Blitze auf dem Mond

31.05.2019

Auf dem Mond sind immer wieder Blitze und andere rätselhafte Lichterscheinungen zu beobachten. Mit einem neuen Teleskop will ein Professor der Uni Würzburg diesen Phänomenen auf den Grund gehen.

Professor Hakan Kayal neben dem Mondteleskop. (Bild: Tobias Greiner / Universität Würzburg)

Es passiert mehrere Male in der Woche. Manchmal sind es nur kurze Lichtblitze, die an der Oberfläche des Mondes aufscheinen. Andere Leuchtphänomene auf dem Erdtrabanten können länger dauern. Und bisweilen sind auch Stellen zu beobachten, die sich vorübergehend verdunkeln.

Die Wissenschaft weiß nicht genau, wie diese Phänomene auf dem Mond zu Stande kommen. Sie hat aber Erklärungsversuche: Der Aufprall eines Meteors etwa dürfte für ein kurzzeitiges Aufleuchten sorgen. Solche Blitze könnten auch entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen des Sonnenwindes mit Partikeln aus Mondstaub reagieren.

„Auf dem Mond wurden auch seismische Aktivitäten beobachtet. Bei Bewegungen der Oberfläche könnten aus dem Mondinneren Gase austreten, die das Sonnenlicht reflektieren. Das würde die Leuchterscheinungen erklären, die teils über Stunden anhalten“, sagt Hakan Kayal, Professor für Raumfahrttechnik an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU).

Mondteleskop in Spanien aufgestellt

Kayal ist an diesen Erscheinungen höchst interessiert. „Man kennt die sogenannten transienten lunaren Phänomene schon seit den 1950er-Jahren, aber sie wurden nicht ausreichend systematisch und langfristig beobachtet.“ Das ändert sich zurzeit, und der JMU-Professor will seinen Beitrag dazu leisten.

Video zum neuen Mondteleskop auf dem Youtube-Kanal der JMU

Als ersten Schritt hat Kayals Team ein Mondteleskop gebaut und im April 2019 in Betrieb genommen. Es steht in einem privaten Observatorium in Spanien, etwa 100 Kilometer nördlich von Sevilla in einer ländlichen Gegend. Warum Spanien? „Dort herrschen einfach bessere Wetterbedingungen für die Mondbeobachtung als in Deutschland“, so Kayal.

Das Teleskop wird vom JMU-Campus aus ferngesteuert. Es besteht aus zwei Kameras, die Nacht für Nacht den Mond im Blick behalten. Nur wenn beide Kameras gleichzeitig eine Leuchterscheinung registrieren, löst das Teleskop weitere Aktionen aus. Es speichert dann Fotos und Videosequenzen von dem Ereignis und schickt via E-Mail eine Nachricht an Kayals Team.

Feilen an der intelligenten Software

Noch ist das System nicht komplett fertig – an der Software, die Blitze und andere Leuchtphänomene automatisch und zuverlässig erkennen soll, wird weiter gefeilt. Kayal will dafür unter anderem Methoden der Künstlichen Intelligenz einsetzen: Neuronale Netzwerke sorgen dafür, dass das System nach und nach lernt, einen Mondblitz von technischen Störungen oder von Objekten wie Vögeln und Flugzeugen zu unterscheiden, die vor der Kamera vorbeifliegen. Bis dahin ist schätzungsweise noch ein Jahr Arbeit nötig.

Die Rate der Fehlalarme möglichst stark zu reduzieren, ist für Kayal nur das erste Etappenziel in diesem Projekt. Das System, das er auf spanischem Boden entwickelt, soll später einmal auf einer Satellitenmission zum Einsatz kommen. Die Kameras könnten dann im Orbit der Erde oder des Mondes arbeiten. Davon verspricht sich der Professor wesentlich bessere Ergebnisse: „Wir sind dann die Störungen los, die sich durch die Atmosphäre ergeben.“

Wie geht es weiter, sobald das Teleskop eine Leuchterscheinung dokumentiert hat? Kayals Team würde das Ergebnis dann mit der Europäischen Raumfahrtagentur ESA abgleichen, die ebenfalls den Mond beobachtet. „Wenn dort das Gleiche gesehen wurde, kann das Ereignis als bestätigt gelten.“ Bei Bedarf könne man dann gemeinsam weitere Forschungen in die Wege leiten.

Neuer Wettlauf zum Mond

Das Interesse an den lunaren Leuchterscheinungen ist derzeit groß. Das liegt auch an einem neuen „Wettlauf zum Mond“, der im Gange ist: China hat ein umfassendes Mondprogramm aufgelegt und Anfang Januar 2019 eine Sonde auf der erdabgewandten Seite des Mondes abgesetzt. Indien plant eine ähnliche Mission. Als Reaktion auf diese Initiativen hat US-Präsident Donald Trump im Mai von einer Rückkehr der USA zum Mond gesprochen und angekündigt, die NASA „zu alter Größe“ zurückführen zu wollen.

Hinter all diesen Aktivitäten stehen Prestigegründe und ein Streben nach der technologischen „Vorherrschaft“ im All. China und andere Akteure wie die Firma Space X aber ziehen auf lange Sicht den Mond auch als Lebensraum für Menschen in Betracht. Dazu kommt, dass es auf dem Mond Rohstoffe gibt – zum Beispiel seltene Metalle, die für Smartphones und andere Geräte nötig sind.

„Wer irgendwann eine Mondbasis bauen will, muss die Gegebenheiten vor Ort natürlich bestens kennen“, sagt Professor Kayal. Was, falls derartige Pläne einmal konkret werden sollten? Spätestens dann sollte klar sein, was es mit den geheimnisvollen Blitzen und Leuchterscheinungen auf sich hat.

Luft- und Raumfahrtinformatik studieren

In die Erforschung der Mondphänomene sind auch Studierende der JMU eingebunden. Sie können zum Beispiel Bachelor- oder Masterarbeiten über das Thema schreiben. An der Universität Würzburg gibt es einen zulassungsfreien Bachelor-Studiengang für Luft- und Raumfahrtinformatik. Dazu passt der Master-Studiengang „Satellite Technology“, der in englischer Sprache unterrichtet wird. Außerdem kann man im Masterstudium Informatik den Schwerpunkt Luft- und Raumfahrttechnik wählen.