Mondinneres könnte unter zukünftigen Artemis-Landestellen verborgen sein

Was die Studie zeigt

Wissenschaftler hatten zudem Schwierigkeiten, seltsame chemische Ablagerungen zu erklären, die reich an Thorium und Eisen sind und südwestlich des Beckens gefunden wurden. Um das Rätsel zu lösen, erstellten die Forscher hochauflösende 3D-Simulationen einem mondähnlichen Himmelskörper.

Sie testeten verschiedene Impaktwinkel, Geschwindigkeiten, Größen und innere Strukturen des einfallenden Objekts, um festzustellen, welche Kombination am besten das heute sichtbare Becken reproduziert. Der Asteroid, der den Mond veränderteEin entscheidender Detailpunkt betraf, ob der Impaktor differenziert war.

In der Planetenforschung bedeutet dies, dass sich der Körper bereits in Schichten aufgeteilt hatte: ein dichter metallischer Kern, umgeben äußeren Material – ähnlich wie bei der Erde mit ihrem Kern und ihrem Mantel.

Technik und Auswirkungen

Das Team stellte fest, dass diese innere Struktur bestgeeignetes Szenario sah einen differenzierten Körper mit einem Durchmesser 260 Kilometern vor, der den Mond Süd unter einem flachen Winkel 30 Grad einschlug. Der Asteroid durchstach die Mondkruste nicht vollständig.

Stattdessen verformte sein dichter Kern die Oberfläche auf eine Weise, die die ungewöhnliche, zulaufende Form des Beckens erzeugte. Die Simulationen zeigten, dass die Kollision in mehreren Phasen ablief. Zunächst schleuderte der einlaufende Körper Material mit enormer Geschwindigkeit nach außen und grub tiefe Schichten des Mondes aus.

Anschließend übernahm die Schwerkraft die Führung. Während das instabile Kraterbecken nach innen kollabierte, erhob sich ein Teil des Beckens ungleichmäßig und hob Abschnitte des Inneren höher als andere. Ein Groteil des Mantelmaterials, das ausgeworfen wurde, fiel schlielich wieder in die Mulde selbst zurck, anstatt weit entfernt zu entkommen.

Technik und Auswirkungen

Die Forscher untersuchten zudem verschiedene Einschlaggeschwindigkeiten. Bei einer Geschwindigkeit von 10 Kilometern pro Sekunde wurde die entstandene Mulde im Vergleich zum echten Sdpol-Aitken-Becken zu stark gestreckt. Bei 16 Kilometern pro Sekunde nahm der Krater eine zu kreisrunde Form an. Der optimale Wert lag bei etwa 13 Kilometern pro Sekunde.

Diese Geschwindigkeit liefert einen weiteren wichtigen Hinweis: Nach Angaben des Teams stammt der Einschlagkrper wahrscheinlich aus dem Marsbereich des frhen Sonnensystems und nicht aus der nheren Venus-Erde-Region.

Mit anderen Worten knnte der Krper, der den Mond umgestaltet hat, ein brig gebliebenes planetarer Baustein gewesen sein, der whrend der chaotischen ra der Planetenentstehung vom ueren Gesteinssonnensystem nach innen wanderte. Artemis knnte auf tief liegendem Mondschutt landen.

Was die Studie zeigt

Die Studie befasste sich zudem mit einer der grten praktischen Fragen fr zuknftige Mondexplorationen: Wo landete das ausgegrabene Mantelmaterial? Die Simulationen zeigten ein auffälliges, schmetterlingsartiges Auswurfmuster.

Mantelmaterial breitete sich in Richtung des Impakts etwa 550 Kilometer über den Beckenrand hinaus aus und etwa 650 Kilometer seitlich, während fast nichts gegenläufig abgelagert wurde. Diese Erkenntnis ist bedeutsam, da die NASA-Missionen Artemis den südlichen Polarmondregion in der Nähe des Beckenrandes zum Ziel haben.

Nach älteren Modellen von Süd-Nord-Impakten würde die geplante Landeregion wahrscheinlich nur wenig oder gar kein Mantelauswurfmaterial enthalten.

Was die Studie zeigt

Die Autoren der Studie bemerken jedoch: „Falls ein Nord-Süd-Impakt das SPA-Becken erzeugt hat, könnte die Artemis-III-Mission innerhalb des Auswurfdeposits landen, das vom Impakt, der das SPA-Becken bildete, freigelegtes Mantelmaterial enthält." Das verborgene Innere des Mondes könnte bald greifbar sein.

Falls Astronauten künftig Manteltragendes Material aus dem SPA-Auswurfgebiet bergen, könnte der wissenschaftliche Ertrag enorm sein. Forscher knnen so die Chemie des tiefen Inneren des Mondes direkt untersuchen, den Zeitpunkt des gewaltigen Einschlags ermitteln und besser verstehen, wie felsige Welten im frhen Sonnensystem evolviert sind.

Die aus diesen Regionen zurckgebrachten Proben sollten daher das Alter der SPA und die Zusammensetzung des mondbestndigen Mantels aufdecken.

Technik und Auswirkungen

Die Arbeit verdeutlicht zudem, wie planetare Narren verborgene Aufzeichnungen alter Ereignisse bewahren. hnliche groe elliptische Becken existieren auch auf dem Mars und sogar auf Pluto, was bedeutet, dass der neue Modellierungsansatz Wissenschaftlern helfen knnte, Einschlge im gesamten Sonnensystem neu zu interpretieren.

Die Autoren geben jedoch zu, dass selbst ihre fortschrittlichen Simulationen nicht jedes feinskalige Detail der Krustenverformung oder der Bewegung rechnerisch anspruchsvoll, insbesondere bei der Rekonstruktion, die vor Milliarden die nchste Phase mglicherweise nicht allein auf Simulationen basieren.

Falls zukünftige Artemis-Missionen Proben aus der Südpolregion zurückbringen, können Wissenschaftler direkt prüfen, ob das vorhergesagte mantelreiche Auswurfmaterial tatsächlich vorhanden ist. Die Studie wurde in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.