Lauf und Gestalt des Erdmondes

Inhalt

1. Gestalt des Mondes

2. Bewegung des Mondes

3. Physik des Mondes

Glossar

Namensregister

Quellen

Der Erdmond

Unser Erdmond ist der einzige Himmelskörper außer der Erde, auf den jemals ein Mensch seinen Fuß gesetzt hat. Schon früh wurde ihm wegen seiner Auffälligkeit durch seine Helligkeit viel Aufmerksamkeit geschenkt. Er wurde in vielen Kulturen als Gottheit verehrt. Man glaubte, der Mond sei bewohnt und brachte ihm auch deshalb seit jeher besonderes Interesse entgegen. Bis heute ist der Mond für uns ein interessantes Forschungsobjekt geblieben.

1.Gestalt des Mondes:

Wir können die Gestalt unseres Mondes schon mit bloßem Auge relativ gut erkennen, da er keine Atmosphäre (s. Glossar) besitzt.

Der Erdmond erscheint kugelförmig, von Nahem jedoch sieht man, dass er von Bergen, Tälern, Kratern (s. Glossar) und Maren (s. Glossar) bedeckt ist. Bereits im Mittelalter begann man, den Mond sorgfältig zu beobachten und möglichst genaue Karten zu zeichnen (z.B. Galileo Galilei, s. Namensregister). Phillip Fauth (1867 - 1941), der letzte große deutsche Mondbeobachter vor dem Aufkommen der Fotografie von Himmelskörpern, zeichnete eine Mondkarte mit einem Durchmesser von 3,50m.unsere Kenntnisse von der Mondoberfläche heute verdanken wir größtenteils die von sowjetischen und amerikanischen Mondsonden (s. Glossar) aufgezeichneten Fotografien. Dabei sind die Bilder von der uns abgewandten Seite des Mondes besonders interessant, da wir diese Seite nie zu sehen bekommen.

Etwa ⅓ der Mondvorderseite und 10% seiner Rückseite ist mit Maren bedeckt, die basaltähnliche Ergussgesteine(s. Glossar) enthalten und dadurch dunkel aussehen. Die Namen der Mare sind reine Phantasienamen ohne wissenschaftlichen Charakter. Das Gegenstück zu den Maren bilden die hell erscheinenden Hochflächen. Sie sind oft durch Gebirgsketten von den Maren getrennt. Diese Gebirge können sich auch mitten in den Hochländern befinden und diese um bis zu 8000m überragen. Ihre Namen rühren von irdischen Gebirgen her, wie z.B. Mondalpen, Mondkarpaten, Mondappeninen usw. Die wohl bekanntesten und den Mond am meisten charakterisierenden Oberflächen sind die Krater. Sehr große von ihnen nennt man auch ,,Wallebenen". Diese können einen Durchmesser von bis zu 200km haben. Ihre Begrenzungswälle sind mehrere 1000m hoch. Die mittelgroßen Krater, auch ,,Ringgebirge" genannt, nehmen den größten Teil der Mondoberfläche ein. Ihr Durchmesser kann bis zu 150 km betragen. Ihre Innenfläche liegt meist tiefer als die Umgebung. Die kleinen Krater haben einen Durchmesser von max. 60 km. Sie können aber auch nur einige Meter groß sein. Die Ursache der Krater ist noch nicht vollständig geklärt. Sie könnten aus dem Inneren des Mondes entstanden, also vulkanischen Ursprungs sein oder sie könnten in der Frühphase der Mondentstehung durch Meteoriteneinschläge hervorgerufen worden sein. Die Namen der Krater stammen von berühmten Astronomen und anderen Naturwissenschaftlern, wie Kopernikus, Kepler, Galilei und Newton sowie auch Archimedes und Pasteur (alle s. Namensregister). Die Krater auf der Rückseite, die erst später entdeckt wurden, tragen ,,moderne" Namen, wie Gagarin (s. Namensregister) u.a.

Von eineigen Ringgebirgen auf dem Mond gehen hell und bis zu 2000km weit leuchtende Strahlensysteme (s. Glossar) aus.

Des Weiteren gibt es auf dem Mond Rillen (s. Glossar), die vor allem in den Maren vorkommen. Sie sind einige Kilometer breit, mehrere hundert Kilometer lang, aber nur max. 100m tief.

Wenn man die Mondoberfläche betrachten will, sollte man dies bei zunehmendem Mond in den Abendstunden tun, da sich hier ein Schattenrand bildet, der die Grenzen von Kratern und Gebirgen erkennen lässt. Ungünstig ist es, bei Vollmond zu beobachten.

2.Die Bewegung des Mondes:

Der Mond nimmt infolge der Erdrotation an der scheinbaren Ost-West-Drehung der scheinbaren Himmelskugel (s. Glossar) teil, das heißt, er scheint sich von West nach Ost zu bewegen.

Er bewegt sich für unser Auge so schnell, dass er der Drehung der scheinbaren Himmelskugel um 360° in 24 Stunden etwa 13°entgegenzusetzen hat. Dadurch verzögern sich Aufgang und Kulmination (s. Glossar) täglich um 50 Minuten.

Die Mondbahn hat eine bestimmte Neigung gegenüber der Sonnenbahn, wodurch der Vollmond im Winter oft so hoch am Himmel zu sehen ist, wie es in unseren Breiten nicht einmal die Sonne im Sommer schafft. Das liegt auch daran, dass der Vollmond im Winter im nördlichsten Teil der Ekliptik (s. Glossar) und im Sommer in ihrem südlichsten Teil steht. Die Neigung der Mondbahn zur Ekliptik, die bei 5° liegt, trägt auch zu dieser Tatsache bei. Diese Schrägstellung bewirkt auch, dass die bahnen sich in 2 Punkten schneiden. Wenn Sonne und Mond zur gleichen Zeit in einem dieser beiden Punkte stehen, befinden sie sich für uns in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung.

Der Lauf des Mondes ist eng mit seinen Lichtgestalten (s. Glossar) verbunden. In bestimmten Lichtgestalten ist der Mond nur morgens, in anderen nur abends zu beobachten.

Der Mond führt einen Umlauf um die Erde und gleichzeitig mit der Erde um die Sonne aus. Dabei bewirken die Gravitationskräfte (s. Glossar) zwischen den Himmelskörpern, dass Erdund Mondbahn stets konkav, also nach innen gekrümmt sind.

Wie die Erde hat auch der Mond eine elliptische Bahn. Der Unterschied zwischen der größten Erdennähe und der größten Erdenferne beträgt rund 50000km. Auch der Mond hat keine konstante Bahngeschwindigkeit. Wie die Planeten unseres Sonnensystems bewegt er sich nach den Keplerschen Gesetzen (s. Glossar), allerdings im Bezug auf die Erde. So bewegt er sich in Erdnähe schneller als in Erdferne.

Der Zeitraum, in dem der Mond einmal die Erde umrundet, wird Monat genannt.

Eigentlich wendet der Mond uns immer seine Vorderseite zu, doch da die Mondachse kleinen Schwankungen unterliegt, können wir insgesamt 58% der Mondoberfläche sehen. Diese Tatsache entsteht, weil der Mond während seines Erdumlaufs rotiert. Um etwas von der Mondrückseite zu erfahren, haben Sonden ihn umrundet und die Rückseite fotografiert.

Da der Mond kein selbstleuchtender Körper ist, sondern nur das Sonnenlicht reflektiert, verändert er seine Lichtgestalt. Es entstehen Mondphasen (s. Glossar). Die beleuchtete Seite des Mondes ist nicht immer die Seite, die wir sehen. Beginnt man bei Neumond (s. Glossar) zu beobachten, sieht man zuerst eine nach links geöffnete Sichel. Diese wird immer breiter, bis die ganze uns zugewandte Mondseite erleuchtet ist. Mit einer immer schmaler werdenden, nach rechts offenen Sichel nimmt der Mond wieder ab, bis schließlich wieder Neumond ist. Der zunehmende Mond ist für uns am Abend sichtbar, der abnehmende am Morgen. Wenn man bei zunehmendem Mond genau die Hälfte der uns zugewandten Mondseite sieht, spricht man vom ersten Viertel des Mondes. Sonne, Erde und Mond stehen dann im rechten Winkel zueinander. Vierzehn Tage später sieht man dann das letzte Viertel. Der Vollmond ist die ganze Nacht zu sehen und kulminiert um Mitternacht.

Finsternisse, sowohl von Sonne als auch von Mond, entstehen, wenn Sonne, Erde und Mond in etwa auf einer Geraden liegen.

Die von der Sonne angestrahlte Erde wirft einen Schattenkegel in dem Raum. Tritt der Mond in diesen Schatten, ist auf der Nachtseite (s. Glossar) der Erde eine Mondfinsternis zu beobachten. Der Mond taucht von West nach Ost in den Schatten ein. Dabei sieht man, wenn man sich im Kernschatten der Erde befindet eine totale, im Halbschatten eine partielle (teilweise) Mondfinsternis. Bei einer totalen Mondfinsternis sieht man noch ein schwaches, rötliches Bild vom Mond. Dieses ist rotes Sonnenlicht, das durch die Atmosphäre in den Kernschatten der Erde gelenkt und vom Mond reflektiert wird. Der Mond kühlt sich während einer Finsternis ab. Nur bei Vollmond kann es eine Finsternis geben. Auf der erde ist zweimal jährlich eine Mondfinsternis zu sehen, jedoch nicht immer im selben Gebiet.

Auch der Mond wirft einen Schattenkegel in den Raum. Tritt die Erde in diesen Schattenkegel, kann man in einem kleinen Gebiet der Erde eine Sonnenfinsternis beobachten. Der Streifen, der sich dabei scheinbar über die Erdoberfläche bewegt, ist je nach Entfernung des Mondes von der Erde max. 200km breit oder aber gar nicht zu sehen. Wenn der Schatten die Erde nicht berührt, ist eine ringförmige Sonnenfinsternis zu sehen. Der Mond schiebt sich von rechts nach links über die Sonne, bis er sie ganz verdeckt. Bei einer totalen Sonnenfinsternis sieht man die Sonne in der totalitären Phase (s. Glossar) als schwarze, von der Korona (s. Glossar) umgebene Scheibe.

3.Die Physik des Mondes:

Unser Mond hat eine kugelähnliche Gestalt. Sein mittlerer Radius liegt bei 1738km, was etwa 27% des mittleren Erdradius sind. Somit beträgt seine Oberfläche ca.1/13 der Erdoberfläche. Sein Volumen liegt bei1/50 des Volumens der Erde, seine Masse ist nur 1/81 der Erdmasse. Also hat der Mond auch eine geringere mittlere dichte von ca. 3,35g . cm-3(Erde 5,52 g . cm-³ ).

Diese Werte des Mondes wirken sich natürlich entsprechend auf die Gravitationskräfte und andere physikalische Verhältnisse auf dem Mond aus.

Wenn man den Radius und dazu die Masse des Mondes betrachtet, kann man sehen, dass die Gravitationswirkung (s. Glossar) und die daraus resultierende Gewichtskraft und der Ortsfaktor/ die Fallbeschleunigung (s. Glossar) viel kleiner sind als auf der Erde. Genauere Rechnungen haben eine Fallbeschleunigung auf der Mondoberfläche von gM = 1,62 m . s-² ergeben. Das heißt, die Fallbeschleunigung und die mit ihr zusammenhängenden Werte betragen auf dem Mond1/6 der entsprechenden Werte auf der Erde.

Die geringe Schwerkraft auf dem Mond bringt Vorteile für den Start einer Rückkehrrakete, da weniger Energie aufgewendet werden muss. Die Fluchtgeschwindigkeit (2.kosmische Geschwindigkeit; s. Glossar) beträgt für den Mond nur 2,3 km . s-1, für die Erde dagegen 11,2 km . s-¹. Das bewirkt, dass ein fallender Körper auf dem Mond in der 1. Sekunde eine Strecke von nur 82cm zurücklegt, auf der Erde jedoch 4,90m.

Der Mond besitzt im Gegensatz zu unserer Erde keine Atmosphäre. Daher gibt es auch keinen Sauerstoff und demzufolge kein Leben. Auch vor der extremen Sonneneinstrahlung und Meteoriteneinschlägen ist man auf dem Mond nicht sicher. Es gibt ebenfalls kein Wasser, denn die Sonne würde auf der Tagseite alles Wasser verdampfen. Ebenfalls können auf dem Mond keine Schallwellen weitergetragen werden, da es ja keine Luft gibt. Die Unterschiede zwischen den Temperaturen am Tag und in der Nacht sind sehr groß. So werden am Tag Temperaturen von etwa +130°C und in der Nacht von etwa -160°C erreicht. Das hängt aber auch davon ab, dass die Mondoberfläche immer viel Zeit hat, sich aufzuheizen bzw. abzukühlen; ein Mondtag bzw. eine Mondnacht dauern jeweils ca. 14 Erdentage, weil sich der Mond in einem Monat einmal um seine Achse dreht. Durch das Fehlen einer Atmosphäre wird jede Art von Wetter zwangsläufig ausgeschlossen. Weil es kein Wasser gibt, gibt es auch kaum Verwitterung. Nur Gestein wird durch den Wechsel von sehr hohen zu sehr niedrigen Temperaturen zerkleinert.

Erde und Mond wirken mit ihren Gravitationskräften aufeinander ein. Die Erde ist wahrscheinlich mit beteiligt an der Entstehung von Mondebenen.

Der Mond ruft auf der Erde3/5 der Gezeitenwirkung (Gezeiten s. Glossar) hervor. Die einwirkenden Gravitationskräfte können die Wasserhülle der Erde um einige Meter anheben. Da die Erde rotiert, entstehen 2 Wasserberge: Einer wird durch die Gravitationswirkung des Mondes, der andere durch die Fliehkraft (s. Glossar) infolge der Rotation hervorgerufen. Jeder Teil der Erde durchläuft diesen Wasserberg und den gegenüberliegenden einmal in 24 Stunden. Dadurch steigt das Wasser an den Küsten 2 mal täglich an. Da sich der Mond während der Erdrotation auch weiterbewegt, dauern die Gezeiten 24h und 50min. Ebbe und Flut treten also nicht täglich zur selben Zeit ein.

Bei Vollmond oder Neumond treten Springfluten (s. Glossar) auf. Sie resultieren aus den sich addierenden Anziehungskräften von Sonne und Mond, wobei die Kräfte sich aus gleicher oder entgegengesetzter Richtung addieren können. Subtrahieren sich die Anziehungskräfte von Sonne und Mond im ersten und letzten Viertel, kommt es zur Nippflut (s. Glossar)

Glossar

A

Atmosphäre

Allg. Gashülle der Planeten; für Erde Lufthülle aus verschiedenen Gasen: 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 0,9% Argon, 0,03% Kohlenstoffdioxid, Edelgase u. Gasverbindungen; Voraussetzung für Leben auf der Erde

E

Ekliptik

Scheinbare jährliche Bahn der Sonne an der Himmelskugel

Ergussgesteine

Ursprünglich flüssiges Gestein, das aus dem Inneren eines Himmelskörpers durch vulkanische Tätigkeiten ausgetreten und erstarrt ist

F

Fallbeschleunigung

Gibt an, inwieweit die Geschwindigkeit eines fallenden Körpers proportional zur Fallzeit wächst

Fliehkraft

Zentrifugalkraft; Kraft, die bei einer Rotationsbewegung einen bewegten Körper vom Zentrum nach außen fortzuziehen versucht, entsteht, wenn Körper aus geradliniger Bewegung herausgezwungen wird

Fluchtgeschwindigkeit

Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um dem Anziehungsbereich eines Himmelskörpers zu entkommen

Gezeiten

Periodisches Steigen (Flut) und Fallen (Ebbe) des Meeresspiegels zweimal innerhalb von 24h und 50min; Hauptursache Anziehungskraft des Mondes

K

Korona

Leuchtender äußerster Teil der Sonnenatmosphäre; kann bei totaler Sonnenfinsternis beobachtet werden

Krater

Trichter eines vulkanischen Ausbruchschlots an der Oberfläche eines Himmelskörpers, durch den Lava ausgestoßen wird/ Einschlagtrichter z.B. von Meteoriten

Kulmination

Durchgang eines Himmelskörpers durch den Meridian (Breitengrad mit Gradzahl 0°) infolge der scheinbaren täglichen Umdrehung der Himmelskugel

L

Lichtgestalten

- des Mondes, von der Sonne angestrahlter, von der Erde aus sichtbarere Teil des Mondes

M

Mare

Wasserlose ,,Meere" auf dem Mond; Tiefebenen, die von Gebirgsketten oder Hochebenen begrenzt sind

Mondsonde

Einfacher, unbemannter Raumflugkörper ohne Antriebssytem zur Erforschung des Mondes

N

Nachtseite

Die Hälfte der Erdkugel, die nicht von der Sonne angestrahlt wird

Nippflut

Bei Halbmond auftretende, niedrige Flut; hervorgerufen durch teilweise Subtraktion der Anziehungskräfte von Sonne und Mond

R

Rillen

Langgezogene Gräben bzw. Täler auf dem Mond

S

Scheinbare Himmelskugel

Gedachte Kugel mit unendlich großem Radius, an die vom Beobachtungspunkt aus die Sterne und Himmelskörper projiziert erscheinen

Springfluten

Bei Voll- oder Neumond auftretende hohe Flut; hervorgerufen durch Addition der Anziehungskräfte von Sonne und Mond

Strahlensysteme

Von Ringgebirgen ausgehende Lichtstrahlung, die sich ringförmig im Raum verbreitet, entsteht durch bestimmten Reflexionswinkel

T

Totalitäre Phase

~ einer Sonnenfinsternis; Phase, in der die Sonne vollkommen vom Mond verdeckt wird, sonne als schwarze Scheibe mit Korona sichtbar

Namensregister

A

Archimedes

287v.Chr. - 212 v. Chr.; griech. Mathematiker und Physiker; fand Gesetze des Schwerpunktes, der schiefen Ebene usw.

G

Gagarin, Jurij Alexejewitsch

1934 - 1968 (Flugzeugabsturz), sowjetischer Astronaut, führte am 12.4.1961 mit dem Raumschiff ,,Wostock1" den ersten bemannten Raumflug aus

Galilei, Galileo

1564 - 1642; italienischer naturforscher, begründete moderne Physik, konstruierte Fernrohr, entdeckte Mondberge, Jupitermonde, Sonnenflecken usw.

K

Kepler, Johannes

1571 - 1630; deutscher Astronom, ab 1601 kaiserlicher Mathematiker, fand Keplersche Gesetze von der Bewegung der Planeten

1. Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen in deren einen Brennpunkt die Sonne steht
2. Planeten bewegen sich in Sonnennähe schneller als in Sonnenferne
3. Die ritten Potenzen der großen Halbachsen der Bahnen verhalten sich wie die Quadrate der Umlaufzeiten

Kopernikus, Nikolaus

1473 - 1543; deutscher Astronom; erkannte, dass sich Erde und Planeten in Kreisbahnen um die Sonne bewegen, nicht Planeten um die Erde

N

Newton, Isaac

1643 - 1727; englischer Physiker, Mathematiker und Astronom, legte Grundlage für heutige, einheitliche Naturwissenschaft

P

Pasteur, Louis

1822 - 1895; französischer Chemiker und Bakteriologe; entwickelte Impfstoffe gegen Tollwut, Rotlauf, Milzbrand

Quellen:

Lehrbuch Astronomie, Paetec Verlag

Bertelsmann Universal Lexikon

Geographiehefter Klasse