Der Mond galt lange als vollkommen lebensfeindlich, doch eine neue NASA-Studie zeichnet ein differenzierteres Bild. Berechnungen für die Südpolregion ergeben, dass verbreitete irdische Mikroben in dauerhaft beschatteten Nischen tagelang bis monatelang überdauern könnten, wenn Menschen sie unbeabsichtigt dorthin bringen. Am zähesten erwies sich ausgerechnet ein Schimmelpilz, der auch in Badezimmern gedeiht. Brisant ist der Befund, weil genau diese Region als Landegebiet der kommenden Artemis-Missionen und als Standort einer künftigen Mondbasis vorgesehen ist.
Auf den ersten Blick bietet der Mond Leben keinerlei Chance. Es gibt keine Atmosphäre, die Temperaturen schwanken extrem, und die Oberfläche ist ungefiltert der harten Ultraviolettstrahlung der Sonne sowie energiereichen Teilchen aus dem All ausgesetzt. In den Äquatorregionen tötet diese Kombination selbst widerstandsfähigste Mikroorganismen binnen kürzester Zeit ab. Doch an den Polen liegen die Verhältnisse anders. Weil die Sonne dort niemals hoch über den Horizont steigt, werfen Kraterwände, Bergrücken und selbst kleine Geländestufen extrem lange Schatten. In den Senken großer Krater entstehen so dauerhaft beschattete Regionen, die seit Milliarden Jahren kein direktes Sonnenlicht gesehen haben. Dort sinken die Temperaturen auf bis zu minus 201 Grad Celsius, während sonnenbeschienene Flächen in der Nachbarschaft bis zu plus 54 Grad Celsius erreichen. Genau diese eisigen Schattenzonen erweisen sich nun als mögliche Zufluchtsorte für blinde Passagiere von der Erde.
Anlass für die Untersuchung ist die bevorstehende Rückkehr des Menschen auf den Mond. Die NASA plant mit ihrem Artemis-Programm bemannte Landungen in der Südpolregion, und jeder Mensch bringt zwangsläufig Milliarden Mikroorganismen mit, die auf der Haut, in Raumanzügen und an Werkzeugen sitzen. Ein Team um den Planetenforscher Prabal Saxena vom Goddard Space Flight Center wollte deshalb wissen, wie lange solche Organismen an den geplanten Landestellen tatsächlich überdauern könnten. Untersucht wurden drei Regionen, die als Kandidaten für die Artemis-Landungen gelten, nämlich Nobile Rim, Connecting Ridge und der Rand des De-Gerlache-Kraters. Die Studie versteht sich damit ausdrücklich als Grundlage für den Schutz künftiger wissenschaftlicher Messungen und nicht als Hinweis auf eigenständiges Leben auf dem Mond.
Für ihre Analyse kombinierten die Forscher mehrere Datensätze der Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter, die den Mond seit 2009 vermisst. Aus den hochaufgelösten Höhendaten des Laserinstruments LOLA berechneten sie per Strahlverfolgung, wie viel gestreutes Sonnenlicht und wie viel Ultraviolettstrahlung jeden einzelnen Geländepunkt im Jahresverlauf erreicht. Dazu kamen Temperaturkarten des Diviner-Instruments mit einer Auflösung von 240 Metern pro Bildpunkt. Diese Umweltbedingungen glichen die Forscher mit bekannten Überlebensschwellen von fünf Mikrobenarten ab, die in Raumfahrzeugen und auf menschlicher Haut besonders häufig vorkommen. Ausgewählt wurden die Schimmelpilze Aspergillus niger und Fusarium sowie die Bakterien Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus und Deinococcus radiodurans, von denen einige schon in früheren Experimenten ihre erstaunliche Widerstandskraft im All bewiesen haben.
Das Ergebnis der Modellrechnungen fiel deutlich aus. Alle fünf Arten könnten in tief beschatteten Nischen der untersuchten Regionen mindestens mehrere Erdtage überstehen. Als robustester Kandidat erwies sich Aspergillus niger, ein weltweit verbreiteter Schimmelpilz, der auf der Erde in warmen, feuchten Umgebungen wie Badezimmern und Lüftungsanlagen gedeiht und sogar schon auf der Internationalen Raumstation nachgewiesen wurde. Seine dicken Zellwände und dunklen Pigmente schirmen die Strahlung besonders wirksam ab, sodass er in Schattenzonen bis zu sieben Erdtage durchhielt. In dauerhaft beschatteten Kratern, in die niemals direktes Sonnenlicht fällt, verlängern sich die Zeiträume drastisch, dort ergaben die Simulationen je nach Jahreszeit Überlebensspannen von Wochen bis Monaten, am längsten im herbstlichen und winterlichen Halbjahr der Südpolregion.
Wichtig ist dabei eine klare Einschränkung. Die Mikroben würden auf dem Mond nicht wachsen und sich nicht vermehren, denn dafür fehlt flüssiges Wasser, das eine Atmosphäre und gemäßigte Temperaturen voraussetzt. Die Organismen fallen stattdessen in einen Zustand extremer Kältestarre, in dem der Stoffwechsel praktisch stillsteht und die Zellen wie in einem Gefrierschrank konserviert werden. Überraschend ist zudem, wie kleinräumig die schützenden Nischen sein können. Weil die Sonne am Pol so flach steht, erzeugt nach Angaben der Forscher schon der Stiefelabdruck eines Astronauten oder die Spur eines Rovers einen Miniatur-Schattenbereich, in dem Mikroben länger überdauern könnten als auf der freien Fläche daneben. Die Zahl möglicher Rückzugsorte ist damit weitaus größer, als es die Karten der großen Krater vermuten lassen.
Für die kommenden Mondmissionen hat der Befund unmittelbare Bedeutung. Dauerhaft beschattete Krater gelten wegen ihrer möglichen Wassereisvorkommen als wissenschaftlich wertvollste Ziele der Südpolregion, und genau dort könnten eingeschleppte irdische Mikroben künftige Analysen verfälschen. Die Forscher fordern deshalb, vor der Ankunft von Menschen eine chemische und biologische Bestandsaufnahme der Region vorzunehmen, um später zwischen ursprünglicher Mondchemie und menschlicher Kontamination unterscheiden zu können. Zugleich betrachten sie die Südpolnischen als ideales Testfeld für den Umgang mit derselben Frage auf dem Mars, wo die Verwechslungsgefahr zwischen eingeschlepptem und einheimischem Leben ungleich schwerer wiegen würde. Wie sichtbar menschliche Aktivität den Mond bereits verändert, zeigt auch der Fall einer ausgedienten SpaceX-Rakete, die einen frischen Krater in die Mondoberfläche schlug.
Die Autoren betonen, dass ihre Karten auf Modellrechnungen beruhen und reale Messungen vor Ort nun der nächste Schritt sein müssen. Geplant sind unter anderem gezielte Probennahmen in beschatteten Nischen, die wiederholt angefahren werden könnten, um die Ausbreitung menschlicher Spuren über die Zeit zu verfolgen. Mit Artemis IV soll Anfang 2028 erstmals seit über einem halben Jahrhundert wieder eine Besatzung rund eine Woche in der Südpolregion arbeiten, womit die Frage der mikrobiellen Verunreinigung endgültig praktische Relevanz erhält. Die vollständige Studie ist im Fachjournal Science Advances erschienen und enthält detaillierte Überlebenskarten aller drei Kandidatenregionen.
Eine allgemeinverständliche Zusammenfassung mit Visualisierungen der Südpolregion bietet zudem die Wissenschaftsseite der NASA, auf der die beteiligten Forscher die Konsequenzen für die Artemis-Missionen einordnen.
Science Advances, Potential survivable niches for microbial life on the lunar south pole; doi:10.1126/sciadv.aec0811