Der Mond ist seit jeher ein faszinierendes Objekt für Amateur-Astronomen. Er eignet sich hervorragend als fotografisches Objekt, besonders wenn in der Halbmondphase die Kraterwände ihre Schlagschatten auf die Oberfläche werfen. Man kann  ein gelungenes, detailreiches Foto mit Freude  und Begeisterung  lediglich betrachten. Der vergrößerte Mond  ist  schon beeindruckend. Es gibt  darüber hinaus noch  Möglichkeiten, sich näher mit dem Foto zu befassen und es mit den einfachen Mitteln eines Amateurs auszuwerten. Einiges davon wird hier beschrieben.

Zunehmender Halbmond, 06.12.2016, Foto: Dr. Reinhard Pieper

Das dargestellte Foto ist sicher nicht optimal. Es zeigt jedoch genügend Details, um es in vielerlei Weise zu untersuchen. Die Aufnahme wurde gemacht in Steinheim (Albuch) am  6.12.2016 gegen 19:00 Uhr.

Zunächst läßt sich mit Hilfe des Fotos auf einfache Weise die Vergrößerung bestimmen. Bei visueller Betrachtung des Mondes ist die Vergrößerung einfach das Verhältnis aus Objektiv- und Okularbrennweite. Hier ist  jedoch anders vorzugehen. Man muss zunächst den Durchmesser des Mondes auf dem Foto in cm ermitteln. Weiter  ist der Wert für den Abstand des Mondes von der Erde und der tatsächliche Durchmesser nachzuschlagen. Wie  die Vergrößerung damit gemessen  werden kann, finden Sie hier: Bestimmung der Vergrößerung des Mondes auf einem Foto. Im Beispiel ist der Mond auf dem Foto 23 cm groß und die Vergrößerung ca. 100fach.

Die Form des Mondes ändert sich im Laufe eines Monats. Bei Neumond ist er gar nicht am Himmel zu sehen. In den nächsten Nächten nimmt der Mond zu. Er hat dann die Form einer Sichel in Form eines deutschen Z-Großbuchstabens.  Nach Sonnenuntergang ist er  am westlichen Himmel zu sehen.  Bei Vollmond steht er dann gegen Mitternacht im Süden.  In den folgenden Nächten nimmt der Mond wieder ab und hat  immer mehr die Form eines deutschen A-Großbuchstabens. Sichtbar ist er nur noch gegen Morgen kurz vor dem Sonnenaufgang im Osten. Schließlich ist wieder Neumond, und er ist deswegen nicht sichtbar, weil er mit der Sonne im Osten aufgeht, über den hellen Tageshimmel wandert und am Abend im Westen mit der Sonne untergeht. Die unterschiedliche Erscheinungsform nennt man Phase. Sie kommt deshalb zustande, weil der Mond von der Sonne aus unterschiedlichen Richtungen beschienen wird.  Es läßt sich einfach  berechnen, welche Phase der Mond in einer bestimmten Nacht hat.
Hier läßt sich nachlesen, wie die Phase ermittelt werden kann: Die Bestimmung der Mondphase.

Es ist sicher auch reizvoll, die Neigung der Mondsichel in Abhängigkeit der Sonnenstellung zu beobachten. Entsprechend der Positionen von Mond und Sonne ist die Mondsichel mehr oder weniger gekippt. Hier gibt es  die optische Täuschung der "falschen Mondneigung".   Die Mondsichel  steht bei Sonnenuntergang scheinbar noch zu  steil und deutet nicht zur Sonne hin. Eine ähnliche Täuschung ist bekannt bei der scheinbaren Größe der Mondes, wenn er knapp über dem Horizont steht. Näheres kann man im Internet finden z.B. unter "The Moon Tilt Illusion"

Zur Ortsbestimmung gibt es für die Erde ein Koordinatensystem aus Länge und Breite.  Für den Mond sind sogenannte selenografische Koordinaten geschaffen worden. Dieses System entspricht genau dem irdischen. Den Ursprung  0° selenografische Breite und 0° selenografische Länge hat man nicht wie bei der Erde (Greenwich bei London) willkürlich festgelegt, sondern die mittlere Stellung des Systems Erde-Mond gewählt. Wegen der Libration ("Wackeln") des Mondes liegt der Urspung des Koordinatensystems  nicht genau im Mittelpunkt des Mondkreises auf dem Foto. Jedoch mit Hilfe der Koordinaten mindestens zweier Krater aus dem Internet lässt sich das Foto mit einem Koordinatensystem versehen. Damit fällt es leicht, Krater auf dem Foto "wieder zu entdecken" bzw. den Abstand zwischen zwei Kratern abzuschätzen.
Bei der Mondaufnahme handelt es sich um eine Orthografische Projektion der Mondkugel auf eine ebene Fläche. Die Beziehungen zwischen den Kugel- und den kartesischen Koordinaten werden beim Einzeichnen auf ein Foto benötigt. Aus diesem Grund sollte man sich zuerst damit vertraut machen: Parallelprojektion
Wie ein Foto vom Mond  mit selenografischen Koordinaten versehen werden kann, wird hier beschrieben: Erstellung eines selenografischen Koordinatensystems

In der Nähe des Terminators treten die Mondkrater besonders deutlich hervor (vgl. Foto oben!). Am Beispiel des Albategnius wird hier gezeigt, welche gigantischen Ausmaße viele Krater im Vergleich zu den beiden bekannten Meteoriteneinschlägen in Deutschland haben: das Nördlinger Ries und das Steinheimer Becken. Wenn man ein Grafikprogramm benutzt, welches die Position des Cursors in Pixel anzeigt (z.B. Paint von Microsoft), kann man leicht den Durchmesser des Kraters bestimmen. Er wird einfach mit dem Durchmesser des Mondbildes verglichen. Eine einfache Verhältnisgleichung liefert schon eine sehr gute Näherung mit einem Fehler von unter 5%. Wenn man die Schattenlänge mißt, die der Kraterwall auf die Ebene des Kraterbodens wirft, ist die Höhe des Walls mit einfacher Geometrie bestimmbar. Fehlende Größen wie die Selenographische Länge des Kraters, die Phase des Mondes und die Selenographische Colongitude können für das Datum des Fotos aus dem Internet gewonnen werden. Genaueres findet man hier: Durchmesser und Tiefe eines Mondkraters.
Der Wall des Krater Albategnius ist mit 3,2 km höher als der höchste deutsche Berg, die Zugspitze!

Unter "Galerie" findet man  ein weitaus besseres Foto vom Halbmond.!