Im Rahmen des ambitionierten Astrophysik-Pionierprogramms der NASA arbeitet ein innovatives Team daran, ein einzigartiges Teleskop auf der Mondoberfläche zu installieren. Das Moonlite-Teleskop (Moon Lunar Interferometry Explorer) wird mit seiner kompakten 50-mm-Öffnung eine Empfindlichkeit aufweisen, die über tausendmal stärker ist als die von irdischen 8-Meter-Teleskopen. Dies wird durch die Möglichkeit erreicht, Objekte über mehrere Minuten hinweg zu belichten, was auf der Erde durch die Atmosphäre stark eingeschränkt ist.

Gerard van Belle, ein führender Wissenschaftler am Lowell Observatory in Flagstaff, Arizona, erklärt, dass "die Erdatmosphäre der Hauptgrund ist, warum hochauflösende optische Interferometrie auf der Erde limitiert ist". Auf der Erde kann die Belichtungszeit auf weniger als eine Millisekunde beschränkt werden, was zu einem Verlust an Detailgenauigkeit führt. Dieses Hindernis wird durch den Einsatz des Moonlite-Teleskops auf dem Mond überwunden, das diese Einschränkungen nicht kennt.

Die kleinen Teleskope wurden so konzipiert, dass sie durch private Raumfahrtunternehmen im Rahmen des NASA CLPS-Programms (Commercial Lunar Payload Services) geliefert werden können. Unternehmen wie Intuitive Machines, Astrobiotic, Firefly Aerospace und Draper sind bereits engagiert, die Missionen zur Mondoberfläche durchzuführen. Die Teleskope dürfen dabei ein Gewicht von maximal 50 Kilogramm nicht überschreiten.

Erforschen des Universums mit Moonlite

Laut van Belle könnte das Moonlite-Teleskop überall auf dem Mond positioniert werden, sei es an den Polen, dem Äquator oder auf der Rückseite des Mondes. Ein Rover wird das vorinstallierte Moonlite-Außenteleskop in einer Entfernung von 100 Metern vom Lander platzieren. Beide Teleskope werden identisch sein und gemeinsam Licht von astronomischen Objekten sammeln.

Ein zentrales Ziel der Observierungen sind Sterne geringer Masse (M-Zwerge), braune Zwerge, junge stellare Objekte und aktive galaktische Kerne. Mit Moonlite könnte das Team erstmals die Größe und Temperatur von M-Zwergen und braunen Zwergen genau messen, was mit herkömmlichen Teleskopen auf der Erde eine enorme Herausforderung darstellt.

Das Team ist außerdem bestrebt, ein tieferes Verständnis der Entstehung bewohnbarer Exoplaneten in den protoplanetaren Scheiben junger Sterne zu entwickeln. Die Beobachtungen könnten entscheidende Einblicke in die chemischen Bedingungen und die Größen der inneren Regionen dieser Sterne liefern.

Moonlite könnte auch die ersten direkten Beobachtungen der Jets von supermassiven Schwarzen Löchern in optischen Wellenlängen ermöglichen. Diese Entdeckungen könnten revolutionäre Erkenntnisse über das Verhalten von Materie in der Nähe solcher extremen Objekte liefern.

Die Kosten für die Entwicklung der Moonlite-Hardware liegen unter 15 Millionen US-Dollar, im Vergleich zu den hunderten Millionen Dollar, die für das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der Europäischen Südsternwarte benötigt werden.

Der Weg zur Realisierung von Moonlite könnte noch Jahre in Anspruch nehmen. Bei der Ausschreibung für das Pioneers-Programm der NASA im Jahr 2023 erhielt das Forschungsteam zwar eine Ablehnung, aber auch wertvolles Feedback, das Anreiz für eine Überarbeitung der Vorschläge bietet. "Wir wurden ermutigt, unsere Ansätze zu verbessern und uns erneut zu bewerben", teilt van Belle mit.

Obwohl die Tests auf der Erde nicht die gleiche Empfindlichkeit wie auf dem Mond bieten können, wird die Technologie durch umfassende Labor- und Bodentests weiterentwickelt. Für 2025 plant das Team, seinen überarbeiteten Antrag bei der NASA einzureichen. Wenn Moonlite erfolgreich implementiert wird, könnte es die Art und Weise, wie wir das Universum verstehen, grundlegend verändern!