Der Shackleton-Krater am Südpol des Mondes ist einer der Orte auf der Shortlist der NASA für die menschliche Erforschung mit den zukünftigen Artemis-Missionen. Aber weil Krater an den Mondpolen – wie Shackleton – Bereiche haben, die ständig im Schatten liegen, sogenannte Permanent Shadowed Regions (PSRs), wissen wir nicht genau, was sich im Inneren befindet. Ein neues Raumschiff mit einem spezialisierten Instrument soll dies jedoch ändern.
ShadowCam ist eines von sechs wissenschaftlichen Instrumenten an Bord des Korea Pathfinder Lunar Orbiter, bekannt als Danuri, des Korea Aerospace Research Institute (KARI), der im August 2022 gestartet und im vergangenen Dezember in die Mondumlaufbahn eingetreten ist. Die Mission von ShadowCam besteht darin, in diese dunklen Krater zu blicken und mit Sicherheit festzustellen, was sich darin befindet und ob die PSRs flüchtige Stoffe wie Wassereis enthalten – eine bedeutende Ressource für die Erkundung, die als Brennstoff oder Sauerstoff verwendet werden kann.
„ShadowCam hat das Potenzial, unser Verständnis der Qualität und Fülle dieser Ressourcen in diesen Regionen erheblich zu verbessern“, sagte Jason Crusan, Direktor der Advanced Exploration Systems Division der NASA, in einer Pressemitteilung von 2017, in der er ShadowCam ankündigte. „Zukünftige Missionen im Weltraum werden sicherer und erschwinglicher, wenn wir in der Lage sind, Mondressourcen zu ernten.“
Das ShadowCam-Instrument befindet sich in einer Betriebsprüfungsphase, seit das Raumschiff in die Mondumlaufbahn eingetreten ist. Während des Auscheckens hat es Dutzende von Bildern der Polarregionen des Mondes gesammelt, darunter ein Bild des Shackleton-Kraters, um seine Funktionalität zu kalibrieren und zu testen.
Oben sehen Sie einen Vergleich eines Bildes vom Lunar Reconnaissance Orbiter und der ShadowCam derselben Region in Shackleton. Das Bild der neuen Kamera zeigt deutlich mehr Details im Inneren des Kraters. Beachten Sie, dass dies nur ein Kalibrierungsbild ist.
ShadowCam wurde von Forschern der Arizona State University und Malin Space Science Systems entwickelt und ist der Beitrag der NASA zur Danuri-Mission. Die Kamera basiert auf den unglaublich produktiven Kameras an Bord des Lunar Reconnaissance Orbiter – seit 2009 im Mondorbit –, aber die ShadowCam ist 200-mal lichtempfindlicher, wodurch sie hochauflösende Bilder mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis erhalten kann PSRs.
Während Kameras wie die Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) entwickelt wurden, um Bilder von sonnenbeschienenen Oberflächen aufzunehmen, sollte die hyperempfindliche Optik von ShadowCam in der Lage sein, detaillierte Bilder in dauerhaft schattierten Bereichen aufzunehmen – selbst ohne direktes Licht – indem sie das schwache Sekundärlicht verwendet wird von nahe gelegenen geologischen Merkmalen wie Bergen oder Kraterwänden reflektiert.
„Wie sieht es aus, wo die Sonne nie scheint?“ schrieb Mark Robinson, der Hauptermittler für das LROC und ShadowCam. „Nun, jetzt wissen wir es – an mindestens einer Stelle! Dieser Teil des Inneren des Shackleton-Kraters sieht nicht sofort anders aus als normal beleuchtete Krater, die anderswo auf dem Mond zu finden sind. Die oberen zwanzig Prozent des Bildes zeigen den Fuß der steilen Wand , und der Rest des Bildes zeigt den hügeligen Kraterboden.“
Robinson bemerkte, dass der Pfeil den Weg eines Felsbrockens mit einem Durchmesser von 5 Metern zeigt, der die steil abfallende Kraterwand hinunterrollte und auf dem Boden zur Ruhe kam. Gesteinsspuren findet man häufig auch anderswo auf dem Mond.
Es ist geplant, dass ShadowCam die PSRs monatlich beobachtet, um jahreszeitliche Veränderungen zu erkennen und das Gelände innerhalb der Krater zu messen, einschließlich der Verteilung von Felsbrocken.
„Permanent schattige Regionen waren ein Rätsel, weil die ständig dunklen Innenräume schwer abzubilden sind und bestehende Forschungsergebnisse unterschiedliche Interpretationen hinsichtlich der Verteilung von flüchtigen Stoffen in diesen kalten Regionen bieten“, sagte Crusan.
Nach der Prüfungs- und Kalibrierungsphase, die Ende Februar 2023 enden soll, wird ShadowCam ihre Kampagne starten, um Bilder von schattigem Gelände aufzunehmen, während Danuri während der geplanten 11-monatigen Mission routinemäßig darüber hinwegfährt.
Der Mondsüdpol ist für zukünftige bemannte Missionen von Interesse, da die Region nahezu ständig mit der Erde kommuniziert. Außerdem – im Gegensatz zu den dunklen Innenräumen der Krater dort – liegen die Ränder der Polarkrater im ewigen Sonnenlicht. Auf diesen stark beleuchteten Regionen könnten Basislager errichtet werden, um die endlose Sonnenenergie zu nutzen, und Reisen in schattige Regionen zum Abbau von Ressourcen und zur Erkundung unterstützen. Eisschichten in PSRs wie dem Shackleton-Krater können nicht nur potenzielle Ressourcen bereitstellen, sondern auch Aufzeichnungen darüber enthalten, was in der Mondumgebung für lange Zeiträume passiert ist.
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