Подписаться

Пакет Apollo Lunar Surface Experiments

Последняя правка сделана 2021-06-11 20:35:53 Править
Пакет научных инструментов, оставленный астронавтами Apollo на Луне ALSEP миссии Apollo 16

Пакет Apollo Lunar Surface Experiments (ALSEP ) состоял из набора научных инструментов, размещенных астронавтами на посадочных площадках каждой из пяти миссий Apollo высадиться на Луну вслед за Аполлоном 11 (Аполлос 12, 14, 15, 16 и 17 ). Apollo 11 оставил меньший пакет под названием Early Apollo Scientific Experiments Package или EASEP .

Содержание

  • 1 Предпосылки
  • 2 Развертывание
  • 3 Общие элементы
  • 4 Список экспериментов
  • 5 Список миссий
    • 5.1 Аполлон 11 (EASEP)
    • 5.2 Аполлон 12
    • 5.3 Аполлон 13
    • 5.4 Аполлон 14
    • 5.5 Аполлон 15
    • 5.6 Аполлон 16
    • 5.7 Аполлон 17
  • 6 После Аполлона
  • 7 См. Также
  • 8 Примечания
  • 9 Ссылки
  • 10 Библиография
  • 11 Внешние ссылки

История вопроса

Инструменты и В феврале 1966 г. было принято решение об экспериментах, которые будут входить в ALSEP. В частности, эксперименты, ответственные учреждения, главные исследователи и соисследователи были:

ALSEP был построен и испытан Bendix Aerospace в Анн-Арбор, Мичиган. Инструменты были разработаны для автономной работы после ухода астронавтов и для долгосрочных исследований лунной среды. Они были выстроены вокруг центральной станции, которая снабжала энергией, вырабатываемой радиоизотопным термоэлектрическим генератором (RTG), для работы приборов и связи, чтобы данные, собранные в ходе экспериментов, могли быть переданы на Землю. Температурный контроль обеспечивался пассивными элементами (изоляция, отражатели, тепловые покрытия), а также резисторами рассеивания мощности и нагревателями. Данные, собранные с инструментов, были преобразованы в формат телеметрии и переданы на Землю.

Развертывание

ALSEP хранился в отсеке для научного оборудования (SEQ) лунного модуля в двух отдельных подпакетах. Основание первого подпакета составляло Центральную станцию, а основание второго подпакета было частью РИТЭГа. Подподдон был также прикреплен ко второму пакету, который обычно нес один или два эксперимента и сборку подвеса антенны. На Apollo 12, 13 и 14 во втором подпакете также хранился Lunar Hand Tool Carrier (HTC). Точное размещение экспериментов зависит от миссии. На следующих рисунках показана типичная процедура с Apollo 12.

РисунокОписание
ALSEP AS12-47-6913.jpg Пит Конрад открывает двери отсека SEQ с помощью системы шнурков и шкивов.
ALSEP AS12-46-6783.jpg Алан Бин удаляет второй подпакет из отсека SEQ. Это было достигнуто за счет использования выдвинутой стрелы и системы шкивов для установки ее на землю. После Аполлона-17 астронавты почувствовали, что использование стрелы и шкива усложняет операцию. Таким образом, вся система была удалена для Apollo 17. На Apollo 11 Базз Олдрин решил не использовать систему из-за нехватки времени.
ALSEP AS12-46-6784.jpg Первый подпакет, который Конрад удалил из отсека SEQ ранее.
ALSEP AS12- 46-6786.jpg Бин опускает контейнер с РИТЭГом в положение, где он может получить к нему доступ.
ALSEP AS12-46-6787.jpg Бин начинает снимать купол с бочки с РИТЭГом. Он использует специальный инструмент под названием «Инструмент для удаления купола» (DRT). Обратите внимание, как он уже подготовил РИТЭГ к заправке и развернул HTC. Конрад уже удалил поддон из подпакета RTG.
ALSEP AS12-46-6788.jpg Бин сбрасывает купол с прикрепленным DRT. Потом ни то, ни другое не использовалось.
Ввод топлива с плутонием-238 в SNAP 27.jpg Бин пытается извлечь топливный элемент из контейнера с помощью инструмента для переноса топлива (FTT). Обратите внимание на один из универсальных ручных инструментов (UHT), прилагаемый к субпакету RTG. На «Аполлоне-12» горючий элемент застрял в бочке из-за теплового расширения (Бин мог чувствовать тепло через свой костюм). Конрад ударил молотком по стенке бочки, а Боб успешно ее освободил. Затем он вставил его в RTG и выбросил FTT.
ALSEP AS12-46-6792.jpg Бин прикрепляет субпакет RTG к несущей балке, готовясь к переходу к месту развертывания ALSEP. Несущая балка позже будет использоваться как мачта для антенны на центральной станции.
ALSEP AS12-46- 6793.jpg Во время похода к месту дислокации ALSEP Конрад сделал этот снимок. Его тень указывает на то, что он несет поддон с одним из двух UHT.
ALSEP AS12-46-6807.jpg Бин переносит ALSEP на место развертывания.
ALSEP AS12-47-6919.jpg Конрад держит поручень в левой руке, пока он освобождает узел подвеса антенны с помощью УВТ.
ALSEP Ap13-70-HC-77.jpg На этой фотографии Джим Ловелл тренируется для Аполлона 13. В настоящее время он разворачивает макет Центральной станции. Станция была подпружиненной. После отпускания болтов Бойда верхняя часть станции поднималась, раскрывая ее. Обратите внимание на различные места наверху, где проводились некоторые эксперименты перед развертыванием. Они также были закреплены болтами Бойда, которые были выпущены с помощью UHT.

Общие элементы

Каждая станция ALSEP имела некоторые общие элементы.

ИмяСхемаИзображениеОписание
Центральная станцияCentral Station.jpg ALSEP Apollo 16 Central Station.jpg На рисунке показана Центральная станция из ALSEP Аполлона 16.. Центральная станция была, по сути, командным центром для всего ALSEP станция. Он получал команды с Земли, передавал данные и распределял энергию по каждому эксперименту. Связь с Землей обеспечивалась с помощью модифицированной аксиально-спиральной антенны длиной 58 см и диаметром 3,8 см, установленной наверху Центральной станции и направленной астронавтами на Землю. Передатчики, приемники, процессоры данных и мультиплексоры были размещены на центральной станции. Центральный вокзал представлял собой ящик массой 25 кг и складным объемом 34 800 куб. Кроме того, на Аполлоне 12–15 на центральной станции был установлен детектор пыли, который измерял накопление лунной пыли.
Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ)ALSEP RTG ALSEP.png ALSEP Apollo 14 RTG.jpg На рисунке показан РИТЭГ с Аполлона-14 на фоне центральной станции.. РИТЭГ был источником энергии для ALSEP. Он использовал тепло от радиоактивного распада плутоний-238 и термопар для выработки примерно 70 ватт энергии. Фундамент РИТЭГа стал базой второго подпакета ALSEP.
Контейнер с РИТЭГомALSEP Ap14-KSC-70P-508.jpg В контейнере с РИТЭГом хранился топливный элемент плутоний-238. Он был расположен слева от отсека SEQ. Контейнер был спроектирован так, чтобы выдержать взрыв ракеты-носителя в случае прерывания или повторного входа в атмосферу Земли (что и произошло на Аполлоне-13). На снимке Эдгар Митчелл практикует удаление топливного элемента.

Список экспериментов

НазваниеСхемаОписание
Активный сейсмический эксперимент (ASE)Активный сейсмический экспериментальный ударник. png С помощью сейсмологии можно определить внутреннюю структуру Луны до нескольких сотен футов под землей. ASE состоит из трех основных компонентов. Набор из трех геофонов был выстроен в линию космонавтом с Центральной станции для обнаружения взрывов. Пакет из минометов был разработан, чтобы сбрасывать комплект из четырех взрывчатых веществ с разного расстояния от ALSEP. Наконец, активированный астронавтом Тампер был использован для взрыва одного из 22 зарядов, чтобы создать небольшой шок. На схеме показано устройство Thumper.
Эксперимент с заряженными частицами в лунной среде (CPLEE)CPLEE был разработан для измерения потоков заряженных частиц, таких как электроны и ion.
Эксперимент с датчиком с холодным катодом (CCGE)Эксперимент с манометром с холодным катодом.jpg CCGE был, по сути, автономной версией CCIG.
Ионный манометр с холодным катодом (CCIG)Эксперимент CCIG был разработан для измерения давления лунной атмосферы. Первоначально он проектировался как часть СТОРОНЫ, но его сильное магнитное поле могло вызвать помехи. CCIG находится справа от СТОРОНЫ на диаграмме.
Эксперимент с тепловым потоком (HFE)HFE был разработан для проведения тепловых измерений под поверхностью Луны, чтобы определить скорость, с которой тепло выходит изнутри. Измерения могут помочь определить количество радиоизотопов и понять тепловую эволюцию Луны. HFE состоял из блока электроники и двух датчиков. Каждый зонд был помещен в яму космонавтом, пробуренную на глубину примерно 2,5 м.
Лазерный световозвращатель (LRRR)Лазерный рефлектор.gif

Laser Ranging Retroreflec tor Apollo 15.gif

. LRRR используется для отражения луча лазера от Земли, время прохождения луча туда и обратно является точным измерителем расстояния до Луны. Информация используется для изучения отступления Луны из-за приливной диссипации и нерегулярного движения Земли. LRRR - единственные эксперименты, которые все еще используются сегодня. На приведенной выше диаграмме показана версия Apollo 11. Аполлон-14 был похож на Аполлон-11. На нижнем рисунке показана большая версия Apollo 15.
Эксперимент по составу лунной атмосферы (LACE)LACE был разработан для определения состава лунной атмосферы.
Lunar Ejecta and Meteorites Experiment (LEAM)ALSEP Lunar Ejecta and Meteorites Experiment.gif LEAM был разработан для обнаружения вторичных частиц, выброшенных метеоритами на поверхность Луны, и для обнаружения самих первичных микрометеоритов. См. лунный грунт для получения результатов некоторых экспериментов.
Эксперимент по лунному сейсмическому профилированию (LSPE)Эксперимент по лунному сейсмическому профилированию ALSEP Charge.gif . NASA Apollo17 LSPE explosive.jpg LSPE был аналогичен ASE, за исключением того, что ожидаемая глубина должна была составлять несколько километров. Он состоял из трех основных компонентов. Комплект из четырех геофонов был выложен рядом с АЛСЕП космонавтом. Антенна LSPE использовалась для передачи сигналов на заряды. Всего было восемь зарядов, каждый размером от 1/8 до 6 фунтов. Заряды были развернуты во время походов марсохода.
Лунный поверхностный гравиметр (LSG)ALSEP Lunar Surface Gravimeter.gif LSG был разработан для очень точных измерений лунной гравитации и ее изменения во времени. Была надежда, что эти данные могут быть использованы для доказательства существования гравитационных волн.
лунный поверхностный магнитометр (LSM)ALSEP Lunar Surface Magnetometer.svg LSM был разработан для измерения лунного магнитного поля. Эти данные могут быть использованы для определения электрических свойств геологической среды. Он также использовался для изучения взаимодействия солнечной плазмы и поверхности Луны.
Пассивный сейсмический эксперимент (PSE)ALSEP Passive Seismic Experiment.jpg PSE был разработан для обнаружения «лунотрясений », естественных или искусственно созданных, с целью изучения структуры геологической среды.
Пакет пассивных сейсмических экспериментов (PSEP)Пакет пассивных сейсмических экспериментов ALSEP.gif Подобен PSE, за исключением того, что он является автономным. Это означало, что он имел собственный источник питания (солнечные батареи ), электронику и коммуникационное оборудование. Кроме того, PSEP также имел детектор пыли.
Эксперимент со спектрометром солнечного ветра (SWS)ALSEP Solar Wind Spectrometer-en.svg SWS был разработан для изучения свойств солнечного ветра и его воздействия на лунную среду.
Эксперимент с детектором надтепловых ионов (SIDE)SIDE был разработан для измерения различных свойств положительных ионов в лунной среде, предоставления данных о взаимодействии плазмы между солнечным ветром и Луной, а также для определения электрического потенциала Лунная поверхность.

Список миссий

В каждой миссии был свой набор экспериментов.

Apollo 11 (EASEP)

На Apollo 11 Базз Олдрин просто переносил EASEP на место развертывания, используя ручки. Это отличается от переноски, используемой в более поздних миссиях.

Из-за риска преждевременного прерывания полета на Луне геологи убедили НАСА разрешить только эксперименты, которые можно было бы провести или завершить за 10 минут. В результате Apollo 11 не оставил полный пакет ALSEP, а оставил более простую версию под названием Early Apollo Surface Experiments Package (EASEP). Поскольку был запланирован только один выход в открытый космос продолжительностью 2 часа 40 минут, у экипажа не было достаточно времени для развертывания полного ALSEP, на развертывание которого обычно уходило от одного до двух часов. Обе упаковки хранились в отсеке LM SEQ.

Инженеры разработали EASEP для развертывания с помощью одной рукоятки сжатия, а также лазерный ретро-рефлектор для определения дальности (LRRR), который также можно развернуть за десять минут. Несмотря на более простую конструкцию, сейсмометр был достаточно чувствительным, чтобы обнаруживать движения Нила Армстронга во время сна.

ИмяИзображениеПримечания
LRRRApollo 11 Lunar Laser Ranging Experiment.jpg Обратите внимание, что черная пыль крышка еще не снята.
PSEPALSEP AS11-40-5951.jpg Не удалось через 21 день.

Apollo 12 Макет для Apollo 12 ALSEP
ИмяИзображениеПримечания
LSMALSEP AS12-47-6920.jpg Сохранено в первом подпакете.
PSE ALSEP AS12-47-6917.jpg Сохранено в первом подпакете.
SWSALSEP AS12-46-6812.jpg Сохранено в первом подпакете.
SIDE / CCIGALSEP AS12-47-6922.jpg Сохраняется во втором подпакете как часть подпаллета.. CCIG можно увидеть слева от SIDE. CCIG вышел из строя всего через 14 часов.

Узел подвеса антенны хранился на вспомогательном поддоне. Табурет для PSE, инструментов ALSEP, планки переноски и HTC хранился во втором подпакете.

Аполлон-13 Планируемый план для ALSEP Аполлона-13 Запись удара Apollo 13 S-IVB о поверхность Луны, обнаруженного пассивным сейсмическим экспериментом Аполлона-12.

Из-за прерванной посадки, ни один из экспериментов не был развернут. Однако ступень Apollo 13 S-IVB была намеренно разбита на Луне, чтобы подать сигнал для Apollo 12 PSE.

ИмяПримечания
CPLEEСохранено в первом подпакете.
CCGEСохраняется в первом подпакете.. Только время полета CCGE.
HFEСохраняется в первом подпакете.
PSEСохранено в первом подпакете.

Узел подвеса антенны хранился в первом субпакете. Табурет для PSE, инструменты ALSEP, переноску и лунную дрель хранились на вспомогательном поддоне. HTC хранился на втором подпакете.

Аполлон 14 План для ALSEP Аполлона 14
ИмяИзображениеПримечания
ASEALSEP AS14-67-9361.jpg . ALSEP AS14-67- 9374.jpg На изображении выше показано устройство миномета. На нижнем изображен пилот лунного модуля Эдгар Митчелл, управляющий Thumper.. Миномет, геофоны и Thumper хранились в первом подпакете.. Тринадцать из двадцати двух зарядов Thumper были успешно выпущены. Из-за опасений по поводу установки миномета ни одна из четырех взрывных устройств не была выпущена. Была попытка запустить их в конце срока эксплуатации ALSEP, но заряды не сработали после столь долгого бездействия.
CPLEE ALSEP AS14-67-9364.jpg Сохранено в первом подпакете.
LRRRALSEP AS14-67-9386.jpg Хранится в квадрате I LM и доставляется на сайт ALSEP отдельно.
PSE ALSEP AS14-67-9362.jpg Сохранено в первом подпакете.
СТОРОНА / CCIGALSEP AS14-67-9373.jpg Сохраняется на подпалете.. СТОРОНА находится в верхнем левом углу, а CCIG - в центре изображения.

Узел подвеса антенны хранился на вспомогательном поддоне. Табурет для PSE, инструменты ALSEP, планка для переноски и HTC хранились во втором подпакете.

Apollo 15 Схема расположения ALSEP Apollo 15
ИмяИзображениеПримечания
HFEALSEP AS15-92-12416.jpg В центре изображения показан блок электроники и два провода, идущие к каждому из зонды.. Сохранены во втором субпакете.. Во время операций сверления для каждой из скважин возникло большее сопротивление, чем ожидалось. В результате зонды не могли быть введены на запланированную глубину. Точные научные данные не могли быть получены из эксперимента Аполлона 15, пока данные не сравнивались с данными Аполлона 17.
LRRRALSEP AS15-85-11468.jpg Хранится в квадрате III LM и доставлено на площадку ALSEP через луноход.
LSMALSEP AS15-86-11588.jpg Сохранено в первом подпакете.
PSEALSEP AS15-86-11591.jpg Сохранено в первом подпакете.
SWSALSEP AS15 -86-11593.jpg Сохранено в первом подпакете.
СТОРОНА / CCIGALSEP AS15-86-11596.jpg СТОРОНА находится слева, а CCIG прикреплена справа.. Сохраняется на дополнительном поддоне.. Обратите внимание на наклон СТОРОНЫ. Это было необходимо из-за широты места посадки Аполлона-15. Также обратите внимание на стрелу, соединяющую СТОРОНУ и CCIG. Этот редизайн был сделан, потому что предыдущие бригады жаловались на трудности с развертыванием SIDE / CCIG, когда только провода соединяли два эксперимента.

Узел подвеса антенны хранился на вспомогательном поддоне. Инструменты ALSEP, переноска и табурет для PSE хранились во втором подпакете.

Apollo 16 Схема для ALSEP Apollo 16
ИмяИзображениеПримечания
ASEALSEP AS16-113-18377.jpg Apollo 14 Joe Engle training.jpg На рисунках показаны минометная пачка (вверху) и тампер (внизу). Обратите внимание на новую основу миномета, использованную для улучшения эксперимента после того, как возникли проблемы с аппаратами Аполлона 14.. Миномет, геофоны и тампер хранились в первом подпакете. Основание ящика с минометом хранилось на втором подпакете.. После успешного выстрела трех взрывчатых веществ датчик тангажа зашкаливал. Тогда было решено не запускать четвертое взрывное устройство. Девятнадцать зарядов Thumper были успешно выпущены.
HFEALSEP AS16-113-18369.jpg На рисунке показан один успешно развернутый датчик теплового потока.. Сохранен во втором субпакете.. После успешного развертывания одного из датчиков, командир Джон Янг нечаянно зацепился ногой за кабель, ведущий к эксперименту от Центральной станции. Кабель вытащили из разъема на центральной станции. Хотя некоторые техники и астронавты на Земле считали, что ремонт возможен, центр управления полетами в конечном итоге решил, что время, необходимое для ремонта, можно лучше использовать для других работ, и поэтому эксперимент был прекращен.
LSMALSEP AS16-113 -18374.jpg Сохранено в первом подпакете.
PSEALSEP AS16-113-18346.jpg Сохранено в первом подпакете.

Apollo 17 Схема ALSEP Apollo 17
НазваниеИзображениеПримечания
HFEALSEP AS17-134-20497.jpg Один из датчиков можно увидеть на переднем плане, а блок электроники и другой датчик можно увидеть на заднем плане.
LACEALSEP AS17-134-20498.jpg
LEAMALSEP AS17-134-20500.jpg LEAM на переднем плане. Научная обоснованность этого эксперимента была поставлена ​​под сомнение из-за некоторых странных данных.
LSPEALSEP AS17-136-20704.jpg . ALSEP AS17-143 -21936.jpg . Геофоны NASA LSPE Apollo17.jpg На верхнем изображении показана антенна для LSPE на переднем плане. На среднем изображении показан один из зарядов. На нижнем изображении показаны геофоны.
LSGALSEP AS17-134-20501.jpg Из-за ошибки проекта эксперимент не смог выполнить то, для чего он был разработан.

После Аполлона

Система и инструменты ALSEP управлялись командами с Земли. Станции работали с момента развертывания до завершения вспомогательных операций 30 сентября 1977 года, главным образом по бюджетным соображениям. Кроме того, к 1977 году блоки питания не могли запускать и передатчик, и любой другой прибор, и для попытки реактивации Skylab потребовалась диспетчерская ALSEP. Однако передатчики не были выключены, и все 5 ALSEP наблюдались советским радиотелескопом РАТАН-600 в период с 18 октября по 28 ноября 1977 г., после официального прекращения их миссии.

Системы ALSEP видны на нескольких изображениях, сделанных лунным разведывательным орбитальным аппаратом во время его орбит над местами посадки Аполлона.

См. Также

Примечания

^Веб-сайт энциклопедии Astronautica, 14 Запись февраля 1966 года.

Ссылки

Библиография

  • Бжостовски, М.А., Бжостовски, А.С., Архивирование активных сейсмических данных Аполлона, The Leading Edge, Общество геофизиков-разведчиков, апрель 2009 г.

Внешние ссылки

Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте