Einschläge in die dauerhaft beschatteten Bereiche des Mondes

Verborgenes Eis am dunklen Südpol des Mondes

Tief in Kratern in der Nähe des Südpols des Mondes fällt niemals Sonnenlicht hinein. Diese dauerhaft beschatteten Taschen funktionieren wie natürliche Gefrierschränke, in denen über Milliarden von Jahren angeliefertes Wassereis noch erhalten sein könnte. Zu verstehen, wie dieses Eis durch ständige Meteoriteneinschläge aufgewirbelt, begraben oder verloren geht, ist entscheidend – nicht nur für die Wissenschaft, sondern auch für zukünftige Astronauten, die dieses Eis eines Tages als Trinkwasser, Atemluft und Raketentreibstoff abbauen könnten. Diese Studie stellt eine einfache, aber wichtige Frage: Nach so vielen Einschlägen, wie viel von diesem wertvollen polaren Eis ist vermutlich noch vorhanden, und wo sollten Entdecker danach suchen?

Dunkle Krater und eine Landschaft voller Dellen

Die Forscher konzentrierten sich auf die südpolare Region des Mondes zwischen 85 und 90 Grad südlicher Breite, Heimat von Hunderten dauerhaft beschatteter Krater. Anhand ultrasensitiver Aufnahmen des südkoreanischen ShadowCam-Instruments und der Kamera der indischen Chandrayaan-2-Orbiter sondierten sie Krater mit einer Größe von bis zu einem Meter Durchmesser. Sie fanden fast 87.500 Krater größer als fünf Meter innerhalb beschatteter Flächen größer als ein Quadratkilometer und nutzten detaillierte Zählungen aus einer kleineren Testregion, um ein Modell zu erstellen, wie viele sehr kleine Krater wahrscheinlich in der gesamten Zone existieren. Ihre Analyse legt nahe, dass sich in diesen dunklen Bereichen etwa 24 Millionen winziger Krater mit Durchmessern zwischen einem und zwanzig Metern befinden.

Wo Einschläge treffen und wo sie vorbeigehen

Mithilfe dieses Kraterkatasters schätzte das Team, wie viel Oberfläche innerhalb dauerhaft beschatteter Bereiche direkt durch kleine Einschläge gestört wird. Sie fanden heraus, dass in den größten beschatteten Gebieten mit relativ sanften Hängen etwa 26 Prozent der Fläche von diesen kleinen Kratern bedeckt sind. Das bedeutet, dass ungefähr drei Viertel des flachen, beschatteten Terrains nicht von frischen kleinen Kratern durchschlagen wurden, obwohl es weiterhin von herabfallendem Material und Erschütterungen durch nahegelegene Einschläge beeinflusst wird. Dieselbe Methode angewendet auf Tausende winziger beschatteter Taschen deutet darauf hin, dass einige sehr kleine Kältesenken nur eine Handvoll Krater beherbergen, während andere viel mehr aufweisen. Insgesamt ergibt sich das Bild einer Oberfläche, die stark verbeult, aber noch weit davon entfernt ist, vollständig umgegraben zu sein.

Wie Krater Eis aufwirbeln, freilegen und begraben

Um zu sehen, was diese Einschläge tatsächlich mit begrabenem Eis anstellen, führten die Forscher Computersimulationen von Projektilen durch, die auf eine kalte, poröse Mondoberfläche treffen, die mit unterirdischem Eis durchsetzt ist. Im Querschnitt wird der Boden als eine Schicht staubigen Regoliths vorgestellt, die auf eisreichen Zonen in wenigen bis mehreren zehn Metern Tiefe liegt. Simulierte Ein-Meter-Krater stören Eis nahe der Oberfläche, rütteln und vermischen es mit Bodenmaterial, während ein 200-Meter-Krater fast sämtliches flaches Eis innerhalb seiner Schüssel wegbläst. Gleichzeitig wirft derselbe große Einschlag auch etwas eisiges Material aus der Mulde, das schnell auskühlen und um den Kraterrand herum wieder vergraben werden oder in nahegelegene kalte Senken fallen kann. Dieser Prozess zerstört also an der Einschlagstelle Eis und trägt gleichzeitig dazu bei, es in geschützten Bereichen direkt außerhalb zu erhalten.

Wie viel Eis im Laufe der Zeit ausgebaggert wird

Anhand der bekannten Menge an Wasser, die durch die LCROSS-Einschlagsmission ausgeworfen wurde, skalierten die Forscher hoch, um abzuschätzen, wie viel Eis all diese Millionen winziger Krater am Süpol möglicherweise ausgehoben haben könnten. Ihr Modell legt nahe, dass kleine Einschläge mit Durchmessern zwischen einem und zwanzig Metern in der untersuchten Polarbande auf die Größenordnung von Hunderten Millionen Kilogramm Wassereis aus flachen Schichten ausgehoben haben könnten. Das ist nur ein kleiner Bruchteil des gesamten Eises, von dem angenommen wird, dass es an die Pole des Mondes geliefert wurde, zeigt aber, dass der polare „Gefrierschrank“ nicht statisch ist. Über das letzte Milliardenjahre haben zahllose kleine Treffer ständig Eis freigelegt, umverteilt und manchmal aus nur wenigen Metern unter der Oberfläche entfernt.

Warum das für zukünftige Mondentdecker wichtig ist

Trotz der unerbittlichen Beschusslage durch Einschläge kommt die Studie zu dem Schluss, dass große Bereiche der südpolaren Schatten des Mondes weiterhin gute Chancen haben, flaches, begrabenes Eis zu bewahren. Der Großteil des sanft abfallenden, dauerhaft beschatteten Geländes hat direkte Treffer durch die kleinsten Krater vermieden, obwohl er mit Auswurfmaterial bedeckt wurde, das sowohl schützen als auch eisige Schichten langsam vermischen kann. Größere Krater können ihre Innenbereiche ihres Eises berauben, während sie neue gefrorene Materialien um ihre Ränder und in nahegelegenen Mikro-Kältesenken ablagern. Für zukünftige Missionen, die hoffen, lunaren Eisproben zu entnehmen oder zu verwerten, hebt diese Arbeit vielversprechende Ziele hervor: flache, beschattete Flächen, die nicht zu vielen jüngeren Kleinschlägen ausgesetzt waren, sowie Randzonen, in denen wieder vergrabenes Eis nur wenige Meter unter der Oberfläche lauern könnte.

Zitation: Vijayan, S., Rama Subramanian, V., Sahoo, R. et al. Impacts into the lunar permanently shadowed regions. npj Space Explor. 2, 17 (2026). https://doi.org/10.1038/s44453-026-00032-1

Schlüsselwörter: Mondwasser, Mondsüpol, Einschlagskrater, dauerhaft beschattete Bereiche, Weltraumressourcen