Gammastrahlen-Spektrometer (GRS)

Gamma-Strahlen-Spektrometer (GRS) © NASA/ARC » Lunar Prospector Mit dem GRS-Experiment (Gamma Ray Spectrometer) wurden erstmalig globale Mondkarten über die Verteilung und Häufigkeit der verschiedenen chemischen Elemente an der Mondoberfläche erstellt. Kalium-Verteilung © NASA/ARC » Lunar Prospector Gamma-Strahlung ist - wie das sichtbare Licht - elektromagnetische Strahlung, jedoch noch sehr viel energiereicher als Röntgenstrahlung. Einige chemische Elemente in der Mondkruste senden charakteristische Gamma-Strahlen einer ganz bestimmten Energie aus, die mit dem GRS gemessen und analysiert werden konnten. Zu diesen Elementen gehören zum einen die radioaktiven Elemente Uran, Thorium und Kalium. Aber auch nicht-radioaktive Elemente können Gamma-Licht abstrahlen, wenn sie zuvor von einem energiereichen Teilchen der kosmischen Strahlung oder des Sonnenwindes getroffen wurden. Das Gestein der Mondoberfläche wird permanent von solchen atomaren Partikeln bombardiert. Auf diese Weise konnte auch die Verteilung von Eisen, Titan, Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Magnesium und Calcium auf dem Mond gemessen werden. Relative Häufigkeiten der Elemente © NASA/ARC » Lunar Prospector Speziell mit den radioaktiven Elementen Uran, Thorium und Kalium wurde die Verteilung der sogenannten KREEP-Komponente des Mondgesteins kartiert. Diese Komponente ist reich an Kalium, seltenen Erden und Phosphor. Es wird angenommen, dass dieses Gestein erst relativ spät bei der Bildung von Mondmantel und -kruste entstanden ist. Dessen Verteilung liefert somit Information über die frühe geologische Entwicklung des Mondes. Das GRS war auch in der Lage, mittelschnelle (epithermale) Neutronen aufzuspüren. Es ergänzt damit das Neutronen-Spektrometer-Experiment zur Suche von Wassereis auf dem Mond. Gamma-Strahlen-Spektrometer (GRS) © NASA/ARC » Lunar Prospector Das GRS bestand aus einem dünnen Zylinder, der am Ende eines der drei 2,5 Meter langen Ausleger von Lunar Prospector befestigt war. Innerhalb des Zylinders befand sich ein Wismuth-Kristall als "Antenne" für die energiereiche Gamma-Strahlung, denn diese kann nicht direkt gemessen werden. Wenn diese aber auf ein Wismuth-Atom trifft, wird ein Lichtblitz erzeugt, der von den Detektoren aufgezeichnet werden kann. Die Intensität des Lichtblitzes ist proportional zur Energie der ursprünglichen Gamma-Strahlung. Der so ermittelten Energie lässt sich dann ein bestimmtes chemisches Element zuordnen.