Magnetometer (MAG)

Magnetometer und Elektronen-Reflektometer © NASA/ARC » Lunar Prospector Mit dem kombinierten Magnetometer/Elektronen-Reflektometer (MAG/ER) der Lunar Prospector Mission wurden die über die Oberfläche verteilten Magnetfelder der Mondkruste vermessen. Bislang ist immer noch unklar, woher der Magnetismus des Mondgesteins stammt. Im Gegensatz zur Erde besitzt der Mond kein globales Magnetfeld. Aus Messungen der Apollo Missionen ist bekannt, dass es stattdessen Regionen auf dem Mond gibt, in denen das Krustengestein magnetisiert ist. Die Stärke dieser kleinräumigen Magnetfelder ist von Ort zu Ort sehr verschieden. Über die Entstehung dieser krustalen Magnetfelder gibt es verschiedene Ansichten: Sie könnten die paläomagnetischen Überreste eines früheren globalen Magnetfeldes sein - so genannte fossile Felder. Zum Aufbau eines globalen Feldes braucht es wie in einem Dynamo innere Strömungen im Mondkern und Mondmantel, die es in der Frühphase der Mondentwicklung gegeben haben könnte. Oder aber, die heutigen schwachen Magnetfelder sind durch Asteroideneinschläge oder andere räumlich begrenzte Ereignisse erzeugt worden. Durch eine genaue Kartierung der Felder will man zusätzliche Erkenntnisse über deren Ursprung gewinnen. Elektronen-Reflektometer Daten © NASA/ARC » Lunar Prospector Kombiniert mit dem Elektronen-Reflektormeter wurde das Magnetometer an der Spitze eines der drei Ausleger der Lunar Prospector Sonde installiert. Das Magnetometer war dabei auf einem 80 cm langen Stab angebracht, der aus dem Elektron Reflektometer herausragte. Dadurch war das Magnetometer insgesamt 2,6 Meter vom Zentralkörper der Sonde entfernt. Damit wurde eine möglichst gute Abschirmung vom störenden Magnetfeld der Sonde erreicht, das durch die bordeigene Elektronik erzeugt wird. Zum Einsatz kam ein sogenanntes dreiachsiges "fluxgate"-Magnetometer, das im Wesentlichen aus elektrischen Spulen besteht, die vom zu messenden Magnetfeld durchdrungen werden. Durch Messung der Schwankungen des Stroms, der durch die Spulen fließt, kann die Stärke und die Raumrichtung des Magnetfeldes bestimmt werden. Die Genauigkeit, mit der räumliche Schwankungen des Magnetfeldes in der Höhe des Orbits festgestellt werden konnten, betrug etwa 100 km. Während das Magnetometer das Magnetfeld am Ort der Sonde aufzeichnete, konnte mit dem Elektronen-Reflektometer-Experiment (ER) das Magnetfeld am Mondboden untersucht werden. Dabei kamen überraschende Ergebnisse zu Tage: Bislang war man der Ansicht, die Magnetfelder des Mondes seien so schwach, dass die elektrisch geladenen Teilchen des Sonnenwindes überall ungehindert auf die Mondoberfläche niederprasseln. Nun stellte sich heraus, dass die örtlich begrenzten Magnetfelder so stark sein können, dass sie kleine Magnetosphären bilden - und damit die kleinsten bekannten im Sonnensystem sind. Im Gegensatz dazu erzeugt das starke Erdmagnetfeld eine globale Magnetosphäre, die als "Schutzschild" die Erde einhüllt. Noch überraschender war die Beobachtung, dass die beiden stärksten Mondmagnetfelder direkt auf der gegenüberliegenden Mondseite von großen Einschlagbecken liegen. Es wird nun vermutet, dass durch diese gigantischen Einschläge eine Wolke elektrisch geladener Teilchen um den Mond herumschoss und das dabei vorhandene Magnetfeld auf der Rückseite zusammendrückte und enorm verstärkte. Die Mondkruste blieb dann an dieser Stelle magnetisiert, selbst als sich der damals noch geschmolzene Mondkern später verfestigte und das globale schwache Magnetfeld verschwand.