Эксперимент с заряженными частицами в лунной среде

редактировать
Крупный план CPLEE на поверхности Луны CPLEE с центральной станцией ALSEP в фон

Эксперимент с заряженными частицами в лунной среде (CPLEE ), размещенный на поверхности Луны миссией Аполлон 14 в рамках Аполлона Пакет Lunar Surface Experiments (ALSEP) был разработан для измерения энергетических спектров низкоэнергетических заряженных частиц, ударяющихся о поверхность Луны. Он измерял потоки электронов и ионов с энергиями от 40 эВ до 20 кэВ. Основная цель эксперимента заключалась в изучении частиц плазмы, исходящих от Солнца, и потока частиц низкой энергии в магнитном хвосте Земли.

Содержание
  • 1 Дизайн
  • 2 Временные рамки
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Дополнительная литература
Конструкция

CPLEE имел массу 2,7 кг (6,0 фунта), складной объем 2540 кубических см и потреблял мощность 3,0 Вт в обычном режиме и 6,0 W ночью, когда был включен обогреватель выживания. Основная часть аппаратуры состояла из двух электростатических анализаторов. Один из них (анализатор A) указывал на местную лунную вертикаль, а другой (анализатор B) - на точку 60 градусов от вертикали к западу от Луны. Оба детектора имели поле зрения 4 х 20 градусов; для анализатора A длинная ось поля зрения была ориентирована С-Ю, а для анализатора B - В-З. В первом приближении можно считать, что оба детектора указывают в плоскости эклиптики . Каждый анализатор состоял из набора определяющих направление щелей, отклоняющих пластин, пяти малоапертурных (номинал 1 мм) С-образных канальных электронных умножителей, одного винтового электронного умножителя с большой апертурой (номинал 8 мм) и 6 аккумуляторов. Для заданного напряжения, приложенного к отклоняющим пластинам, пять умножителей с малой апертурой были приспособлены для подсчета частиц одной полярности с разными энергиями, в то время как умножитель с большой апертурой одновременно производил широкополосное измерение частиц противоположной полярности. В течение каждого 19,2-секундного интервала в автоматическом режиме работы эксперимента к отклоняющим пластинам прикладывались отклоняющие напряжения равные нулю (дважды, для фона и калибровки), плюс-минус 35, 350 и 3500 в течение 2.4 с при каждом напряжении. Каждый анализатор будет производить измерения в течение 1,2 с и передавать данные, пока другой анализатор работает. Малоиспользуемый ручной режим позволял непрерывно применять одно отклоняющее напряжение, тем самым увеличивая временное разрешение для частиц в ограниченной части спектра. Полезные данные, полученные в течение каждого 19,2-секундного интервала (автоматический режим), когда для каждого анализатора накоплено 1,2-секундное количество электронов и ионов в 18 энергетических окнах между 40 эВ и 20 кэВ. Окна, использующие все 6 детекторов на 35 В, центрированы примерно при 40, 50, 65, 70, 95 и 200 эВ, окна при 350 В - 10х, а при 3500 В - 100х этих значений. Пылезащитная крышка с радиоактивным источником 63Ni на нижней стороне над каждым отверстием для калибровки защищала прибор.

Прибор разработан проф. Брайан Дж. О'Брайен, профессор факультета космических наук Университета Райса. После того, как он покинул Университет Райса в 1968 году, его аспирант Дэвид Л. Ризонер (PhD., 1968 ) взял на себя работу по анализу данных прибора и его данных. Два студента Университета Райса получили докторскую степень по анализу данных CPLEE: Фредерик Дж. Рич (PhD, 1973 ) и Патрисия Х. Рейфф (PhD, 1975 ).

Схема ALSEP Аполлона 14
График времени

Центральная станция ALSEP была расположена на 3 ° 38′38 ″ ю.ш. 17 ° 28′39 ″ з.д. / 3,6440 ° ю.ш. 17,4775 ° з.д. / -3,6440; -17,4775 (Apollo 14 ALSEP). Эксперимент в области лунной среды с заряженными частицами был развернут примерно в 3 метрах к северо-востоку от центральной станции. Нивелирование на 1,7 градуса с наклоном на восток было выполнено с помощью пузырькового уровня и выравнивания с востока на запад с точностью до 1 градуса с помощью солнечного компаса. Прибор был задействован примерно в 18:00 UT 5 февраля 1971 года и получил команду на 5-минутные функциональные испытания в 19:00 UT. Касса проходила 6 февраля с 4:00 до 6:10 UT. После восхождения на LM 6 февраля в 18:49 UT было приказано снять пылезащитный чехол в 19:30 UT.

Эксперимент работал нормально с момента развертывания до 8 апреля 1971 года, когда отказал источник питания для анализатора, направленного в сторону от лунной вертикали (анализатор B). Другой анализатор продолжал нормально функционировать до 6 июня 1971 г., когда произошел частичный отказ источника питания. Этот анализатор работал с перебоями до конца 1971 года. В течение большей части 1972 года он работал непрерывно в течение лунной ночи и прерывался в течение лунного дня, поскольку высокие температуры вызывали состояние низкого напряжения в источнике питания. С декабря 1972 года по февраль 1973 года работа была непрерывной, после чего снова возникли проблемы с напряжением. Сигнал центральной станции Аполлона 14 был потерян 1 марта 1975 года и восстановлен 5 марта. Потеря и повторное получение сигнала происходили спорадически до завершения эксперимента ALSEP. Возврат убытка произошел в 1976 г. 18 января - 19 февраля, 17 марта - 20 мая, 8 июня - 10 июня, 9 октября - 12 ноября и в 1977 г. 30 июля - 4 августа. Эксперимент CPLEE находился в режиме ожидания, когда станции ALSEP были выключены 30 сентября 1977 года.

См. Также
  • Астрономический портал
  • Портал космических полетов
Ссылки

Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.

Дополнительная литература
Последняя правка сделана 2021-05-14 06:18:23
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте