Lange nachdem der letzte Apollo Astronaut den Mond verlassen hat, besteht ein Rätsel fort: Warum riecht Mondstaub nach Schießpulver?
Mondstaub. "Ich wünschte ich könnte etwas schicken," sagt Apollo 17 Astronaut Gene Cernan. Nur einen Fingerhut frisch von der Mondoberfläche. "Es ist ein erstaunliches Zeug."
Fühl ihn -- es ist weich wie Schnee und dennoch seltsam aggressiv.
Probier ihn -- "Gar nicht so übel," meint Apollo 16 Astronaut John Young.
Riech ihn -- "Er riecht wie verbrauchtes Schießpulver," sagt Cernan.
Wie riecht man Mondstaub?
Jeder Apollo Astronaut tat dies. Sie konnten ihre Nasen nicht in den Mondboden stecken. Aber nach jedem Mondspaziergang (oder "EVA"), schleppten sie das Zeug mit ihren Stiefeln zurück in die Fähre. Mondstaub war unglaublich klebrig, haftete an den Stiefeln, Handschuhen und anderen Oberflächen. Egal wie sehr sie versuchten ihre Raumanzüge zu reinigen, bevor sie in die Fähre zurückkehrten, etwas Staub (und manchmal eine Menge Staub) fand immer den Weg ins Innere.
Ohne Helme und Handschuhe konnten die Astronauten den Mond fühlen, riechen und sogar schmecken.
Diese Erfahrung sorgte bei Apollo 17 Astronaut Jack Schmitt für den ersten Fall von außerirdischem Heuschnupfen. "Es entwickelt sich recht schnell," sendete er mit einer verschnupften Stimme nach Houston. Jahre später erinnert er sich, "Als ich meinen Helm nach dem ersten EVA abnahm, bemerkte ich eine starke Reaktion auf den Staub. Meine Nasenmuscheln schwollen an."
Stunden später lies die Empfindung nach. "Nach dem 2. und 3. EVA war es wieder da, allerdings wesentlich schwächer. Ich denke, ich habe eine gewisse Immunität dagegen entwickelt."
Andere Astronauten bekamen keinen Heuschnupfen. Oder zumindest "gaben sie es nicht zu," lacht Schmitt. "Piloten meinen, wenn sie ihre Symptome zugeben, müssen sie am Boden bleiben." Im Gegensatz zu den anderen Astronauten war Schmitt kein Testpilot. Er war Geologe und stand zu seinem Schnupfen.
Schmitt sagt, dass er empfindliche Nasenmuscheln hat: "Die Chemikalien in Houston haben mich immer um den Verstand gebracht und ich musste ständig auf Zigarettenrauch acht geben." Aus diesem Grund, so glaubt er, reagierten die anderen Astronauten weniger stark als er.
Aber sie reagierten: "Es ist wirklich ein starker Geruch," sendete Apollo 16 Pilot Charlie Duke. "Er hat diesen Geschmack -- für mich [wie] Schießpulver -- und ebenso den Geruch von Schießpulver." Auf der nächsten Mission, Apollo 17, bemerkte Gene Cernan, "es riecht, als ob jemand gerade in der Kabine geschossen hat."
Schmitt sagt, "Alle Apollo Astronauten waren im Umgang mit Waffen vertraut." Wenn sie also sagten, 'Mondstaub riecht wie Schießpulver,' wussten sie, wovon sie redeten.
Um es klar zu stellen, Mondstaub und Schießpulver sind nicht das Gleiche. Modernes, rauchfreies Schießpulver, ist ein Mix aus Nitrozellulose (C6H8(NO2)2O5) und Nitroglycerin (C3H5N3O9). Dies sind brennbare, organische Moleküle, die man "nicht im Mondstaub findet," sagt Gary Lofgren vom Lunar Sample Laboratory an NASA's Johnson Space Center. Halten Sie ein Streichholz an Mondstaub -- nichts passiert, zumindest nichts Explosives.
Woraus besteht Mondstaub? Fast die Hälfte ist Silikon-Dioxid-Glas, entstanden durch Meteoriten, die auf den Mond trafen. Diese Einschläge, welche Milliarden von Jahre lang immer wieder stattfanden, verschmolzen Oberflächengestein zu Glas und zerschmetterten es zu kleinen Stückchen. Mondstaub enthällt auch viel Eisen, Kalzium und Magnesium, gebunden in Mineralien wie Olivin und Pyroxen. Er ist Schießpulver nicht ähnlich.
Warum also der Geruch? Niemand weiß es.
ISS Astronaut Don Pettit, der niemals auf dem Mond war aber ein Interesse an Gerüchen aus dem Weltraum hat, bietet eine Möglichkeit an:
"Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich in einer Wüste auf der Erde," sagt er. "Was riechen Sie? Nichts, bis es regnet. Die Luft ist dann plötzlich gefüllt von süßen, torfigen Gerüchen." Verdunstendes Wasser aus dem Boden trägt Moleküle zu unserer Nase, die für Monate im trockenen Boden eingeschlossen waren.
Vielleicht geschieht etwas ähnliches auf dem Mond.
"Der Mond ist wie eine 4 Milliarden Jahre alte Wüste," sagt er. "Es ist unglaublich trocken. Wenn Mondstaub mit der feuchten Luft in der Mondfähre in Kontakt kommt, hat man den 'Wüsten-Regen' Effekt -- und einige nette Gerüche." (Nur als Anmerkung, er zählt Schießpulver zu den angenehmen Gerüchen.)
Gary Lofgren hat eine ähnliche Idee: "Die Gase, welche aus dem Mondstaub 'verdunsten' stammen vielleicht vom Sonnenwind." Im Gegensatz zur Erde, erklärt er, ist der Mond dem heißen Wind aus Wasserstoff, Helium und anderen Ionen, die von der Sonne ausgestoßen werden, ausgesetzt. Diese Ionen treffen die Mondoberfläche und werden im Staub eingeschlossen.
Es ist eine zerbrechliche Situation. "Diese Ionen werden durch Fußtritte recht einfach freigesetzt und würden durch Kontakt mit der warmen Luft in der Mondlandefähre verdunsten. Ionen aus dem Sonnenwind, vermischt mit der Atmosphäre der Kabine würden Gerüche hervorrufen, die keiner vorhersagen kann."
Möchten Sie den Sonnenwind riechen? Fliegen Sie zum Mond.
Schmitt bietet noch eine weitere Idee an: Der Geruch, und seine Reaktion darauf, könnten ein Zeichen dafür sein, dass Mondstaub chemisch aktiv ist.
"Bedenken Sie wie Mondstaub gebildet wird," sagt er. "Meteoriten treffen den Mond, machen aus Felsen schroffen Staub. Es ist ein Vorgang des Hämmerns und Zertrümmerns." Aufgebrochene Moleküle im Staub besitzen "Verbindungen" -- nicht neutrale elektrische Verbindungen, die einen atomaren Partner benötigen.
Atmen Sie etwas Mondstaub ein und was geschieht? Die Verbindungen suchen Partner in der Membran Ihrer Nase. Sie bekommen einen Schnupfen. Sie berichten über seltsame Gerüche. Später, wenn alle Verbindungen geschlossen wurden, schwächen sich diese Eindrücke ab.
Eine weitere Möglichkeit ist, dass Mondstaub in der sauerstoff-haltigen Atmosphäre der Landefähre "brennt". "Sauerstoff ist sehr reaktionsfreudig," bemerkt Lofgren, "und würde schnell mit den chemischen Verbindungen im Mondstaub reagieren." Der Vorgang, genannt Oxidation, ist verwandt mit Brennen. Auch wenn es zu langsam abläuft für Rauch und Flammen, ruft die Oxidation von Mondstaub vielleicht ein Aroma hervor, wie verbranntes Schießpulver. (Anmerkung: Verbranntes und unverbranntes Schießpulver riechen nicht gleich. Die Apollo Astronauten waren in ihrer Aussage sehr spezifisch. Mondstaub riecht wie verbranntes Schießpulver.)
Komischerweise hat Mondstaub hier auf der Erde keinen Geruch. Es gibt hunderte von Kilogramm Mondstaub im Lunar Sample Lab in Houston. Dort hat Lofgren staubige Felsen vom Mond in seinen Händen gehalten. Er roch an den Felsen, roch in der Luft, roch an seinen Händen. "Es riecht nicht wie Schießpulver," sagt er.
Bildeten sich die Apollo Astronauten Dinge ein? Nein. Lofgren und andere haben eine bessere Erklärung:
Mondstaub auf der Erde ist "beruhigt." Alle Proben der Apollo Astronauten waren in Kontakt mit feuchter, sauerstoff-haltiger Luft. Jede chemische Reaktion (oder Verdunstung), die einen Geruch hervorbringt, hat schon vor langer Zeit aufgehört.
Es war nicht vorgesehen, dass dies passiert. Die Astronauten hatten spezielle "Thermo-" Behälter mit auf dem Mond um die Proben in einem Vakuum transportieren zu können. Aber die scharfen Kanten des Staubs haben die Versiegelung der Behälter unerwarteterweise zerstört, was dazu führte, dass Wasserdampf und Sauerstoff während der 3-Tage Reise zurück zur Erde eintreten konnte. Niemand kann sagen, wie viel Staub dadurch verändert wurde.
Schmitt glaubt, dass "wir den Staub untersuchen müssen -- auf dem Mond." Nur dort können wir seine Eigenschaften vollständig entdecken: Warum riecht er? Wie reagiert er mit den Landefähren, Rovern und Habitats? Welche Überraschungen erwarten uns?
NASA plant Astronauten bis zum Jahr 2018 zurück zum Mond zu schicken und sie werden sich dort wesentlich länger aufhalten als die Apollo Astronauten. Die nächste Generation wird mehr Zeit und bessere Geräte haben, um das Geheimnis zu lüften.
Wir haben erst angefangen, den Mondstaub zu riechen.
Quelle: Science@NASA
Autor: Frank Erhardt