Die thermischen Bedingungen an den Mondpolen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Philipp Gläser
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325108945

Die Polarregionen des Mondes sind bezüglich der Beleuchtungseigenschaften und damit verbunden auch bezüglich der Oberflächentemperatureigenschaften sehr komplex. Die Ursache hierfür ist die geringe Neigung der Rotationsachse des Mondes zur Ekliptik, mit der Folge, dass die Sonne an den Polen eine maximale Elevation von nur 1.54° über dem Horizont hat. Extrema wie Kraterböden, die seit Millionen von Jahren keine direkte Sonneneinstrahlung erfahren haben, sowie topografisch höher gelegene Stellen wie Kraterränder, die weit mehr als 300 Tage im Jahr von der Sonne beschienen werden, sind an den Polen zu finden.Das Endziel dieses Projekts ist es präzise Oberflächentemperaturkarten der Mondpole bereitzustellen, mit deren Hilfe die Kartierung von potentiellen Wassereisreservoirs möglich ist und die Anforderungen bzgl. Temperaturschwankungen einer zukünftigen polaren Landeeinheit abgeleitet werden können. Auf Basis eines Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) Geländemodells werden dazu die direkte und indirekte (reflektierte Strahlung) Beleuchtung durch die Sonne simuliert und in Verbindung mit numerischen Verfahren zur Lösung der Wärmegleichung entstehen damit die bisher detailliertesten, polaren Temperaturkarten unseres Mondes. Minimal- und Maximaltemperaturen von Gebieten von gerade mal 20 m x 20 m (DTM Pixelgröße) werden Aufschluss über die mögliche Existenz und Ausdehnung von Wassereis in Kraterböden geben sowie die zu erwartenden Bodentemperaturen an zukünftigen polaren Landestellen.Seit einigen Jahren ist bekannt, dass es einige zum Teil auch recht große Wassereis-reservoirs in Polnähe gibt, die nicht mit dauerhaft im dunkeln liegenden Kraterböden zusammenfallen. Um diese Reservoirs genauer zu untersuchen, wird in dieser Studie die Orientierung der Mondachse so verändert, dass sie mit früheren Orientierungen übereinstimmt. Daraufhin werden Beleuchtungs- und Temperaturkarten neu berechnet. Mit diesen Karten erwarten wir derartige Bedingungen vorzufinden, unter welchen sich Wassereis und andere Wasserstoffverbindungen an diesen Orten ablagern konnten, welche wir noch heute beobachten können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen