Warum wir immer dieselbe Mondseite sehen

Der Mond dreht sich in denselben 27.3 Tagen einmal um seine Achse, in denen er die Erde einmal umkreist.

Er dreht sich doch

Oft heißt es, der Mond rotiere nicht, weil Nacht für Nacht dasselbe Muster dunkler Ebenen zu uns zeigt. Tatsächlich dreht er sich, nur langsam. Das NASA-Datenblatt nennt eine siderische Rotationsperiode von 655.72 Stunden, also 27.32 Tagen. Genau so lange dauert ein Erdumlauf gegenüber den Sternen. Weil Rotation und Umlauf gleich schnell sind, bleibt die erdzugewandte Seite zur Erde gerichtet. Die NASA vergleicht das mit einem Tänzer, der seinen Partner umrundet und ihn dabei ständig ansieht.

Probiere es mit einem Stuhl. Gehe einmal um ihn herum und schaue ihn dabei ständig an. Am Ende hast du dich auch einmal gedreht und jede Zimmerwand angesehen. Gehe jetzt erneut herum und schaue immer dieselbe Wand an: Der Stuhl sieht deine Vorderseite, eine Seite, den Rücken und die andere Seite. So würde sich ein nicht rotierender Mond verhalten. Schalte im Modell „Mondrotation“ aus. Beobachte, wie der rote Punkt aus dem Blick verschwindet und die dunklen Ebenen auf dem kleinen Mond der Zusatzansicht zur Rückseite wandern.

Wie die Mondrotation gebunden wurde

Diese Übereinstimmung heißt synchrone oder gebundene Rotation. Laut NASA ist sie häufig: Alle großen Monde des Sonnensystems sind an ihre Planeten gebunden. Bei unserem Mond begann das früh. Der junge Mond war heiß, teilweise geschmolzen, viel näher an der Erde und rotierte schnell. Die Erdanziehung verformte ihn leicht zu einem länglichen Football, mit einer ungefähr zur Erde gerichteten Ausbeulung. Beim Drehen musste diese Ausbeulung durch das Gestein wandern und blieb stets etwas zurück. Die Schwerkraft zog sie ständig zur Erde. Die fortwährende Verformung wandelte Rotationsenergie in Wärme um.

Die Rotation wurde langsamer, bis eine Umdrehung genau so lange dauerte wie ein Umlauf. Nun musste die Ausbeulung nicht mehr durch das Gestein wandern, die Erwärmung endete, und die Rotationsgeschwindigkeit änderte sich nicht weiter. Dasselbe Tauziehen findet noch heute zwischen dem Mond und den irdischen Ozeanen statt. Es bremst die Erdrotation ein wenig und schiebt den Mond jährlich um etwa 3.8 cm nach außen. Nach einer NASA-Schätzung würde in etwa 50 Milliarden Jahren auch die Erde gebunden rotieren, falls Erde und Mond den Tod der Sonne irgendwie überstünden. Dann könnte nur noch eine Erdhälfte den Mond sehen. Pluto und sein Mond Charon haben diesen Zustand bereits erreicht.

Etwas mehr als die Hälfte

Im Laufe eines Monats sehen wir tatsächlich etwa 59% der Mondoberfläche, wie das Visualisierungsstudio der NASA angibt. Dafür sorgt die Libration, eine langsame scheinbare Taumelbewegung mit drei Hauptursachen. Die Bahn ist elliptisch: Nahe dem Perigäum bewegt sich der Mond schneller, nahe dem Apogäum langsamer, während seine Rotation gleichmäßig bleibt. Sie hinkt der Bahnbewegung etwas hinterher oder eilt ihr voraus, sodass wir um den östlichen oder westlichen Rand schauen. Die Drehachse des Mondes ist gegenüber seiner Bahn um etwa 6.7° geneigt, weshalb wir mal etwas über den Nordpol und mal unter den Südpol blicken. Und die Neigung der Erde lässt den Mond abwechselnd zur einen und zur anderen Seite kippen, ähnlich einem Metronom.