Künftige Mondmissionen k?nnten ein Hilfsmittel nutzen, das wir vom schnellen Internet zu Hause kennen: Glasfaserkabel. Forschende der ETH Zürich und aus den USA untersuchen derzeit, ob diese leichten Kabel dabei helfen, das Innere des Mondes zu erforschen und Mondbeben pr?zise zu messen.?
In Kürze
- ETH-Forschende prüfen, ob Glasfaserkabel als leichte Sensoren auf dem Mond eingesetzt werden k?nnten, um ihn fl?chendeckend zu überwachen.
- Die Laser-Technologie nutzt Vibrationen von Mondbeben oder Meteoriteneinschl?gen, um das Innere des Mondes wie mit einem Ultraschall abzubilden.
- Da es auf dem Mond keinen Wind gibt, der die Messungen st?ren würde, funktionieren die Kabel dort sogar besser als auf der Erde.
Lange ist es her: 1972 stellten die letzten Apollo-Astronauten seismische Instrumente auf dem Mond auf. Diese Instrumente waren bis 1977 in Betrieb und sammelten Tausende von Daten über Mondbeben. Auch heute stützen sich Wissenschaftler auf diese Daten, die jedoch nur einen flüchtigen Einblick in das Innere des Mondes bieten.
Deshalb prüfen Forschende der ETH Zürich unter der Leitung von Johan Robertsson, Professor für Angewandte Geophysik, einen neuen Ansatz zur Untersuchung der inneren Struktur des Mondes. Mit von der Partie sind auch internationale Partner, darunter das Los Alamos National Laboratory in New Mexico, USA.
Die Idee ist: Statt jede Menge schwerer Seismometer aufzustellen, k?nnte ein kleiner Mond-Rover kilometerlange, sehr leichte Glasfaserkabel über die Mondoberfl?che ausrollen. Die Kabel funktionieren wie tausende winziger Sensoren, die jede Erschütterung durch Mondbeben, Meteoriteneinschl?ge oder Mondlandungen registrieren. Der neue Ansatz wurde soeben in der Zeitschrift externe Seite Earth and Space Science ver?ffentlicht.
Mit Lichtstreuung Mondbeben erkennen
Für ihr Vorhaben nutzen die Forschenden die sogenannte DAS-Technologie (Distributed Acoustic Sensing). Dabei sendet ein Laser Lichtpulse durch ein Glasfaserkabel. Winzige Unregelm?ssigkeiten in der Faser streuen das Licht, was mit einem Messger?t aufgezeichnet wird.
Versetzen nun seismische Wellen das Kabel in Schwingung oder dehnen es, ver?ndert das die Lichtstreuung. Indem die Wissenschaftler:innen das gestreute Licht analysieren, k?nnen sie seismische Wellen erkennen. Die Zeitverz?gerung der Signale zeigt, wo entlang des Kabels die Bewegung aufgetreten ist.
Eine einzelne Faser, die so breit ist wie ein menschliches Haar, fungiert wie Tausende gleichm?ssig verteilter Sensoren. Selbst ein nur wenige Kilometer langes Kabel kann Signale mit einer h?heren r?umlichen Aufl?sung aufzeichnen als ein herk?mmliches Netz von Seismometern.
Auf der Erde nutzen Forschende die DAS-Technologie bereits, um Erdbeben und Erdrutsche zu überwachen oder sogar die Wanderungen von Walen in den Ozeanen nachzuverfolgen.
Ultraschall für den Mond
Die ETH-Forschenden fassen auch weitere Anwendungen ins Auge. ?Die Erschütterungen, die Landungen und Starts von Raumfahrzeugen erzeugen, k?nnten als aktive seismische Quellen dienen und somit dazu, die Strukturen unter der Mondoberfl?che ?hnlich wie bei einem medizinischen Ultraschall abzubilden?, sagt Simone Probst, Hauptautorin der Studie und Doktorandin in Robertssons Gruppe.
Die Kabel k?nnten auch messen, wie viel Mondstaub Raketen bei ihrer Landung durch den Rückstoss aufwirbeln. Das hilft zukünftigen Astronaut:innen, die Gefahren durch den extrem feinen Staub besser einzusch?tzen und zu vermeiden.
Warum der Mond der perfekte Einsatzort ist
Der Mond ist ideal für die Erfassung von Beben mit Glasfaserkabeln. Probst und Carly Donahue, eine ehemalige leitende Wissenschaftlerin an der ETH Zürich, führten in Los Alamos Tests mit zerkleinertem Basalt durch, um die von feinem Regolith bedeckte Mondoberfl?che nachzustellen.
Diese Labortests zeigten gute Ergebnisse: Dickere Kabel nahmen seismische Signale genauso gut auf, unabh?ngig davon, ob sie auf der Oberfl?che lagen oder im Basalt vergraben waren.
?Es ist wichtig zu verstehen, wie sich die Kabel unter verschiedenen Bedingungen verhalten?, sagt Probst. ?Wir haben zudem mit Computersimulationen untersucht, wie stark die Kabel mit dem Boden verbunden sind und wie sich das durch die Mondschwerkraft ver?ndert.?
Forschende fanden schon früher heraus, dass Wind die Signale von Glasfaserkabeln auf der Erde ver?ndert. Auf dem Mond gibt es jedoch keine Atmosph?re und deshalb auch keinen Wind. Die Kabel k?nnten deshalb einfach auf der Oberfl?che ausgerollt werden, ohne sie zu vergraben. Die Tests der Forschenden mit künstlichem Mondstaub im Labor zeigten, dass die Kabel die Signale auch dann perfekt empfangen, wenn sie einfach nur flach auf dem Boden liegen.
Die Suche nach Wasser und Lavar?hren
?Glasfasersensorik k?nnte unser Verst?ndnis des Mondes, seines Inneren, seiner Lavar?hren, seiner Landepl?tze und seiner Wasserressourcen stark erweitern?, sagt ETH-Professor Johan Robertsson, der die Studie geleitet hat. ?Lange Kabel k?nnten auch Signale von Gezeitenkr?ften auffangen, die durch die Schwerkraft der Erde verursacht werden.?
Die Technik k?nnte Forschenden helfen, ein besseres Verst?ndnis dafür zu entwickeln, wie sich seismische Wellen durch den Mond verbreiten. ?Wir halten es sogar für m?glich, dass wir mit Glasfasern auf dem Mond Gravitationswellen detektieren, die die Eigenmoden des Mondes anregen?, sagt Robertson.
Für das Team der ETH Zürich ist die aktuelle Forschung Teil eines umfassenderen Projekts zur Entwicklung von neuen Sensortechnologien. Ist es erfolgreich, dehnen sich vielleicht dereinst Glasfasernetzwerke über die Mondoberfl?che aus – und machen den Mond zu einem der am dichtesten mit Instrumenten ausgestatteten seismischen Labore ausserhalb der Erde.
Literaturhinweis
Probst S, Zandanel A, Robertsson JOA, Donahue CM. Controlled source DAS coupling tests: Implications for unburied deployment on the Moon and Earth. Earth and Space Science 2026, 13: e2025EA004817, DOI: externe Seite 10.1029/2025EA004817