Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
ALSEP миссии Apollo 16

Пакет Apollo Lunar Surface Experiments Package ( ALSEP ) включал в себя набор научных инструментов, размещенных астронавтами в местах посадки каждой из пяти миссий Аполлона для высадки на Луну после Аполлона 11 ( Аполлон 12 , 14 , 15 , 16 и 17 ). Аполлон-11 оставил небольшой пакет под названием Early Apollo Scientific Experiments Package , или EASEP .

Фон [ править ]

Приборы и эксперименты , которые включают в себя ALSEP было принято решение в феврале 1966 г. В частности, эксперименты, учреждения , ответственного, и главные исследователи и coinvestigators были: [1]

ALSEP был построен и испытан компанией Bendix Aerospace в Анн-Арборе, штат Мичиган . Инструменты были разработаны для автономной работы после ухода космонавтов и для длительных исследований лунной среды. Они были выстроены вокруг центральной станции, которая снабжала энергией, вырабатываемой радиоизотопным термоэлектрическим генератором (РТГ), 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 [ править ]

ALSEP хранился в отсеке для научного оборудования лунного модуля (SEQ) 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 изображениях показана типичная процедура с Аполлона-12.

РисунокОписание
Пит Конрад открывает двери отсека SEQ с помощью системы шнурков и шкивов.
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.
Первый подпакет, который Конрад удалил из отсека SEQ ранее.
Бин опускает контейнер с РИТЭГом в положение, где он может получить к нему доступ.
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.
Бин сбрасывает купол с прикрепленным DRT. Потом ни то, ни другое не использовалось.
Бин пытается удалить топливный элемент из контейнера с помощью инструмента для переноса топлива (FTT). Обратите внимание на один из универсальных ручных инструментов (UHT), прикрепленный к субпакету RTG. На «Аполлоне-12» топливный элемент застрял в контейнере 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.
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.
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.
Бин переносит ALSEP на место развертывания.
Конрад держит переноску в левой руке, освобождая узел подвеса антенны с помощью УВТ.
На этой фотографии Джим Ловелл тренируется для Аполлона 13. В настоящее время он развертывает макет Центрального вокзала. 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 удерживались болтами Бойда, которые были выпущены с помощью УВТ. [4]

Общие элементы [ править ]

Каждая станция ALSEP имела некоторые общие элементы.

ИмяДиаграммаРисунокОписание
Центральная станцияНа снимке изображена Центральная станция с ALSEP Аполлона 16.
Центральная станция была по сути командным центром всей станции ALSEP. 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)На снимке РИТЭГ с Аполлона-14 на фоне Центральной станции.
РИТЭГ был источником энергии для ALSEP. Он использовал тепло от радиоактивного распада плутония-238 и термопары для выработки примерно 70 ватт энергии. Фундамент РИТЭГа стал базой второго подпакета ALSEP.
Контейнер RTGВ контейнере РИТЭГа 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 тренируется по извлечению топливного элемента.

Список экспериментов [ править ]

ИмяДиаграммаОписание
Активный сейсмический эксперимент (ASE)С помощью сейсмологии можно было определить внутреннюю структуру Луны на глубине нескольких сотен футов под землей. ASE состоит из трех основных компонентов. Набор из трех геофонов был выстроен в линию космонавтом Центральной станции для обнаружения взрывов. [5] Пакет минометов был разработан для запуска набора 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 предназначен для измерения потоков заряженных частиц , таких как электроны и ионы .
Эксперимент с манометром с холодным катодом (CCGE)CCGE был по существу 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 теплового потока (HFE)HFE был разработан для проведения тепловых измерений под поверхностью Луны, чтобы определить скорость, с которой тепло выходит изнутри. [6] 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)

Основная статья: Лунный лазерный эксперимент

LRRR используется для отражения лазерного луча 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 диаграмме выше 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.
Лунный выброс и эксперимент с метеоритами (LEAM)LEAM был разработан для обнаружения вторичных частиц, которые были выброшены метеоритами на поверхность Луны, и для обнаружения самих первичных микрометеоритов. [7] См. Результаты экспериментов в Лунном грунте .
Эксперимент по лунному сейсмическому профилированию (LSPE)
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. [5] Антенна LSPE использовалась для отправки 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)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 .
Магнитометр лунной поверхности (LSM)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)PSE был разработан для обнаружения « лунотрясений », естественных или искусственно созданных, чтобы помочь изучить структуру недр.
Пакет пассивных сейсмических экспериментов (PSEP)Аналогичен PSE, за исключением того, что он был хозрасчетным. Это означало, что он имел собственный источник энергии ( солнечные батареи ), электронику и оборудование связи. Кроме того, PSEP также имел детектор пыли.
Эксперимент со спектрометром солнечного ветра (SWS)SWS был разработан для изучения свойств солнечного ветра и его влияния на лунную среду.
Эксперимент с надтепловым ионным детектором (СТОРОНА)SIDE был разработан для измерения различных свойств положительных ионов в лунной среде, предоставления данных о взаимодействии плазмы между солнечным ветром и Луной и для определения электрического потенциала лунной поверхности.

Список миссий [ править ]

В каждой миссии был свой набор экспериментов.

Аполлон-11 (EASEP) [ править ]

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. [8] В результате Apollo 11 не оставил полный пакет ALSEP, а оставил более простую версию, названную Early Apollo Surface Experiments Package (EASEP). Поскольку был запланирован только один двухчасовой 40-минутный выход в открытый космос, у экипажа не было бы 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 ручки, а лазерный рефлектор дальнего действия (LRRR) также развертывается за десять минут. Несмотря на более простую конструкцию, сейсмометр был достаточно чувствительным, чтобы обнаруживать движения Нила Армстронга во время сна. [8]

ИмяРисунокПримечания
LRRRОбратите внимание, что черная пылезащитная крышка еще не снята.
PSEPНе удалось через 21 день.

Аполлон-12 [ править ]

Макет для ALSEP Аполлона 12
ИмяРисунокПримечания
LSMХранится в первом подпакете.
PSEХранится в первом подпакете.
SWSХранится в первом подпакете.
СТОРОНА / CCIGСохраняется во втором подпакете как часть подпаллета.
CCIG можно увидеть слева от СТОРОНЫ. CCIG вышел из строя всего через 14 часов.

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

Аполлон-13 [ править ]

Планируемый макет для ALSEP Аполлона 13
Запись удара Apollo 13 S-IVB о поверхность Луны, обнаруженного пассивным сейсмическим экспериментом Apollo 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
CPLEEХранится в первом подпакете.
CCGEХранится в первом подпакете.
Только раз, когда был запущен CCGE.
HFEХранится в первом подпакете.
PSEХранится в первом подпакете.

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

Аполлон-14 [ править ]

Макет для ALSEP Аполлона 14
ИмяРисунокПримечания
ASE
На изображении выше показано устройство миномета. На нижнем изображен пилот лунного модуля Эдгар Митчелл, управляющий Thumper.
Миномет, геофоны и тампер хранились в первом подпакете.
Тринадцать из двадцати двух зарядов Тампера были успешно выпущены. [5] Из-за опасений по поводу развертывания 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.
CPLEEХранится в первом подпакете.
LRRRХранится в квадрате I LM и доставляется на сайт ALSEP отдельно.
PSEХранится в первом подпакете.
СТОРОНА / CCIGХранится на подпалете.
СТОРОНА находится в верхнем левом углу, а CCIG - в центре изображения.

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

Аполлон-15 [ править ]

Макет ALSEP Аполлона 15
ИмяРисунокПримечания
HFEВ центре рисунка показан блок электроники и два провода, идущие к каждому из датчиков.
Хранится во втором подпакете.
Во время бурения каждой скважины было встречено 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.
LRRRХранится в квадрате III LM и доставляется на площадку ALSEP с помощью лунохода.
LSMХранится в первом подпакете.
PSEХранится в первом подпакете.
SWSХранится в первом подпакете.
СТОРОНА / CCIGСТОРОНА находится слева, а CCIG прикреплен справа.
Хранится на подпалете.
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 поддоне. Инструменты ALSEP, переноска и табурет для PSE хранились во втором подпакете.

Аполлон-16 [ править ]

Макет для ALSEP Аполлона 16
ИмяРисунокПримечания
ASE [1] На фотографиях показаны ступка (вверху) и грохот (внизу). Обратите внимание на новую основу минометов, использованную для улучшения эксперимента после того, как возникли проблемы с Apollo 14.
Миномет, геофоны и тампер хранились в первой подпакете. Основание ящика с минометом хранилось на втором подпакете.
После успешного выстрела трех взрывных устройств датчик тангажа зашкаливал. Тогда было решено не запускать четвертое взрывное устройство. Девятнадцать зарядов Тампера были успешно запущены. [5]
HFEНа рисунке показан один успешно развернутый датчик теплового потока.
Хранится во втором подпакете.
После успешного развертывания одного из зондов 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.
LSMХранится в первом подпакете.
PSEХранится в первом подпакете.

Аполлон-17 [ править ]

Макет ALSEP Аполлона 17
ИмяРисунокПримечания
HFEОдин из датчиков можно увидеть на переднем плане, а блок электроники и другой датчик можно увидеть на заднем плане.
КРУЖЕВО
LEAMLEAM находится на переднем плане. Научная обоснованность этого эксперимента была поставлена ​​под сомнение из-за некоторых странных данных.
LSPE

На верхнем изображении показана антенна LSPE на переднем плане. На среднем изображении показан один из зарядов. На нижнем изображении показаны геофоны. [5]
МСУИз-за ошибки в проекте эксперимент не смог достичь того, для чего он был разработан.

После Аполлона [ править ]

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 работать и с передатчиком, и с любым другим прибором, и для попытки реактивации Skylab потребовалась диспетчерская ALSEP . Однако передатчики не были выключены [9], и все 5 ALSEP наблюдались советским радиотелескопом РАТАН-600 в период с 18 октября по 28 ноября 1977 г., после официального прекращения их миссии. [10]

Системы ALSEP видны на нескольких изображениях, сделанных орбитальным аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter во время его орбит над местами посадки Аполлона.

  • Фотография LRO, показывающая Apollo 17 ALSEP (научный пакет)

  • Фотография LRO, показывающая Apollo 12 ALSEP

См. Также [ править ]

  • Программа Аполлон
  • Лунный лазерный локационный эксперимент
  • Гексанитростильбен , стабильное в вакууме взрывчатое вещество, используемое в ALSEP.
  • Лунный вездеход
  • Список искусственных объектов на Луне

Примечания [ править ]

^ Сайт Encyclopedia Astronautica, 14 февраля 1966 запись.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Apollo 16 Mission Science Experiments - Active Seismic , Lunar and Planetary Institute (по состоянию на 11 декабря 2015 г.)
  2. ^ Экспериментальные операции во время выхода в открытый космос Аполлона (по состоянию на 11 декабря 2015 г.)
  3. ^ Labs, Sandia (2019-07-15). "Национальные лаборатории Сандиа: 23 мая 1969: Сандиа помогает в программе Аполлона Луны" . Sandia Labs . Проверено 18 июля 2019 .
  4. ^ Бойд Болты архивации 2011-10-17 в Wayback Machine (Apollo Lunar Surface Journal)
  5. ^ a b c d e Brzostowski and Brzostowski, стр 414-416
  6. ↑ Сара Стэнли (25 июня 2018 г.). «Дело об отсутствии данных о тепловом потоке Луны наконец решено» . Журнал геофизических исследований: планеты . Проверено 9 июля 2018 года - через Eos (журнал) .
  7. ^ Lunar Ejecta и Метеориты архивации 17 мая 2008, в Wayback Machine
  8. ^ a b Расшифровка устной истории Дона Л. Линда, Проект устной истории Космического центра имени Джонсона НАСА, 27 мая 2005 г.
  9. ^ Чарльз Редмонд . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Линдон Б. JohMon Spece Cent. Хьюстон, Техас 77058 AC713 483-5111 Чарльз Редмонд ВЫПУСК №: 77-47. 12 сентября 1977 г. "... Даже несмотря на то, что эксперименты будут прекращены, передатчики будут продолжать служить Земле в качестве ориентира в астрономии. Лаборатория реактивного движения будет продолжать использовать сигналы передатчиков ALSEP для помощи в глубинах лаборатории. космические работы, включая геодезические и астрометрические исследования и навигацию космических кораблей. Кроме того, движение по лунной орбите будет точно отслеживаться на фоне внегалактических звезд для проверки теории гравитации ".
  10. ^ Наугольная, Миннесота; Spangenberg, EE; Соболева Н.С.; Фомин В.А. Определение селенографических координат объектов на РАТАН-600. Письма в астрономическом журнале, т. 4, декабрь 1978 г., стр. 562-565. (Советские астрономические письма, т. 4, ноябрь-декабрь 1978 г., стр. 302-303).

Библиография [ править ]

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

Внешние ссылки [ править ]

  • Сайт Astronautix
  • Страница ALSEP @ myspacemuseum.com
  • Страница NSSDC Apollo
  • Справочник по научным экспериментам Apollo
  • Отчет о прекращении действия ALSEP
  • Каталог экспериментальных операций Аполлона
  • Пакет Apollo Lunar Surface Experiments, Обзор сертификации проекта (1971)
  • Архив документов ALSEP из Лунно-планетарного института