stringtranslate.com

Эксперимент по исследованию лунной среды с заряженными частицами

Крупный план CPLEE на поверхности Луны.
CPLEE с центральной станцией ALSEP на заднем плане

Эксперимент по исследованию лунной среды с заряженными частицами ( CPLEE ), размещенный на поверхности Луны миссией Apollo 14 в рамках пакета Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP), был разработан для измерения энергетических спектров низкоэнергетических заряженных частиц, падающих на поверхность Луны. Он измерял потоки электронов и ионов с энергиями от 40 эВ до 20 кэВ. Основной целью эксперимента было изучение плазменных частиц, исходящих от Солнца, и потока низкоэнергетических частиц в магнитном хвосте Земли .

Дизайн

CPLEE имел массу 2,7 кг (6,0 фунтов), сложенный объем 2540 куб. см и потреблял 3,0 Вт мощности в обычном режиме и 6,0 Вт ночью, когда был включен обогреватель для выживания. Основная часть приборов состояла из двух электростатических анализаторов. Один из них (анализатор A) был направлен в сторону местной лунной вертикали, а другой (анализатор B) в точку 60 градусов от вертикали в сторону лунного запада. Оба детектора имели поля зрения 4 x 20 градусов; для анализатора A длинная ось поля зрения была ориентирована на север, а для анализатора B — на восток-запад. В первом приближении можно было считать, что оба детектора направлены в плоскость эклиптики . Каждый анализатор состоял из набора щелей, определяющих направление, отклоняющих пластин, пяти малоапертурных (номинал 1 мм) электронных умножителей с каналом С-образной формы, одного многоапертурного (номинал 8 мм) спирального электронного умножителя и 6 накопителей. При заданном напряжении, приложенном к отклоняющим пластинам, пять малоапертурных умножителей были настроены на подсчет частиц одной полярности с различными энергиями, в то время как многоапертурный умножитель одновременно производил широкополосное измерение частиц противоположной полярности. В течение каждого интервала 19,2 с в автоматическом режиме работы эксперимента отклоняющие напряжения, равные нулю (дважды, для фона и калибровки) и плюс и минус 35, 350 и 3500, прикладывались к отклоняющим пластинам в течение 2,4 с при каждом напряжении. Каждый анализатор проводил измерения в течение 1,2 с и передавал, пока работал другой анализатор. Редко используемый 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 интервала 19,2 с (автоматический режим), где для каждого анализатора 1,2 с накопленных подсчетов электронов и ионов в 18 энергетических окнах между 40 эВ и 20 кэВ. Окна, использующие все 6 детекторов при 35 В, центрированы примерно на 40, 50, 65, 70, 95 и 200 эВ, окна при 350 В в 10 раз, а при 3500 В в 100 раз больше этих значений. Пылезащитный чехол с радиоактивным источником 63Ni на нижней стороне над каждой апертурой для калибровки защищал прибор.

Инструмент был разработан австралийским профессором Брайаном Дж. О'Брайеном , который был профессором кафедры космических наук в Университете Райса. После того, как он покинул Университет Райса в 1968 году, его аспирант Дэвид Л. Ризонер (доктор философии, 1968) взял на себя работу PI инструмента и анализа его данных. Двое студентов Университета Райса получили докторские степени, анализируя данные CPLEE: Фредерик Дж. Рич (доктор философии, 1973) и Патрисия Х. Рейфф (доктор философии, 1975).

Макет ALSEP Аполлона-14

Хронология

Центральная станция ALSEP располагалась в точке с координатами 3°38′38″S 17°28′39″W / 3.6440°S 17.4775°W / -3.6440; -17.4775 (Apollo 14 ALSEP) . Эксперимент по исследованию лунной среды с заряженными частицами был развернут примерно в 3 метрах к северо-востоку от центральной станции. Выравнивание до 1,7 градуса, наклон на восток, выполнялось с помощью пузырькового уровня и выравнивания по оси восток-запад с точностью до 1 градуса с помощью солнечного компаса. Инструмент был развернут примерно в 18:00 UT 5 февраля 1971 года и запущен в 19:00 UT на 5 минут функциональных испытаний. Процедура проверки была проведена 6 февраля с 4:00 до 6:10 UT. После подъема ЛМ 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 анализатора, направленного в сторону от лунной вертикали (анализатор B). Другой анализатор продолжал нормально функционировать до 6 июня 1971 года, когда произошел частичный отказ источника питания. Работа этого анализатора была прерывистой до конца 1971 года. В течение большей части 1972 года работа была непрерывной в течение лунной ночи и прерывистой в течение лунного дня, поскольку высокие температуры вызвали состояние низкого напряжения в источнике питания. С декабря 1972 года по февраль 1973 года работа была непрерывной, после чего проблемы с напряжением возникли снова. Сигнал центральной станции Apollo 14 был потерян 1 марта 1975 года и восстановлен 5 марта. Потеря и повторное обнаружение сигнала происходили спорадически до окончания эксперимента ALSEP. Потеря-восстановление происходили 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 станции ALSEP были выключены 30 сентября 1977 года.

Смотрите также

Ссылки

Общественное достояние В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

Дальнейшее чтение