Hüpfender Mondstaub

Greenbelt (USA) - Der Mond besitzt praktisch keine Atmosphäre. Umso erstaunter waren die Wissenschaftler der Mondmission Surveyor 7, als sie 1968 auf Bildern der gelandeten Sonde unterschiedliche Leuchterscheinungen am Horizont erspähten. Obwohl auf dem Mond kein Wind bläst, bewegte sich feiner Staub über den Rand eines Kraters. Mondforscher hatten lange vermutet, dass elektrische Felder den Mondsand emporheben können. Wie Forscher der NASA nun herausgefunden haben, können diese Felder die Staubteilchen zwischen sonnigen und schattigen Orten sogar hin- und herspringen lassen. Sowohl an der Tag-Nacht-Grenze als auch an Kraterrändern könnte sich Mondbesuchern damit ein wenig Abwechslung in der ansonsten etwas eintönigen Landschaft zeigen.

„In den schattigen Regionen ist die Mondoberfläche negativ geladen im Vergleich zu den sonnenbeschienenen“, erklärt William Farrel vom Goddard Space Flight Center. „Das führt zu einem komplexen elektrischen Feld, das den Mondstaub hin- und zurückschwingen lassen kann.“ Die Ursache für die Staubschleier liegt in der elektrostatischen Abstoßung. Gleichsinnig geladene Körper stoßen sich gegenseitig ab, während gegensinnig geladene einander anziehen. Der Staub an den sonnigen Stellen nimmt die positive Ladung des Bodens auf, wodurch er hochgeschleudert werden kann. Da er durch keine Atmosphäre gebremst wird, kann er dann zum Beispiel in Richtung eines schattigen Kraters mit negativer Ladung beschleunigt werden. Hat er genug Schwung, fliegt er über den Krater auf die nächste sonnenbeschienene Stelle, von der er wieder abgestoßen wird. Dieses Spiel kann sich im Prinzip beliebig oft wiederholen, was die beobachteten, langlebigen Staubschleier erklärt.

Die elektrische Aufladung geschieht durch den Sonnenwind. Da der Mond nicht wie die Erde durch Magnetfeld und Atmosphäre geschützt ist, prasselt ein unaufhörlicher Teilchenstrom auf die Tagseite. Dieser schlägt dabei negativ geladene Elektronen aus der Oberfläche und lädt sie dadurch positiv auf, während die Nachtseite Elektronen aufnimmt und dadurch negative Spannung erhält.

Das Phänomen hüpfender Staubkörner könnte auf allen Himmelskörpern mit einer vergleichbaren Oberfläche auftreten, insbesondere auf Asteroiden. „Dieses Modell liefert eine natürliche Erklärung für die Beobachtung von Staubbecken in Kratern des Asteroiden Eros“, sagt Farrels Kollege Michael Collier. Damit klärt sich ein Rätsel, das nicht nur bei den Surveyor-Sonden für Verwunderung gesorgt hat, als diese die bemannten Mondlandungen vorbereiteten. Auch bei den Apollo-Missionen hatten Astronauten geladene Staubteilchen an der Tag-Nacht-Grenze der ultradünnen Mondluft nachweisen können.