Mit Hochtechnologie auf den Spuren der Geschichte des Alls: Diese von der chinesischen Regierung zur Verfügung gestellte Computeranimation zeigt einen Rover der chinesischen Mondsonde Chang’e 4 auf dem Mond. Als erste Nation auf der Erde hatte China im Januar 2019 eine Raumsonde auf der Rückseite des Mondes landen lassen. Quelle: dpa

Krater unser im Himmel: China vermisst den Mond

Insgesamt 109.956 neue Mondkrater mit Durchmessern von mehr als einem Kilometer hat ein internationales Forscherteam auf Basis der von den chinesischen Sonden Chang’e 1 und Chang’e 2 gelieferten Daten identifiziert. Darüber hinaus bestimmten die Forscher aus China, Island und Italien für knapp 19.000 dieser Krater auch das Alter, also den Zeitpunkt ihrer Entstehung. Wie die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Communications“ berichten, verwendeten sie dafür ein innovatives Verfahren künstlicher Intelligenz.

„Einschlagkrater sind das lunare Äquivalent von Fossilien“, erläutern Chen Yang von der Universität Jilin in China und seine Kollegen. „Sie sind eine Aufzeichnung der Geschichte unseres Sonnensystems.“ Aus der Anzahl und dem Alter der Krater lässt sich ableiten, wann es im Sonnensystem vermehrt zu Zusammenstößen größerer Himmelskörper gekommen ist. Aus diesem Grund sind Astrophysiker an einer möglichst lückenlosen Erfassung der Krater einschließlich ihres Alters auf dem Erdtrabanten interessiert.

Zwar gibt es bereits Datenbanken mit Mondkratern, die zum Teil auf visuellen Inspektionen, zum Teil auf automatisierten Verfahren beruhen. Doch wie Yang und seine Kollegen betonen, leiden diese Kataloge daran, dass sie auf subjektiven Kriterien basieren. Es wurde auch bereits maschinelles Lernen erfolgreich zur Kratersuche eingesetzt. „Doch die dafür bislang verwendeten Trainingsdaten bestanden nur aus einfachen Kratern“, betonen Yang und seine Kollegen. „Sie repräsentieren deshalb nicht die unregelmäßigen und bereits erheblich erodierten Krater der frühen Mondepochen – und gerade diese bieten uns wichtige Informationen über die Geschichte des Mondes“, schreiben sie.

Von 18.996 Kratern kennt man das Alter

Das Team ist deshalb einen Schritt weiter gegangen und trainierte ein künstliches neuronales Netz zunächst mit Daten von knapp 8000 bekannten Kratern. Die anschließend vom Computer auf den Bildern der Mondsonden identifizierten Krater wurden dann von den Forschern überprüft und – soweit verifiziert – als neues Trainingsmaterial verwendet. Mit dieser schrittweisen Übertragung von neu gewonnenem Wissen spürte das Team kleinere Krater sowie solche mit ungewöhnlichen Formen auf.

In einem weiteren Schritt bestimmte das Team auf ähnliche Weise das Alter vieler der entdeckten Krater. Als Ausgangsbasis dienten dabei 1411 Senken mit bekanntem Alter. Anhaltspunkte für das Alter eines Einschlagstrichters liefern dabei etwa Überlappungen mit neueren Kratern, die Anzahl kleinerer Senken im Inneren einer großen Grube sowie die Verteilung des beim Einschlag ausgeworfenen Materials auf die Krater der Umgebung. Für 18.996 Krater mit Durchmessern von über acht Kilometern konnte das Team so den Entstehungszeitpunkt bestimmen und einer der fünf bekannten Mondepochen zuordnen.

Die Wissenschaftler stellen sowohl ihr Verfahren als auch die damit gewonnenen Daten für weitere Forschungen in einer Datenbank zur Verfügung. Sie regen Kollegen in aller Welt dazu an, das kombinierte Verfahren des maschinellen Lernens auch für die Suche nach Kratern auf den Planeten Merkur, Mars, Venus, dem Zwergplaneten Ceres und dem großen Asteroiden Vesta anzuwenden und so neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Sonnensystems zu gewinnen.

Von Rainer Kayser/RND