Bevor sich die ersten Sterne bildeten, befand sich das Universum im sogenannten Dunklen Zeitalter. Es gibt nicht viele Daten über die Ära, die rund 380.000 Jahre nach dem Urknall mit der Bildung der ersten Atome entstand. Der beste Beweis für den Urknall, der beschreibt, wie das Universum vor etwa 13,8 Milliarden Jahren entstand, ist die kosmische Hintergrundstrahlung.

„Bisher können wir nur vermuten, was in diesen frühen Stadien des Universums passierte“, sagt Anže Slosar, Physiker vom Brookhaven National Laboratory (BNL). „Das Signal des Dunklen Zeitalters könnte uns hier neue Referenzdaten liefern.“

Diese alten Radiowellen soll ein neues Teleskop nun abgeschirmt von irdischen Störungen einfangen. Das Projekt mit dem Namen Lunar Surface Electromagnetics Experiment-Night (LuSEE-Night) wurde von der Nasa und das Energieministerium der Vereinigten Staaten gestartet, in der Hoffnung, dieses uralte Signal zu finden, das vom Urknall übrig geblieben ist – und zwar auf der dunklen Seite des Mondes.

Dort erhoffen sich die Forscher:innen Antworten zum Ursprung des Universums zu finden. Das Teleskop wird zurzeit in den USA konstruiert und soll im Jahr 2025 mit einer Landesonde auf die Rückseite des Mondes verfrachtet werden.

Auf der Rückseite des Mondes gibt es anders als auf der Erde keine Atmosphäre, die beim Empfang der Signale zu Störungen führt. „Mond und Erde sind an die Gezeiten gekoppelt, was bedeutet, dass sich der Mond mit der gleichen Geschwindigkeit um seine eigene Achse dreht wie um die Erde“, erklärt Anže Slosar vom BNL. „Deshalb sehen wir immer dieselbe Seite des Mondes.“

Die Seite, die wir allerdings nicht sehen können, die abgewandte Seite des Mondes, werde nachts durch die eigene Masse des Mondes von vielen Funkstörungen abgeschirmt. Die dunkle Seite des Mondes ist also der ideale Ort für hochsensible Teleskope. Dort herrscht während der zweiwöchigen Mondnacht nicht nur Dunkelheit, sondern auch Radiostille. Perfekt, um die Signale einzufangen, nach denen die Forscher:innen so lange auf der Suche sind.

Der Mond ist eine „echte Herausforderung“

Wie Paul O’Connor, leitender Wissenschaftler vom BNL, erklärt, gibt es bei der ganzen Aktion aber ein Problem: „Der Mond ist zwar leichter zu erreichen als der Mars, aber alles andere ist eine echte Herausforderung.“ Es gebe einen Grund, warum in den letzten 50 Jahren erst ein robotischer Rover auf dem Mond gelandet ist, während es auf dem Mars schon sechs Rover gegeben hat, obwohl dieser hundert Mal weiter entfernt ist, so der Wissenschaftler.

Hinzu kommt, dass die Elektronik eines solchen Teleskops unter extremen Bedingungen bestehen müsse. Es gibt wegen der fehlenden Atmosphäre eine intensive kosmische Strahlung, die solchen Instrumenten schaden kann.

Und auch die Temperaturen sind eine Herausforderung für die Mission: Diese wechseln im 14-tägigen Takt zwischen plus 120 Grad während des lunaren Tages und minus 173 Grad in der Mondnacht. Das LuSEE-Night-Teleskop muss genug Energie erzeugen können, um bei diesen stark schwankenden Temperaturen am Laufen zu bleiben.

„LuSEE-Night ist kein Standard-Radioteleskop, es ist eher eine Art Radioempfänger“, erklärt Slosar. „Das Teleskop wird Signale in der Nähe des Ultrakurzwellen-Bands einfangen und sie mithilfe eines Spektrometers in seine Frequenzen auftrennen.“

Die abgewandte Seite des Mondes erschwere aber die Datenübertragung und Kommunikation, denn die ist auf der anderen Seite viel langsamer. Astronom:innen zu Hause müssten 40 Tage lang warten, um das erste Signal von der Sonde zu erhalten.

Geplant ist es, einen Roboter-Lander zu schicken, um auf der Mondoberfläche zu landen, und das LuSEE-Night-Radioteleskop auszufahren, das aus vier rund drei Meter langen Antennen besteht, die auf einem drehbaren Sockel angebracht sind. Diese Antennen sollen sich dann entfalten, um die Radiowellen des dunklen Zeitalters zu finden.