Das APXC-Instrument an Bord des Mondrovers der ISRO-Mondmission Chandrayaan-3 führte vor Ort eine spektroskopische Studie durch, um den Elementreichtum im Boden rund um die Landestelle in der Südpolregion des Mondes zu ermitteln. Dies war die erste Vor-Ort-Studie der Elementzusammensetzung von Mondboden in der Südpolregion (frühere Studien hatten die Bodenzusammensetzung vom Äquator bis in die mittleren Breiten analysiert). Die Ergebnisse zeigten eine einheitliche Zusammensetzung des Mondbodens. Vorherrschend war Ferroanorthosit (FAN)-Gestein, reich an Plagioklas-Mineralien. Dies ist ein Produkt der Kristallisation eines lunaren Magmaozeans (LMO). Auch eine Fülle magnesiumreicher Mineralien wurde festgestellt, was auf einen Beitrag aus den tieferen Schichten des Mondes hindeutet. Insgesamt unterstützt diese Studie die Hypothese eines lunaren Magmaozeans (LMO) zur Evolution des Mondes.
Die Mondmission Chandrayaan-3 der ISRO demonstrierte am 23. August 2023 die Fähigkeit zu einer weichen Landung auf dem Mond, als ihre Landesonde auf der Mondoberfläche in der Nähe des Südpols bei 69.37 Grad südlicher Breite und 32.35 Grad östlicher Länge (später Shiv-Shakti-Punkt genannt) landete.
Der eingesetzte Rover erkundete in den folgenden zehn Tagen das umliegende Gebiet, legte dabei etwa 103 Meter zurück und führte vor Ort Experimente mit dem an Bord des Rovers befindlichen Instrument Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS) durch.
Die Mission maß die Zusammensetzung der Elemente im Mondboden an den Haltestellen des Rovers, indem das APXS-Instrument für die Messungen nahe der Oberfläche ausgebracht und während der Fahrt wieder verstaut wurde. Mithilfe von Röntgenfluoreszenzspektroskopie und partikelinduzierter Röntgenemission wurden verschiedene im Mondboden vorhandene Haupt- und Nebenelemente wie Si, Mg, Al, Fe, Ca sowie Mn, Cr, Ti, Ni, K, Na und S usw. erkannt und quantifiziert. Durch Bestrahlung der Mondoberfläche mit seinen Cm-244-Quellen zeichnete APXS charakteristische Röntgenlinien aller Haupt- und Nebenelemente auf. APXS machte 23 Beobachtungen entlang der Route des Rovers und erhielt an jeder Stelle ein Röntgenspektrum.
Dies sind die ersten Messungen der Elementzusammensetzungen im Mondboden in den südlichen hohen Breiten des Mondes vor Ort. Frühere Studien zur Messung der Elementzusammensetzung im Mondboden wurden anhand von Proben durchgeführt, die von den Missionen Apollo, Luna und Chang'e 5 in äquatorialen bis mittleren Breiten gesammelt wurden, von Mondmeteoriten unbekannten Ursprungsorts und von Messungen vor Ort in den mittleren Breiten der Missionen Chang'e 3 und Chang'e 4.
Die Analyse der APXS-Daten aus den 23 Messungen an jedem Standort in der Nähe der Landestelle hat ergeben, dass die Elementzusammensetzung im gesamten vom Rover erkundeten Gebiet einheitlich ist. Der Boden ist eine Mischung aus zwei Gesteinsarten. Ferroan-Anorthosit (FAN)-Gestein, reich an Plagioklas-Mineralien, ist ein Produkt der Kristallisation des Mondmagmaozeans (LMO). Das APXS-Instrument hat auch eine höhere Häufigkeit magnesiumreicher Mineralien festgestellt.
Kenntnisse über die Zusammensetzung der Elemente auf der Mondoberfläche sind wichtig, um die Entstehung und Entwicklung des Mondes zu verstehen. Laut der Hypothese des lunaren Magmaozeans (LMO) war der Mond am Anfang vollständig ein Ozean aus Magma. Die schwereren Mineralien sanken und bildeten die inneren Schichten, als das Magma abkühlte. Gleichzeitig schwammen die leichteren Mineralien und bildeten die äußere Kruste des Mondes.
Das dominante Vorkommen von Ferroanorthosit (FAN) im Mondboden in der Region der Rover-Landestelle, das das Hauptergebnis dieser Studie ist, unterstützt die Hypothese des lunaren Magmaozeans (LMO). Das Vorkommen magnesiumreicher Mineralien deutet auf eine Vermischung mit Mineralien aus der inneren Schicht hin.
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References:
- Vadawale, SV, Mithun, NPS, Shanmugam, M. et al. Chandrayaan-3 APXS-Elementhäufigkeitsmessungen in hohen Breiten des Mondes. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07870-7
- ISRO-Pressemitteilung. Von PRL gebautes APXS auf dem Pragyan Rover von Chandrayaan-3 führte die ersten Elementhäufigkeitsmessungen des Mondbodens in der Südpolregion des Mondes durch. Gepostet am 21. August 2024. Verfügbar unter https://www.isro.gov.in/media_isro/pdf/APXS_CH3.pdf
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