Mondphasen
Am auffälligsten und für uns täglich wahrnehmbar ist die wechselnde Lichtgestalt des Mondes, die wir als Mondphasen bezeichnen. Sie werden hervorgerufen durch die unterschiedlichen Stellungen des Mondes zur Erde während seines Erdumlaufes, wodurch sich die perspektivische Lageänderung seiner Tag-Nacht-Grenze relativ zur Erde ändert. Wenn wir also von der Nachtseite aus in Richtung Mond schauen, sehen wir immer einen anderen beleuchteten Teil des Mondes. Einmal im Monat wird der Mond von der Sonne voll beleuchtet (Vollmond) und einmal (ebenfalls alle 29,5 Tage) steht er zwischen Sonne und Erde und wir können ihn kurzzeitig nicht sehen (Neumond). In den nebenstehenden Abbildungen ist das Zustandekommen und das Erscheinungsbild der unterschiedlichen Mondphasen illustriert dargestellt. Es wird die Stellung des Mondes relativ zur Erde und zur Sonne gezeigt und die dazugehörige Phase, die wir von der Erde aus beobachten können. Um die Mondphasen zu differenzieren, hat man sie in 8 verschiedene Abschnitte unterteilt, die jeweils eine eigene Bezeichnung tragen.
Illustration zum Zustandekommen der Mondphasen
Mondbeobachtung
Schon der Blick mit dem bloßen Auge auf den Mond übt eine Faszination auf uns aus. Ohne ein optisches Gerät sind bereits die „Meere“ und größten Krater auf der Mondoberfläche wahrnehmbar. Nimmt man dann beim abendlichen Blick auf den Mond einen kleinen Feldstecher oder ein Fernglas zur Hand, erkennt man durch das schräg einfallende Sonnenlicht Schattenwürfe und Lichtspiele auf der Mondoberfläche.
Beste Beobachtungszeit
Wenn der Vollmond strahlend hell am Himmel steht, ist es eigentlich nicht die beste Beobachtungszeit. Am besten lassen sich die Details der Oberfläche erkennen, wenn der Mond noch nicht voll ist. Durch das schräg einfallende Licht der Sonne sind an der Hell-Dunkel-Grenze (Terminator) auch feinere Strukturen zu sehen, und die Schatten lassen das Bild sehr plastisch wirken. Bei Vollmond erscheinen viele Bereiche dagegen kontrastarm und “flach”.
Aus praktischen Gründen empfiehlt es sich, den Mond in seiner zunehmenden Phase zu beobachten. Dann steht er nämlich bereits am frühen Abend am Himmel. Der Vollmond geht zum Sonnenuntergang auf und ist die ganze Nacht zu sehen. Der abnehmende Mond ist dann erst in der zweiten Nachthälfte zu sehen.
Krater Kopernikus
Instrumente zur Mondbeobachtung
Bereits mit einem Fernglas bei 8- bis 10-facher Vergrößerung lassen sich faszinierende Beobachtungen machen, und die größeren Krater und manche Strukturen wie das “Alpental” sind problemlos zu erkennen. Auch die „Großlandschaften“, wie sie in der Mondkarte oben eingezeichnet sind, lassen sich gut mit dem Fernglas sehen. Probieren Sie es doch einfach einmal aus! Die besten Beobachtungen kann man tätigen, wenn man das Fernglas auf einem Foto-Stativ befestigt; viele Ferngläser haben an der Vorderseite eine Gewindeöffnung, in die man einen Stativadapter einschrauben kann.
Mit Teleskopen lassen sich die vielfältigen Landschaften noch detaillierter erkunden. Im Vergrößerungsbereich 80- bis 200-fach sind bei guten Bedingungen schon sehr feine Details zu sehen. Dafür sollte man sich aber auch Zeit nehmen. Wenn man mit Geduld und Ruhe ein Gebiet beobachtet, lassen sich immer wieder neue Einzelheiten erkennen. Wenn die Bedingungen passen, kann man durchaus Objekte mit einem Durchmesser von wenigen Kilometern ausmachen. Höhere Vergrößerungen über 200x sind nicht immer sinnvoll, weil die Bewegung der Luft in der Atmosphäre das Bild unruhig erscheinen und Details verwaschen aussehen lässt. Oft wird unterschätzt, wie hell der Mond im Teleskop „strahlt“ (tatsächlich handelt es sich ja nur um reflektiertes Sonnenlicht). Die Beobachtung ist zwar gefahrlos möglich, aber die starke Helligkeit kann (je nach Teleskop und persönlichem Empfinden) unangenehm sein und die Detailwahrnehmung erschweren. Hier ist der Einsatz eines Graufilters zur Lichtdämpfung sinnvoll. Geeignete Filterstärken sind ND03 (50% Lichtdurchlass) für kleinere Instrumente bis 80mm Öffnung, ND06 (25% Durchlass) für Teleskope bis 130mm und ND09 (13%) für größere Instrumente. Eine gute Alternative ist ein variabler Polarisationsfilter, mit dem sich die Helligkeit stufenlos regeln lässt.
Will man nicht nur „rumstöbern“, sondern bestimmte Gebiete auf dem Mond gezielt beobachten oder fotografieren, empfiehlt es sich, die Beobachtung mit einer Mondkarte oder einem Mondatlas ausführlich zu planen.
Auch eine Astronomiesoftware kann hier hilfreich sein, da sie die Möglichkeit bietet, den zu erwartenden Bildausschnitt mit Kamera oder Okular darzustellen.
Was kann man auf dem Mond beobachten?
Mare und Hochländer
Schon mit bloßem Auge lassen sich helle und dunklere Bereiche auf dem Mond unterscheiden: Die Maria (Plural von Mare = “Meer”) und Hochländer. Die Maria sind dunkel gefärbte Beckenlandschaften, die frühe Beobachter für Meere hielten. Das größte davon wird tatsächlich als Ozean bezeichnet („Oceanus Procellarum“), die anderen als “Mare” mit fantasievollen Beinamen, wie „Mare Serinitatis“ = „Meer der Heiterkeit“. Tatsächlich handelt es sich aber um Becken und Tiefländer, die in der Frühzeit unseres Sonnensystems angelegt wurden. Sie entstanden durch Einschläge, die riesige Krater hinterließen. Diese (tiefer gelegenen) Bereiche füllten sich dann mit flüssiger Lava und bildeten nach deren Erkalten die heutigen Maria. Ein Beispiel dafür zeigt das nebenstehende Bild: Mare Humorum (“Meer der Säfte”). Die große Krater Gassendi (oben) und der Krater Doppelmayer wurden bei der Entstehung des Mare am Rand oder fast vollständig mit Lava geflutet. Im Süden des Mondes finden sich außerdem noch hellere Bereiche, die mit Kratern übersät sind: Die Hochländer (Terrae).
Mare Humorum mit den Kratern Gassendi und Doppelmayer
Krater / Wallebene Plato mit Schattenwurf
Krater und Wallebenen
Anders als die Erde hat der Mond keine Atmosphäre. Einschlagende Körper verglühen nicht, sondern treffen ungehindert auf der Mondoberfläche auf und hinterlassen dort Einschlagskrater. Dabei können sich komplexe Strukturen bilden. Durch die Energie des Einschlags wurden größere Mengen von Gestein verdampft, aufgeschmolzen oder aus dem Krater ausgeworfen. Eine Gegenbewegung nach dem Einschlag erzeugt einen oder mehrere Zentralberge in den Kratern, und häufig kann auch man einen terrassenartigen Aufbau der Kraterwände erkennen, wie bei dem nebensehenden Bild von Plato. Sehr große, flache Krater mit Durchmessern mehr als von 60km bezeichnet man als Wallebene. Wenn der Kraterboden nach dem Einschlag durch Lavamassen geflutet wurde, ragt nur noch der oberste Bereich des Kraterwalls über die Oberfläche. Solche Strukturen bezeichnet man als Geisterkrater.
Gebirge
Die größten Gebirgszüge des Mondes umgeben das Mare Imbrium im Norden des Mondes. In Anlehnung an Gebirge der Erde tragen sie die Bezeichnung Montes Jura, Montes Alpes (Alpen), Montes Caucasus, Montes Apenninus (Apenninen) und Montes Carpatus (Karpaten). Am Rand der Maria bilden sie manchmal auch Buchten wie Sinus Iridum (“Regenbogenbucht”), die zu bestimmten Mondphasen als der “goldene Henkel” sichtbar wird.
Spuren der Geologie: Rücken, Rillen und Täler
Die Mondoberfläche zeigt eine Fülle von Strukturen. In den Maria sieht man häufig flache, langgestreckte Erhebungen, die man als Dorsum (“Rücken”) bezeichnet. Rillenartige Strukturen heißen Vallis (“Tal”) oder Rima (“Rille”). Sehr bekannt ist zum Beispiel das “Alpental” (Vallis Alpes) am Nordrand des Mare Imbrium, das durch Bruchtektonik entstand, oder das „Schrötertal“, das auf vulkanische Vorgänge (eingebrochene Lavakanäle) zurückgeht.
Eine weitere Struktur, die durch tektonische Vorgänge enstand, ist die “lange Wand” („Rupes Recta“). Im Mare Nubium kann man bei Halbmond eine lange gerade Linie erkennen, die auf eine Verwerfung zurückzuführen ist.
Spuren der Mondlandung?
Häufig fragen Besucher der Nürnberger Sternwarte, ob man Spuren oder Überreste der Mondlandungen im Teleskop ausfindig machen kann. Die klare Antwort ist: Nein!
Bei einer mittleren Entfernung von 384.000 km kann man auch mit einem sehr großen Teleskop nur Strukturen auflösen, deren Größe im Kilometerbereich oder einige 100 Meter liegt. Objekte wie das Gestell der Landefähre oder die Mondfahrzeuge, die eine Größe von weniger als 10 Meter besitzen, können nicht aufgelöst werden.
Sinus Iridum, die “Regenbogenbucht”
Vallis Alpes, das Alpental
Rupes Recta, die “lange Wand”
