Эксперимент с заряженными частицами в лунной среде - Charged Particle Lunar Environment Experiment

CPLEE на поверхности Луны крупным планом.
CPLEE с центральной станцией ALSEP на заднем плане

В Эксперимент с заряженными частицами в лунной среде (CPLEE), размещенный на поверхности Луны Аполлон 14 миссия как часть Пакет Apollo Lunar Surface Experiments (ALSEP), был разработан для измерения энергетические спектры низкоэнергетических заряженные частицы ударяя по поверхности 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 земном шаре. магнитный хвост.

Дизайн

CPLEE имел массу 2,7 кг (6,0 фунта), убранный объем 2540 кубических см и потреблял мощность 3,0 Вт в обычном режиме и 6,0 Вт 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 А длинная ось поля зрения была ориентирована С-Ю, а для анализатора В - В-З. В первом приближении можно считать, что оба детектора указывают на плоскость 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 и 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 - 10x, а при 3500 В - 100x эти значения. Пылезащитная крышка с радиоактивным источником 63Ni на нижней стороне над каждым отверстием для калибровки защищала прибор.

Инструмент был разработан Проф. Брайан Дж. О'Брайен, который был профессором факультета космических наук Университета Райса. После того, как он покинул Университет Райса в 1968 году, его докторант Дэвид Л. Ризонер (Кандидат медицинских наук, 1968 г. ) взял на себя работу PI инструмента и его анализа данных. Два студента Университета Райса получили докторскую степень по анализу данных CPLEE: Фредерик Дж. Рич (Кандидат медицинских наук, 1973 г. ) и Патрисия Х. Рейфф (Кандидат медицинских наук, 1975 г. ).

Макет Apollo 14 ALSEP

Сроки

Центральная станция ALSEP располагалась по адресу 3 ° 38′38 ″ ю.ш. 17 ° 28′39 ″ з.д. / 3,6440 ° ю.ш. 17,4775 ° з.д. / -3.6440; -17.4775 (Аполлон 14 ALSEP). Эксперимент с заряженными частицами в лунной среде 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. На протяжении 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 году 18 января - 19 февраля, 17 марта - 20 мая, 8 июня - 10 июня, 9 октября - 12 ноября и в 1977 году 30 июля - 4 августа. Эксперимент CPLEE находился в режиме ожидания, когда 30 сентября 1977 г. станции ALSEP были выключены.

Смотрите также

Рекомендации

Эта статья включаетматериалы общественного достояния с веб-сайтов или документов Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.

  • "Эксперимент в лунной среде с заряженными частицами (CPLEE)". НАСА.

дальнейшее чтение