Neumondphase über.

Der Mond befindet sich auf seiner Umlaufbahn um die Erde und geht aus der Neumondphase in die Vollmondphase über.

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Entstehung der Mondphasen5

Die Öffnungen der Sichel in den Halbmondphasen sind genau gegensätzlich, je nachdem ob sich der Betrachter auf der Süd- oder Nordhalbkugel befindet. Am Äquator öffnet sich die Sichel nach oben oder nach unten.

Einfluss des Mondes auf die Erde

Der Mond beeinflusst die Erde auf verschiedenste Art und Weise und hatte indirekt vermutlich eine entscheidende Mitwirkung an der Entstehung des Lebens.

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Mondbasis (Konzept)6

Der Mond sorgt durch seine Gravitationskräfte für die Gezeiten auf der Erde. Ebbe und Flut resultieren aus dem “Mitwandern” der Wassermassen der Meere in Richtung Mond bei seiner Erdumrundung. Durch Ebbe und Flut entsteht erst so ein Habitat mit periodischem Wechsel aus Feuchtigkeit und Trockenheit in Küstennähe.

Hier entwickelte sich das Leben vermutlich entscheidend, bevor der gesamte Planet besiedelt wurde. Neben dem Wasser verformt sich auch der Erdmantel in geringer Ausprägung unter der Gravitation des Mondes.

Der Mond stabilisiert die Erdachse, die sonst im Laufe der Zeit erheblichen Schwankungen ausgesetzt wäre. Eine ständige Änderung der Erdachse würde zu kontinuierlichen Wechseln der Klimazonen und zum Auftreten von Klimaextremen führen, was die Entwicklung höheren Lebens deutlich erschwert hätte.

Wie beobachte ich den Mond?

Zur Beobachtung des Mondes reicht im ersten Schritt bereits ein Fernglas, mit dem die ersten Details erkannt werden können. Wer sich auf die Suche nach den bekanntesten Kratern und Maria machen möchte, benötigt schon ein Teleskop für Einsteiger. Auch mit einem Teleskop für Kinder sind bereits zahlreiche Details auf der Mondoberfläche zu entdecken.

Besonders interessant ist die Beobachtung an der Licht-Schatten-Grenze, da sich dort ein besonders kontrastreiches Bild bietet. Aufgrund der großen Helligkeit des Mondes ist für die Beobachtung mit Teleskop ein Mondfilter empfehlenswert.

Menschen auf dem Mond

Der Mond ist bisher der einzige Himmelskörper, den Menschen besucht haben. Wen du dich fragst, wie Menschen in der Vergangenheit und in der Zukunft auf den Mond kommen werden kannst du hier mehr erfahren: Wie lange fliegt man zum Mond? Gestern, heute und in Zukunft

Vergangenheit

Die technische Erforschung begann mit Raumsonden in den frühen 1960er Jahren. Ihre Aufgaben bestanden aus reinen Vorbeiflügen, der Erforschung aus dem Mondorbit, bis hin zur Landung und Bodenerforschung.

1969 brachte die Apollo-Mission schließlich die ersten Menschen zum Mond. Das Apollo-Programm brachte alle 12 Menschen, die bisher den Mond im Zeitraum 1969-1972 betraten, unversehrt zum Mond und wieder zurück.

Seit dieser Zeit hat keine bemannte Mission mehr stattgefunden und bis vor Kurzem ist der Mond auch aus dem Interesse der Weltraumorganisationen geraten.

Zukunft

In den vergangenen Jahren hat das Interesse am Mond wieder zugenommen. Antreiber waren auch private Raumfahrtunternehmen, die den Mond als Ausgangsbasis für Marsmissionen und Missionen darüber hinaus nutzen wollen.

Dies macht Sinn, weil die Startkosten von Raumfahrzeugen vom Mond aufgrund der geringeren Schwerkraft deutlich kleiner sind. An den Polen existieren Krater deren Zentrum nie vom Sonnenlicht berührt wird. In diesen Kältefallen sammelt sich Wasser in Form von Eis in nennenswerten Mengen. Sauerstoff ist größeren Mengen im Mondgestein Regolith gebunden und kann sowohl für die Versorgung einer Mondstationen genutzt werden sowie zusammen mit Wasser zur Synthese von Hydrazin (Raketenbrennstoff).Eine Mondstation könnte somit einen großen wirtschaftlich Vorteil haben, da der Transport von Raketentreibstoff von der Erde in den Orbit extrem teuer und unwirtschaftlich ist.

Wenn auf einer semi-autarken Mondstation noch nennenswerte Teile für die zukünftigen Raumfahrtmissionen hergestellt werden könnten, wäre eine Mondstation ein sinnvoller Hafen als Ausgangspunkt für weitere Missionen in den “Deep Sky”.

FAQ

✅ Wie weit ist der Mond von der Erde entfernt?

Die durchschnittliche Entfernung zum Mond beträgt von der Erde 384.000 km. Da der Orbit des Mondes elliptisch ist, gibt es einen Nahpunkt (363.000 km) und einen Fernpunkt (405.500 km).

✅ Wie lange fliegt man zum Mond?

Die Astronauten der Apollo 11 brauchten für ihren Flug zum Mond mit Saturn V Rakete ca. 76 Stunden (3,16 Tage). Vom Start auf der Erde, über Orbitalmanöver im Erd- und Mondorbit, bis zur Landung auf dem Mond vergehen muss mit circa 8-9 Tage gerechnet werden.

✅ Wie viele Mensch waren bisher auf dem Mond?

Das Apollo-Programm brachte 12 Menschen im Zeitraum von 1969-1972 zum Mond.

✅ Warum leuchtet der Mond?

Der Mond leuchtet, indem er Licht reflektiert. Sein Rückstrahlvermögen (Albedo) ist mit 0,12 nur ⅓ so stark, wie das der Erde.

Der Mond ist also ein vergleichsweise wenig reflektierender Himmelskörper. Dass wir ihn so hell am Nachthimmel sehen, liegt an seinem in astronomischen Verhältnissen, geringen Abstand zur Erde.

In den meisten Mondphasen reflektiert der Mond überwiegend direkt das Licht der Sonne. Während Neumond leuchtet die erdnahe Seite des Mondes im Licht, das die Erde auf ihn reflektiert.

✅ Wem gehört der Mond?

Der im Jahr 1967 geschlossene Weltraumvertrag, der diese Art von Fragen regeln sollte, beinhaltet große Lücken und Interpretationsspielräume, sodass die Eigentums- und Nutzungsverhältnisse bis heute unsicher sind.

Ein regelnder und verbindlicher Vertrag kam bis heute nicht zustande.

✅ Ist der Mond ein Planet?

Nein, der Erdmond erfüllt die Kriterien eines natürlichen Satelliten (Mond). Er umkreist ein deutlich massereicheres Objekt in einer festen Umlaufbahn.

Da der Mond aber im Verhältnis zur Erde eine nennenswerte Masse aufweist, wird gelegentlich von einem Doppel-Planeten-System gesprochen.

Quellen

  1. anonym, Moon Earth Comparison, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons, entnommen 12.01.2020
  2. MrmwInnerer Aufbau Mond SchnittCC0 1.0, entnommen 12.01.2020
  3. Peter Freiman Cmglee Background photograph by Gregory H. ReveraMoon namesCC BY-SA 3.0, entnommen 12.01.2020
  4. NASA, Moon farside LRO 5000, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons, entnommen 12.01.2020
  5. Orion 8Moon phases 00CC BY-SA 3.0, entnommen 12.01.2020
  6. ESA – P. Carril “Artist impression of a Moon Base concept.”, entnommen 29.01.2020