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Astronomie+Physik

35 Jahre später: Apollo-11-Experiment testet immer noch die Gravitationsgesetze

Galileo Galilei (1564-1642) ließ vom Schiefen Turm von Pisa herunterfallen, was ihm in die Hände kam: Kanonenkugeln, Holzstücke, Gold und andere Dinge. Er fand dabei heraus, dass alle Dinge gleich schnell fallen ? unabhängig davon, wie schwer sie sind. Physiker können heute die Gravitationsgesetze mit höchster Präzision testen ? dank Spiegeln, die von mehreren Apollo-Crews auf dem Mond zurückgelassen wurden. Ab Herbst 2004 werden die Experimente mit verbesserter Messgenauigkeit fortgesetzt.

Der erste der Spiegel wurde am 21. Juli 1969 von den Apollo-11-Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin im Meer der Stille aufgestellt. Weitere wurden von den Apollo-14- und Apollo-15-Crews auf dem Mond hinterlassen. Einen vierten Spiegel trägt das von der unbemannten sowjetischen Luna-21-Mission abgesetzte Roboterfahrzeug Lunokhod 2.

Bei den Spiegeln handelt es sich genauer um so genannte Retroreflektoren, die einfallendes Licht in exakt die gleiche Richtung reflektieren, aus der es gekommen ist. So kann man Laserstrahlen von der Erde aus auf die Mondspiegel schicken und sie am gleichen Ort auf der Erde wieder auffangen. Aus der Laufzeit des Lichts kann man die exakte Entfernung zum Mond bestimmen, derzeit bis auf wenige Zentimeter genau.

Einige der Ergebnisse dieser Messungen: Der Mond entfernt sich pro Jahr um 3,8 Zentimeter von der Erde. Der Grund sind von den Gezeiten verursachte Reibungsverluste. Außerdem deuten „Schwabbelbewegungen“ des Mondes daraufhin, dass er einen flüssigen Kern hat. Des weiteren konnte man aufgrund der genauen Bahnvermessung des Mondes zeigen, dass die Gravitationskonstante sich während der Laufzeit des Experimentes um nicht mehr als ein Milliardstel Prozent geändert hat.

Außerdem steht ? wie immer bei hochpräzisen Messungen rund um die Gravitation ? Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie auf dem Prüfstand. Bisher hat sie sich wacker geschlagen. Die Daten zeigen innerhalb der Messgenauigkeit keine Abweichungen von den theoretischen Vorhersagen. Doch Einstein ist noch nicht aus dem Schneider. Die Nasa und die National Science Foundation bereiten derzeit in New Mexico die Inbetriebnahme eines neuen Laserprojektes vor. Das neue ? Apollo genannte ? Projekt soll die Präzision bei der Vermessung der vom Mond reflektierten Laserstrahlen verzehnfachen.

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Axel Tillemans
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