So sieht eine Mondfinsternis mit einer Wärmebildkamera aus

Austin Richards ist Senior-Forscher bei FLIR Systems. Er hält einen Ph.D. in Astrophysik von der UC Berkeley und hat sich auf Infrarot-Radiometrie, Tests und Messungen mit IR-Systemen und Modellierungen und Simulationen spezialisiert.

Letzten Januar fand eine sogenannte Mondfinsternis statt, bei der die Erde für kurze Zeit zwischen Sonne und Mond steht. Während einer Mondfinsternis erscheint der Mond blutrot, da er im Schatten der Erde liegt und nur vom roten Sonnenlicht angestrahlt wird, das von der Erdatmosphäre gebrochen wurde. Dieses Phänomen ist mit dem bloßen Auge erkennbar, moderne Wärmebildtechnik zeigt jedoch noch viel mehr. Normalerweise wird die Mondoberfläche stark durch die Sonne erwärmt. Wenn jedoch während einer Mondfinsternis die Erde die Sonne verdeckt, gibt der Mond diese Wärme rasch an die Umgebung ab. Das führt zu außergewöhnlichen Bildern, wenn man den Mond dabei mit einer Wärmebild-Infrarotkamera für große Distanzen beobachtet.

Der 20. Januar war ein teilweise bewölkter Abend, als ich mein FLIR RS8303 Wärmebild-Infrarotteleskop in Goleta, Kalifornien, aufstellte, um den Höhepunkt der Mondfinsternis um 21:12 Ortszeit aufzunehmen. Das Teleskop besteht aus einer hochauflösenden Mittelwellen-IR-Kamera hinter einer Infrarot-Vergrößerungslinse mit einem Vergrößerungsverhältnis von 10:1. Es ist ein schweres Gerät, das vom Militär normalerweise in Verbindung mit einem kinetischen Ortungssystem eingesetzt wird. In diesem Fall nutzte ich das RS8303 ohne das äußere Gehäuse. Dadurch wurde es leichter und einfacher zu handhaben. Das RS8303 wurde ursprünglich für die Ortung von Flugkörpern und Raketen entwickelt, kann jedoch auch für andere Zwecke eingesetzt werden, z. B. Langstreckenüberwachung, Tierstudien und Astronomie. Ich hatte vorher bereits zur Aufnahme von Mittelwellen-Infrarot-Bildern der totalen Sonnenfinsternis im August 2017 eingesetzt.

Ich montierte das RS8303 auf einem Dreifuß für schwere Lasten und richtete es nach Osten auf die Mondlaufbahn aus. Bei voller Vergrößerung war das Sichtfeld nur in etwa so groß wie der Vollmond. Ich habe keine Montierung für diese Kamera, also musste ich die Laufbahn des Mondes zwischen den Wolken manuell verfolgen. Mit der FLIR ResearchIR-Software zeichnete ich laufend ein Bild pro Sekunde auf der Festplatte meines Laptops auf.

Als der Mond endlich in einer Wolkenlücke auftauchte, hatte die Finsternis beinahe ihren Höhepunkt erreicht. Es war ein atemberaubender Anblick.  Hunderte Krater erschienen als helle Punkte auf der Oberfläche. Das zeigt, dass sie mehr Sonnenlicht absorbieren als die glatteren Mare (Lavaebenen auf der Mondoberfläche). Der hellste Krater war Tycho im unteren rechten Bereich des Bilds.  Die großen Krater Copernicus und Plato waren ebenfalls gut sichtbar.  

Dieses Wärmebild des Mondes während einer Mondfinsternis wurde aus zwei Bildern zusammengesetzt, um die gesamte Mondoberfläche zu zeigen. Weiß zeigt die höchste Temperatur an, gefolgt von Rot und Schwarz. Die Farbpalette basiert auf den roten und schwarzen Tönen des Blutmondes.

Frühere Temperaturmessungen[1] des Tycho-Kraters während der totalen Mondfinsternis am 5. September 1960 wurden mit einer Reihe von Faktoren in Verbindung gebracht. Erstens, die thermalen Eigenschaft des Staubs und Gesteins im Krater, die Annahmen zufolge die Wärmeabstrahlung während der Finsternis verlangsamen. Zweitens, die optischen Eigenschaften der Krateroberfläche, die Sonnenlicht stärker absorbiert als umliegende Bereiche. Unabhängig von den Gründen waren mit der Wärmebildkamera ein faszinierendes Schauspiel und eine denkwürdige Mondfinsternis zu beobachten.

Besuchen Sie FLIR.com/Research, wenn Sie mehr über FLIR-Kameras für Forschung und Entwicklung erfahren möchten.