Im vergangenen Monat spornte China andere Spieler an, den Mond aktiv zu erkunden, um Mondgesteinsproben zu liefern. Mindestens acht Raumschiffe aus Ländern wie Russland, Indien, China, Japan und den Vereinigten Staaten sollten in den nächsten drei Jahren auf der Mondoberfläche landen.
Zum ersten Mal werden bei der Erforschung des Mondes einige der wissenschaftlich faszinierendsten, aber empfindlichsten Regionen des Mondes erforscht - die an den Polen. Wissenschaftler interessieren sich für Wasser, das in schattigen Kratern gefroren ist. Sie befürchten aber auch, dass die Zunahme des Fracht- und Passagierverkehrs zum Mond zu einer Kontamination des Eises selbst führen könnte.
Eis ist für Wissenschaftler aus verschiedenen Gründen wichtig. Einige wollen unberührte Proben analysieren, um herauszufinden, wie und wann die Erde und der Mond vor Milliarden von Jahren Wasser angesammelt haben. Andere wollen Eis abbauen, um Raketen an zukünftigen Mondbasen zu tanken.
Forscher stehen vor schwierigen Entscheidungen. Sollten Sie sofort mit dem Graben beginnen, um die Prozesse zu erarbeiten, mit denen Sie Eis extrahieren und in Kraftstoff umwandeln können? Oder langsam handeln, um in Eis kodierte wissenschaftliche Daten zu erhalten? "Im Moment haben wir Wissenschaftler, die sagen, wir können nicht einmal in die Nähe kommen, weil wir es zerstören werden", sagt Clive Neal, Geologe an der Universität Notre Dame in Indiana. "Und andere sagen, wir brauchen es, also machen wir es einfach."
Diese Widersprüche müssen bald gelöst werden, zumal die NASA plant, eine Reihe von Missionen an den Südpol zu senden, beginnend mit Roboterlandegeräten im Jahr 2022 und endend damit, dass Menschen zum ersten Mal seit 1972 zum Mond geschickt werden.
Ein Bericht der einflussreichen Nationalen Akademie der Wissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Medizin der USA (NASEM) argumentiert, dass Weltraumagenturen Prioritäten setzen müssen, was sie von den Mondpolen wollen, um sie effektiv zu erforschen. Das Internationale Komitee für Weltraumforschung (COSPAR) bewertet ebenfalls die Situation und wird in den kommenden Monaten entscheiden, ob neue Leitlinien für Raumschiffe zum Mond herausgegeben werden sollen. Die NASA wartet auf die Entscheidung von COSPAR und wird wahrscheinlich ihre eigenen Regeln für den Besuch des Mondes aktualisieren.
Während die Erforschung des Mondes beschleunigt wird, "dürfen wir der zukünftigen wissenschaftlichen Forschung keinen Schaden zufügen", sagt Lisa Pratt, Planetenschutzbeauftragte der NASA. Die Frage ist: "Wie macht man das richtig?"
Kein einziges Raumschiff hat jemals die Pole des Mondes besucht. Die einzige Mission, die versuchte, dorthin zu gelangen, war der indische Vikram-Lander, der 2019 etwa 600 Kilometer vom Südpol entfernt abstürzte. China plant, die Chang'e-6-Mission zu starten, die zum Südpol des Mondes reisen, Erde mit Eis sammeln und 2023 auf die Erde bringen wird. Dieses Gerät ist der Nachfolger von Chang'e-5, das im vergangenen Dezember erfolgreich Gesteinsproben in den mittleren Breiten des Mondes gesammelt hat. Japan und Indien erwägen ebenso wie Russland und Europa, Roboter an den Südpol zu bringen.
Und dann ist da noch die NASA. Unter Präsident Donald Trump bereitete die Agentur eine Reihe von polorientierten Missionen zum Mond vor. Nach aktuellen Plänen wird die NASA 2022 zwei automatische Lander zum Südpol und 2023 einen Roboter-Rover namens VIPER schicken. Er muss den Mondboden bis zu einer Tiefe von einem Meter bohren. Dann, ein Jahr später, ist geplant, Leute zu schicken, die anfangen werden, die Eiskrater zu erkunden. Laut einem im letzten Monat veröffentlichten NASA-Bericht besteht eine der Aufgaben darin, das Eis zu sammeln und zur Untersuchung an ein Labor auf der Erde zu senden.
Die Möglichkeit einer Kontamination des Mondeises ist ein Problem, an das vor fünf Jahrzehnten noch niemand gedacht hat, als die Apollo-Astronauten als erste Menschen die Mondoberfläche betraten. Zu dieser Zeit glaubten Wissenschaftler, dass der Mond völlig trocken war. Erst in den letzten zehn Jahren wurde bekannt, dass Wasser an vielen Orten vorhanden ist, auch in schattigen Polarkratern. Wissenschaftler haben sogar Mineralwasser an mindestens einem sonnenbeschienenen Punkt auf dem Mond gefunden.
All dieses Wasser hätte dank Asteroiden, Kometen oder dem Sonnenwind, der seine Oberfläche bombardierte, den Mond erreichen können. Ein Teil davon könnte nach Vulkanausbrüchen geblieben sein, die es aus der Tiefe an die Oberfläche brachten. Unabhängig von der Quelle des Mondwassers enthält es wichtige wissenschaftliche Informationen.
Eis in Kratern an den Polen des Mondes, ohne Sonnenlicht, sammelt sich seit Milliarden von Jahren an. Wenn ja, dann enthält es eine Aufzeichnung nicht nur der frühen Geschichte des Mondes, sondern auch der Geschichte der Erde. Der Mond bildete sich wahrscheinlich, als ein riesiges Objekt vor etwa 4,5 Milliarden Jahren auf die neugeborene Erde krachte und riesige Stücke abriss, die mit dem Mond verschmolzen und ihre Geschichten eng miteinander verbanden. Auf der Erde hat die geologische Aktivität, einschließlich der Plattentektonik, einen Großteil der frühen Geschichte des Planeten ausgelöscht. Aber der Mond hat keine solche Aktivität, daher ist er ein ausgezeichnetes Studienfach.
"Die Geschichte des Mondwassers wird viele Hinweise auf die Entwicklung des Sonnensystems geben", sagt Ariel Deutsch, Planetenforscher am Ames Research Center der NASA in Moffett Field, Kalifornien.
Viele Forscher sind sich der Bedeutung des Mondeises bewusst und sind vorsichtig, es zu untersuchen. Einige von ihnen erwägen insbesondere die Möglichkeit einer Eisverunreinigung durch Raketenabgase.
Parvati Prem, eine Planetenwissenschaftlerin am Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University in Lorel, Maryland, und ihre Kollegen simulierten kürzlich die Landung eines mittelgroßen Moduls um 70 ° S - mehrere hundert Kilometer von den Südpol-Eiskratern entfernt. Simulationen zeigten, dass selbst wenn die Rakete mit minimalem Strahlschub abfiel, Wasser aus den Triebwerken gesprüht würde, das sich schließlich über den gesamten Mond ausbreiten würde. Selbst nach 2 Mondtagen - 2 Erdmonaten - verbleiben etwa 30–40% des importierten Wassers auf der Mondoberfläche. "Die wichtigste Erkenntnis ist, dass sich Wasserdampf tatsächlich überall ausbreitet", sagt Prem. So wurde das Polareis des Mondes bereits durch frühere Erkundungsmissionen kontaminiert.
Die internationale Gruppe COSPAR befragte Hunderte von Planetenwissenschaftlern, wie besorgt sie sind, dass die Erforschung des Mondes die Wissenschaft an den Polen beeinträchtigen könnte. Mehr als 70% der Befragten der Umfrage 2020 gaben an, dass sie befürchten, dass die Verschmutzung die im Eis des Mondes gespeicherten wissenschaftlichen Daten gefährden könnte, sagt Gerhard Kminek, Planetenschutzbeauftragter der Europäischen Weltraumorganisation in Noordwijk, Niederlande.
In einem offiziellen Dokument der NASA schlagen 19 Wissenschaftler, darunter Prem und Deutsch, vor, eine Mission namens "Origins-first" an einen schattigen Krater an einem der Pole des Mondes zu senden. Das Ziel ist es, genügend unberührte Eisproben zu sammeln, bevor die Erforschung des Mondes beginnt. Die Mission wird zeigen, wie wertvoll wissenschaftliche Erkenntnisse über Eis sind und ob der Bergbau verzögert werden sollte, sagt Esther Beltran, Wissenschaftlerin an der Universität von Zentralflorida in Orlando und Mitautorin des Papiers.
Die NASA hat derzeit keine Finanzierung für die Origins-First-Mission. Es ist weiterhin geplant, mehrere Raumschiffe in die Polarregionen des Mondes zu schicken. Aber die Agentur hört Wissenschaftlern zu, die darauf bedacht sind, es richtig zu machen und mit Vorsicht vorgehen wollen, sagt Pratt, ein Beamter der Planetenschutzbehörde. „Wir müssen das Bestreben, Ressourcen zu nutzen, mit dem Bedarf an wissenschaftlichen Entdeckungen und Kenntnissen in Einklang bringen“, sagt sie.
Wenn COSPAR die neuen Prinzipien der Monderkundung übernimmt, ist es wahrscheinlich, dass die NASA und Weltraumagenturen anderer Länder dies tun werden. Die derzeitige Führungsrolle von COSPAR verlangt von den Ländern, alle organischen Materialien wie Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe, Farben und Klebstoffe aufzulisten, die an Bord des Mondfahrzeugs sein werden. Eine solche Liste würde dazu beitragen, die Bedenken hinsichtlich der künftigen Umweltverschmutzung zu verringern, sagte Kminek. Wissenschaftler werden wissen, welche Art von anthropogenem Material in die Mondumgebung gelangen wird. Vielleicht wird vorgeschlagen, eine Liste von Gasen zu erstellen, die von Fahrzeugen oder lebenserhaltenden Systemen ausgestoßen werden können. "Relevante Akteure, darunter die chinesische Raumfahrtagentur und kommerzielle Unternehmen wie SpaceX und Blue Origin, saßen mit COSPAR am Tisch, um diese möglichen Änderungen zu besprechen", sagt Kminek.
Trotz der anhaltenden Debatte sind einige Wissenschaftler nicht übermäßig besorgt über die Umweltverschmutzung. Neal und andere stellen fest, dass sich Wasserdampf aus Raketenabgasen nur in einer dünnen Schicht auf der Mondoberfläche absetzt. Es braucht nicht viel Arbeit, um zum gewünschten Eis zu gelangen. Der NASEM-Bericht stellt außerdem fest, dass das Risiko einer Eisverunreinigung gering ist. Und Kevin Cannon, ein Planetenforscher an der Colorado School of Mines in Golden, glaubt, dass ein wenig Verschmutzung völlig gerechtfertigt ist, wenn man weiß, wo und wie sich das Eis verteilt. Er machte eine Karte der Orte, an denen sich die größten und zugänglichsten Lagerstätten befinden könnten.
Es wurden mehrere weitere Ideen zum Schutz des Mondeises vorgeschlagen. Ein Vorschlag ist, einen der Pole des Mondes für die Wissenschaft zu behalten und den anderen für den Bergbau zu öffnen. Es wird auch vorgeschlagen, Sperrzonen für einige Eiskrater festzulegen. Es gibt viele solcher Krater, von winzigen Gruben, die kleiner als eine menschliche Hand sind, bis zu großen mit einem Durchmesser von 10 Kilometern, und nicht alle müssen erforscht werden, sagen Wissenschaftler.
"Das einzige, was wir tun müssen, ist sicherzustellen, dass wir zukunftsorientiert sind", sagt Prem. "Wer weiß, welche Art von Wissenschaft die Menschen in Zukunft machen wollen?"