Paquete de experimentos de la superficie lunar del Apolo - Apollo Lunar Surface Experiments Package
El Paquete de Experimentos de la Superficie Lunar del Apolo ( ALSEP ) comprendía un conjunto de instrumentos científicos colocados por los astronautas en el lugar de aterrizaje de cada una de las cinco misiones del Apolo para aterrizar en la Luna después del Apolo 11 (Apolos 12 , 14 , 15 , 16 y 17). ). Apollo 11 dejó un paquete más pequeño llamado Early Apollo Scientific Experiments Package , o EASEP .
Fondo
La instrumentación y experimentos que compondrían ALSEP se decidieron en febrero de 1966. En concreto, los experimentos, instituciones responsables e investigadores principales y coinvestigadores fueron:
- Experimento sísmico lunar pasivo: Instituto de Tecnología de Massachusetts , Frank Press ; Universidad de Columbia , George Sutton; Tecnología de Georgia , Robert Hostetler
- Magnetómetro lunar de tres ejes : Centro de investigación Ames , CP Sonett; Centro Marshall de Vuelos Espaciales , Jerry Modisette.
- Eólica Solar de Energía Media : Laboratorio de Propulsión a Chorro , CW Snyder y MM Neugebauer.
- Detección de iones supratérmicos: Universidad de Rice , JW Freeman, Jr .; Centro Marshall de Vuelos Espaciales, Curt Michel .
- Gestión del flujo de calor lunar: Universidad de Columbia, M. Langseth; Universidad de Yale , S. Clark.
- Viento solar de baja energía: Rice University, BJ O'Brien.
- Experimento sísmico lunar activo: Universidad de Stanford , RL Kovach; Servicio geológico de los Estados Unidos , JS Watkins.
- Sistema de energía isotópica SNAP-27: Sandia National Laboratories , Jim Leonard
El ALSEP fue construido y probado por Bendix Aerospace en Ann Arbor, Michigan . Los instrumentos fueron diseñados para funcionar de forma autónoma después de que los astronautas se fueran y para realizar estudios a largo plazo del entorno lunar. Se dispusieron alrededor de una estación central que suministraba energía generada por un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) para ejecutar los instrumentos y las comunicaciones de modo que los datos recopilados por los experimentos pudieran transmitirse a la Tierra. El control térmico se logró mediante elementos pasivos (aislamiento, reflectores, revestimientos térmicos) así como resistencias de disipación de potencia y calentadores. Los datos recopilados de los instrumentos se convirtieron a un formato de telemetría y se transmitieron a la Tierra.
Despliegue
El ALSEP se almacenó en la bahía de equipos científicos (SEQ) del módulo lunar en dos subpaquetes separados. La base del primer subpaquete formaba la Estación Central, mientras que la base del segundo subpaquete era parte del RTG. También se adjuntó una subpaleta al segundo subpaquete que generalmente llevaba uno o dos de los experimentos y el conjunto del cardán de la antena. En Apollo 12, 13 y 14, el segundo subpaquete también almacenó el Lunar Hand Tool Carrier (HTC). El despliegue exacto de los experimentos difería según la misión. Las siguientes imágenes muestran un procedimiento típico del Apolo 12.
Fotografía | Descripción |
Pete Conrad abre las puertas de la bahía SEQ a través de un sistema de eslingas y poleas. | |
Alan Bean elimina el segundo subpaquete del compartimento SEQ. Esto se logró mediante el uso de la pluma que se puede ver extendida y un sistema de poleas para colocarla en el suelo. Para el Apolo 17, los astronautas sintieron que el uso del sistema de brazo y poleas complicaba la operación. Y como tal, todo el sistema se eliminó para el Apolo 17. En el Apolo 11, Buzz Aldrin decidió no usar el sistema debido a la falta de tiempo. | |
El primer subpaquete, que Conrad había eliminado de la bahía SEQ anteriormente. | |
Bean baja el barril RTG a una posición en la que pueda acceder a él. | |
Bean está empezando a quitar la cúpula del barril RTG. Él está usando una herramienta especializada llamada Dome Removal Tool (DRT). Tenga en cuenta que ya ha preparado el RTG para repostar y ya ha desplegado el HTC. Conrad ya ha eliminado la subpaleta del subpaquete RTG. | |
Bean descarta la cúpula con el DRT todavía conectado. Ninguno de los dos tuvo un uso después. | |
Bean está intentando quitar el elemento de combustible del barril con la herramienta de transferencia de combustible (FTT). Tenga en cuenta una de las herramientas manuales universales (UHT) adjuntas al subpaquete RTG. En el Apolo 12, el elemento combustible se atascó en el barril debido a la expansión térmica (Bean podía sentir el calor a través de su traje). Conrad golpeó el costado del barril con un martillo mientras Bean lo aflojaba con éxito. Luego lo insertó en el RTG y descartó el FTT. | |
Bean une el subpaquete RTG a la barra de transporte en preparación para la travesía al sitio de implementación de ALSEP. La barra de transporte se utilizaría más tarde como mástil de la antena en la Estación Central. | |
Durante la travesía hacia el sitio de despliegue de ALSEP, Conrad tomó esta fotografía. Su sombra indica que lleva el subpalet con uno de los dos UHT. | |
Bean lleva el ALSEP al sitio de implementación. | |
Conrad sostiene la barra de transporte en su mano izquierda mientras suelta el conjunto del cardán de la antena con un UHT. | |
Esta foto muestra a Jim Lovell entrenando para el Apollo 13. Actualmente está desplegando una maqueta de la Estación Central. La estación estaba cargada por resorte. Después de soltar los pernos de Boyd, la parte superior de la estación se levantaría y la desplegaría. Tenga en cuenta las diversas ubicaciones en la parte superior que contenían algunos de los experimentos antes del despliegue. También se sujetaron con tornillos Boyd que se soltaron con un UHT. |
Elementos comunes
Cada estación ALSEP tenía algunos elementos comunes.
Nombre | Diagrama | Fotografía | Descripción |
Estacion Central | La imagen muestra la Estación Central del ALSEP del Apolo 16. La estación central era esencialmente el centro de mando de toda la estación ALSEP. Recibió comandos de la Tierra, transmitió datos y distribuyó energía a cada experimento. Las comunicaciones con la Tierra se lograron a través de una antena helicoidal axial modificada de 58 cm de largo y 3,8 cm de diámetro montada en la parte superior de la Estación Central y apuntada hacia la Tierra por los astronautas. Los transmisores, receptores, procesadores de datos y multiplexores se alojaron dentro de la Estación Central. La Estación Central era una caja de 25 kg con un volumen estibado de 34.800 cm cúbicos. Además, en los Apolos 12 al 15, se montó un detector de polvo en la estación central que midió la acumulación de polvo lunar. |
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Generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) | La imagen muestra el RTG del Apolo 14 con la Estación Central al fondo. El RTG fue la fuente de energía para el ALSEP. Utilizó el calor de la desintegración radiactiva del plutonio-238 y los termopares para generar aproximadamente 70 vatios de potencia. La base del RTG fue la base del segundo subpaquete ALSEP. |
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Barril RTG | El barril RTG almacenaba el elemento combustible plutonio-238. Estaba ubicado a la izquierda de la bahía SEQ. El barril fue diseñado para resistir la explosión de un vehículo de lanzamiento en caso de un aborto o un reingreso a la atmósfera de la Tierra (que es lo que ocurrió en el Apolo 13). La imagen muestra a Edgar Mitchell practicando la extracción del elemento combustible. |
Lista de experimentos
Nombre | Diagrama | Descripción |
Experimento sísmico activo (ASE) | Mediante el uso de la sismología, la estructura interna de la Luna podría determinarse a varios cientos de pies bajo tierra. El ASE constaba de tres componentes principales. Un astronauta de la Estación Central colocó en línea un conjunto de tres geófonos para detectar las explosiones. Se diseñó un paquete de mortero para lanzar un conjunto de cuatro explosivos desde distintas distancias del ALSEP. Finalmente, se utilizó un Thumper activado por un astronauta para detonar una de las 22 cargas y crear una pequeña descarga. El diagrama muestra el dispositivo Thumper. | |
Experimento de entorno lunar de partículas cargadas (CPLEE) | El CPLEE fue diseñado para medir los flujos de partículas cargadas como electrones e iones . | |
Experimento de manómetro de cátodo frío (CCGE) | El CCGE era esencialmente una versión independiente del CCIG. | |
Medidor de iones de cátodo frío (CCIG) | El experimento CCIG fue diseñado para medir la presión de la atmósfera lunar . Originalmente fue diseñado para ser parte del SIDE, pero su fuerte campo magnético habría causado interferencia. El CCIG está a la derecha del LADO en el diagrama. | |
Experimento de flujo de calor (HFE) | El HFE fue diseñado para realizar mediciones térmicas del subsuelo lunar con el fin de determinar la velocidad a la que fluye el calor del interior. Las mediciones podrían ayudar a determinar la abundancia de radioisótopos y ayudar a comprender la evolución térmica de la Luna. El HFE constaba de una caja de electrónica y dos sondas. Cada sonda fue colocada en un agujero por un astronauta que fue perforado a unos 2,5 m de profundidad. | |
Retrorreflector de rango láser (LRRR) |
Un LRRR se utiliza para reflejar un rayo láser desde la Tierra, el tiempo de ida y vuelta del rayo es un indicador preciso de la distancia a la Luna. La información se utiliza para estudiar la recesión lunar debida a la disipación de las mareas y al movimiento irregular de la Tierra. Los LRRR son los únicos experimentos que todavía se utilizan en la actualidad. El diagrama de arriba muestra la versión Apollo 11 . El del Apolo 14 era similar al del Apolo 11. El diagrama inferior muestra la versión más grande del Apollo 15. |
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Experimento de composición de la atmósfera lunar (LACE) | El LACE fue diseñado para detectar la composición de la atmósfera lunar. | |
Experimento de eyección lunar y meteoritos (LEAM) | El LEAM fue diseñado para detectar partículas secundarias que habían sido expulsadas por impactos de meteoritos en la superficie lunar y para detectar los propios micrometeoritos primarios. Consulte Suelo lunar para ver algunos resultados de experimentos. | |
Experimento de perfil sísmico lunar (LSPE) |
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El LSPE era similar al ASE excepto que la profundidad esperada era de varios kilómetros. Constaba de tres componentes principales. Un astronauta colocó un conjunto de cuatro geófonos cerca del ALSEP. La antena LSPE se utilizó para enviar señales a las cargas. Había ocho cargas, cada una de las cuales tenía varios tamaños que iban desde 1/8 hasta 6 libras. Las cargas se desplegaron durante las travesías del rover . |
Gravímetro de superficie lunar (LSG) | El LSG fue diseñado para realizar mediciones muy precisas de la gravedad lunar y su cambio a lo largo del tiempo. Se esperaba que los datos pudieran usarse para probar la existencia de ondas gravitacionales . | |
Magnetómetro de superficie lunar (LSM) | El LSM fue diseñado para medir el campo magnético lunar . Los datos podrían usarse para determinar las propiedades eléctricas del subsuelo. También se utilizó para estudiar la interacción del plasma solar y la superficie lunar. | |
Experimento sísmico pasivo (PSE) | El PSE fue diseñado para detectar " terremotos lunares " , creados de forma natural o artificial, para ayudar a estudiar la estructura del subsuelo. | |
Paquete de Experimento Sísmico Pasivo (PSEP) | Similar al PSE, excepto que era autosuficiente. Esto significaba que llevaba su propia fuente de energía ( paneles solares ), equipos electrónicos y de comunicaciones. Además, el PSEP también llevaba un detector de polvo. | |
Experimento del espectrómetro de viento solar (SWS) | El SWS fue diseñado para estudiar las propiedades del viento solar y sus efectos en el entorno lunar. | |
Experimento del detector de iones supratérmicos (LADO) | El SIDE fue diseñado para medir varias propiedades de los iones positivos en el entorno lunar, proporcionar datos sobre la interacción del plasma entre el viento solar y la Luna y determinar el potencial eléctrico de la superficie lunar. |
Lista de misiones
Cada misión tenía una variedad diferente de experimentos.
Apolo 11 (EASEP)
Debido al riesgo de un aborto temprano en la Luna, los geólogos persuadieron a la NASA para que solo permitiera experimentos que pudieran configurarse o completarse en 10 minutos. Como resultado, Apollo 11 no dejó un paquete ALSEP completo, sino que dejó una versión más simple llamada Early Apollo Surface Experiments Package (EASEP). Dado que solo se había planeado un EVA de 2 horas y 40 minutos, la tripulación no tendría tiempo suficiente para desplegar un ALSEP completo, que por lo general tardaba de una a dos horas en desplegarse. Ambos paquetes se almacenaron en la bahía SEQ del LM.
Los ingenieros diseñaron el EASEP para que se despliegue con una sola manija, y el reflector retro de alcance láser (LRRR) también se desplegó en diez minutos. A pesar del diseño más simple, el sismómetro era lo suficientemente sensible como para detectar los movimientos de Neil Armstrong durante el sueño.
Nombre | Fotografía | Notas |
LRRR | La cubierta de polvo transparente ya se ha quitado y está 3–4 m más a la derecha. El reflector de metal refleja el cielo negro. | |
PSEP | Falló después de 21 días. |
Apolo 12
Nombre | Fotografía | Notas |
LSM | Almacenado en el primer subpaquete. | |
PSE | Almacenado en el primer subpaquete. | |
SWS | Almacenado en el primer subpaquete. | |
LADO / CCIG | Almacenado en el segundo subpaquete como parte del subpalet. El CCIG se puede ver a la izquierda del LADO. El CCIG falló después de solo 14 horas. |
El conjunto del cardán de la antena se almacenó en la subpaleta. El taburete para el PSE, las herramientas ALSEP, la barra de transporte y el HTC se almacenó en el segundo subpaquete.
Apolo 13
Debido al aterrizaje abortado, no se implementó ninguno de los experimentos. Sin embargo, la etapa del Apolo 13 S-IVB se estrelló deliberadamente en la Luna para proporcionar una señal para el Apolo 12 PSE.
Nombre | Notas |
CPLEE | Almacenado en el primer subpaquete. |
CCGE | Almacenado en el primer subpaquete. La única vez que voló el CCGE. |
HFE | Almacenado en el primer subpaquete. |
PSE | Almacenado en el primer subpaquete. |
El conjunto del cardán de la antena se almacenó en el primer subpaquete. El taburete para el PSE, las herramientas ALSEP, la barra de transporte y el taladro Lunar se almacenaron en la subpaleta. El HTC se almacenó en el segundo subpaquete.
Apolo 14
Nombre | Fotografía | Notas |
Plaza bursátil norteamericana |
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La imagen de arriba muestra el dispositivo de mortero. La inferior muestra al piloto del módulo lunar Edgar Mitchell operando el Thumper. El mortero, los geófonos y el Thumper se almacenaron en el primer subpaquete. Trece de las veintidós cargas de Thumper se dispararon con éxito. Debido a las preocupaciones sobre el despliegue del mortero, no se disparó ninguno de los cuatro explosivos. Hubo un intento de despedirlos al final de la vida operativa del ALSEP, pero los cargos no funcionaron después de haber estado inactivos durante tanto tiempo. |
CPLEE | Almacenado en el primer subpaquete. | |
LRRR | Almacenado en Quad I del LM y llevado al sitio ALSEP por separado. | |
PSE | Almacenado en el primer subpaquete. | |
LADO / CCIG | Almacenado en el subpalet. El LADO está en la esquina superior izquierda mientras que el CCIG está en el centro de la imagen. |
El conjunto del cardán de la antena se almacenó en la subpaleta. El taburete para el PSE, las herramientas ALSEP, la barra de transporte y el HTC se almacenó en el segundo subpaquete.
Apolo 15
El conjunto del cardán de la antena se almacenó en la subpaleta. Las herramientas ALSEP, la barra de transporte y el taburete para el PSE se almacenaron en el segundo subpaquete.
Apolo 16
Nombre | Fotografía | Notas |
Plaza bursátil norteamericana | Las imágenes muestran el paquete de mortero (arriba) y el golpe (abajo). Tenga en cuenta la nueva base de mortero utilizada para mejorar el experimento después de que se encontraron problemas con el Apolo 14. El mortero, los geófonos y el Thumper se almacenaron en el primer subpaquete. La base de la caja de mortero se almacenó en el segundo subpaquete. Después de que tres de los explosivos se dispararon con éxito, el sensor de tono se salió de escala. Entonces se decidió no disparar el cuarto explosivo. Diecinueve de los cargos de Thumper se dispararon con éxito. |
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HFE | La imagen muestra la única sonda de flujo de calor que se implementó con éxito. Almacenado en el segundo subpaquete. Después de desplegar con éxito una de las sondas, el comandante John Young, sin darse cuenta, atrapó su pie en el cable del experimento desde la Estación Central. El cable se extrajo de su conector en la estación central. Aunque algunos técnicos y astronautas en la Tierra creían que una reparación era factible, el control de la misión finalmente decidió que el tiempo necesario para una reparación podría aprovecharse mejor en otros trabajos, por lo que el experimento terminó. |
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LSM | Almacenado en el primer subpaquete. | |
PSE | Almacenado en el primer subpaquete. |
Apolo 17
Después de Apolo
El sistema y los instrumentos ALSEP fueron controlados por comandos de la Tierra. Las estaciones funcionaron desde el despliegue hasta que las operaciones de apoyo terminaron el 30 de septiembre de 1977 debido principalmente a consideraciones presupuestarias. Además, en 1977 los paquetes de energía no podían hacer funcionar tanto el transmisor como ningún otro instrumento, y se necesitaba la sala de control ALSEP para intentar reactivar Skylab . Sin embargo, los transmisores no se apagaron y los 5 ALSEP fueron observados por el radiotelescopio soviético RATAN-600 entre el 18 de octubre y el 28 de noviembre de 1977, después de la terminación oficial de su misión.
Los sistemas ALSEP son visibles en varias imágenes tomadas por el Lunar Reconnaissance Orbiter durante sus órbitas sobre los sitios de aterrizaje del Apolo.
Foto de LRO que muestra el Apollo 17 ALSEP (paquete científico)
Ver también
- Programa Apolo
- Experimento de alcance láser lunar
- Hexanitrostilbeno , un explosivo estable al vacío utilizado en el ALSEP.
- Vehículo itinerante lunar
- Lista de objetos artificiales en la Luna
Notas
^ Sitio web de la Enciclopedia Astronautica, entrada del 14 de febrero de 1966.
Referencias
Bibliografía
- Brzostowski, MA, y Brzostowski, AC, Archiving the Apollo active sismic data , The Leading Edge, Society of Exploration Geophysicists, abril de 2009.
enlaces externos
- Sitio de Astronautix
- Página de ALSEP @ myspacemuseum.com
- Página de NSSDC Apollo
- Manual de datos de experimentos científicos de Apollo
- Informe de terminación de ALSEP
- Catálogo de operaciones experimentales de Apolo
- Paquete de experimentos de la superficie lunar Apollo, Revisión de certificación de diseño (1971)
- Archivo de documentos ALSEP , del Instituto Lunar y Planetario