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Apollo - Experimente 

Magnetometer-Experimente

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©NASA
»Apollo 16
Magnetometer messen die am Ort vorhandene Stärke und Richtung des Magnetfeldes.

Bei vier Apollo-Missionen wurde das Magnetfeld im Landegebiet gemessen. Bei den Missionen Apollo 12, Apollo 15 und Apollo 16 war das sogenannte "Lunar Surface Magnetometer" (Mondoberfläche-Magnetometer) Teil des ALSEP Experimentmoduls (Apollo Lunar Surface Experiments Package). Bei Apollo 14 und Apollo 16 kam zusätzlich das "Lunar Portable Magnetometer" (Tragbares Mondmagnetometer) zum Einsatz. Weitere Magnetometer befanden sich in den Subsatelliten der Missionen Apollo 15 und Apollo 16.

Die Oberflächen-Magnetometer besaßen 3 Sensoren, die an jeweils 100 cm langen Auslegern befestigt waren, die senkrecht zueinander standen. So konnten alle Raumrichtungen des Magnetfeldes gemessen werden. Die Sensoren konnten auf 3 Empfindlichkeitsbereiche umgeschaltet werden. Die Geräte wurden von den Astronauten mittels Wasserwaage und Schattenwerfer ausgerichtet. Auch die tragbaren Magnetometer konnten Stärke und Richtung des Magnetfeldes registrieren. Nach der Messung wurden sie von den Astronauten auf dem Mond zurückgelassen.

Das globale Mondmagnetfeld und dessen zeitliche Schwankungen wurden mit den Magnetometern in den Subsatelliten der Missionen Apollo 15 und Apollo 16 gemessen, die in etwa 100 km Höhe den Mond umkreisten. Die Subsatelliten stürzten zum Ende der Mission auf den Mond.

Erforschen wollte man das eigentliche Magnetfeld des Mondes. Allerdings enthielten die von den Magnetometern gemessenen Feldstärken einen vorerst unbekannten Anteil, der vom Magnetfeld der Erde (Magnetosphäre) und der Sonne stammt. Die Stärke dieses äußeren Anteils schwankt aber mit der Zeit, da sich der Mond auf seiner Bahn um die Erde durch die Erdmagnetosphäre bewegt, und dort auch das Sonnenmagnetfeld zeitlich variiert. Durch monatelanges Aufzeichnen des Magnetfeldes ließ sich so der konstante Anteil des Mondmagnetfeldes an den Orten der installierten Magnetometer herausfiltern.

Mit den Messungen an den verschiedenen Landeplätzen der Apollo-Missionen wollte man herausfinden, ob der Mond – so wie die Erde – ein allgemeines großräumiges Magnetfeld besitzt. Unterstützt wurden diese Untersuchungen durch die orbitalen Messungen während der Apollo-Missionen 15 und 16 und durch die vorangegangenen sowjetischen Missionen Luna 1, Luna 2 und Luna 10 sowie die amerikanische Mission Explorer 35. Mit den tragbaren Magnetometern der Missionen Apollo 14 und Apollo 16 wurde zusätzlich untersucht, ob und wie stark sich das Magnetfeld an der Mondoberfläche schon innerhalb von kurzen Distanzen ändert.

Bild vergrößernTragbares Mond-Magnetometer
©NASA/KSC
»Apollo 14

Wie die Ergebnisse der Experimente zeigten, besitzt der Mond offenbar kein großräumiges Magnetfeld wie die Erde. Stattdessen variiert das Magnetfeld sogar schon innerhalb kleiner Gebiete recht stark. Die niedrigste Feldstärke wurde am Landeplatz von Apollo 15 mit 6 nT gemessen, die höchste Feldstärke am Landeplatz von Apollo 16 mit 313 nT. Mit den tragbaren Magnetometern wurden auf der untersuchten Fläche am Apollo 14 Landeplatz Feldstärken zwischen 43 und 103 nT gefunden. Die entsprechenden Werte für den Apollo 16 Landeplatz schwanken zwischen 121 und 313 nT, wobei die Messpunkte maximal 7,1 km voneinander entfernt lagen.

Die Einheit 1 nT (sprich: Nanotesla) wird auch als 1 Gamma bezeichnet.

Das lunare Magnetfeld ist vergleichsweise schwach, das Erdmagnetfeld (am Äquator) ist etwa 100 mal stärker als der höchste gemessene Wert auf dem Mond. Die starken Schwankungen von Ort zu Ort zeigen, dass das Magnetfeld des Mondes vor allem von örtlichen Vorkommen von magnetisiertem Material in der Mondkruste verursacht wird. Auf der Erde wird das globale Dipolfeld mit seinem magnetischen Nord- und Südpol durch Materieströme im Erdkern erzeugt. Auf dem Mond gibt es kein globales Dipolfeld.

Auch das Mondinnere wurde mit den Magnetometern untersucht ("Elektromagnetische Tiefenlotung"). Die Art und Weise der zeitlichen Schwankungen des Mondmagnetfeldes, wenn dieser in die Magnetosphäre der Erde eintritt oder diese verlässt, gibt Hinweise über die elektromagnetischen Eigenschaften und den Aufbau des Mondinneren. Die elektrische Leitfähigkeit ändert sich nämlich mit der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur des Gesteinsmaterials. So konnte man beispielsweise die mögliche Größe des Mondkerns und den Temperaturverlauf innerhalb des Mondmantels abschätzen.





 
 
 
 

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22.02.2015

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Autor dieses Artikels:  Prof. Dr. Bruno Deiss

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