Эксперимент по лунному сейсмическому профилированию
 Схема заряда из эксперимента по лунному сейсмическому профилированию | |
| Акроним | ЛСПЕ |
|---|---|
| Известные эксперименты | Аполлон-17 |
Эксперимент по сейсмическому профилированию Луны ( LSPE ) — лунный научный эксперимент, проведенный астронавтами на поверхности Луны в 1972 году в рамках космического корабля «Аполлон-17» . Целью LSPE была регистрация сейсмического отклика, вызванного различными источниками, включая взрыв восьми зарядов взрывчатого вещества, двигательную установку на подъеме лунного модуля и любые естественные источники. [1]
Фон
[ редактировать ]Активный сейсмический эксперимент (ASE) проводился как на Аполлоне-14, так и на Аполлоне - 16, предоставляя информацию как о приповерхностных структурах с помощью минометов , так и информацию о глубоких лунных структурах путем измерения ударов предыдущих лунных модулей и Сатурна-5 третьих ступеней . Однако между этими двумя подповерхностными уровнями о верхних 10 км поверхности Луны было мало что известно. Программа LSPE была специально разработана для сокращения этого пробела в знаниях. Он будет регистрировать сейсмический отклик, вызванный различными источниками, включая взрыв восьми зарядов взрывчатки и двигательную установку на лунном модуле «Аполлон» , чтобы предоставлять информацию о верхних уровнях лунной коры на глубинах в несколько километров. [2]
Инструмент
[ редактировать ]
LSPE отличался от «Активного сейсмического эксперимента» тем, что имел более крупные пакеты взрывчатки, которые можно было разместить дальше, что позволило провести более масштабные исследования на глубине. Взрывные заряды Активного сейсмического эксперимента были основаны на реактивном миномете, тогда как взрывчатка, используемая с LSPE, была размещена непосредственно на поверхности Луны на расстоянии от геофонов . Это потребовало наличия активного передатчика в составе пакета LSPE для срабатывания взрывных пакетов, тогда как у ASE был только приемник , который запускал запуск ракеты-заряда и детонировал при столкновении с лунной поверхностью. Группа геофонов для LSPE имела треугольную конфигурацию плюс центральный геофон, тогда как ASE имела линейную группу сейсмоприемников. [3]
Компоненты эксперимента в основном состояли из четырех геофонов и восьми зарядов взрывчатого вещества смешанной мощности. Четыре геофона по сути представляли собой миниатюрные сейсмометры с подвижными катушками-магнитами. Каждый заряд взрывчатого вещества состоял из формованных гексанитростилбена и тефлона в соотношении 90:10 и по составу был аналогичен тем, что летали в составе Аполлона-14. [4] Комплект из восьми зарядов взрывчатого вещества состоял из двух пар 1 ⁄ 8 фунта (57 г) и Заряды по 1 ⁄ фунта (113 г) и еще четыре заряда каждый весом 1 ⁄ фунта (227 г), 1 фунт (454 г), 3 фунта (1361 г) и 6 фунтов (2722 г). [4] Все заряды имели цилиндрическую форму, за исключением 6-фунтового заряда, имевшего кубическую форму. [4] Приведение в действие взрывчатки будет осуществляться дистанционно после безопасного отлета астронавтов «Аполлона-17» с поверхности Луны. [1]
Взрывчатка имела ряд отказоустойчивых механизмов, предотвращающих преждевременную детонацию. Пластина взрывного сейфа/рукава удерживалась на месте с помощью тянущего штифта и механизма срабатывания по таймеру, который сам запускался только после снятия независимого тянущего кольца. Вспомогательный таймер ударника, а также механизм ударника имели тяговые штифты, которые нужно было снимать при развертывании. Если какой-либо из таймеров запустится преждевременно, они зафиксируют натяжные кольца на месте, чтобы их нельзя было снять. Если механизм безопасного рычага сработает раньше, то тянущее кольцо сейфа/рычага зафиксируется на месте и его нельзя будет снять. [5] Механизм безопасного срабатывания/взведения не убирается по крайней мере через 90 часов после срабатывания, и каждый пакет взрывчатки имеет свое собственное время взведения. [5] Каждый взрывной пакет имел собственную тепловую батарею, питающую приемник. Каждая упаковка взрывчатки взорвалась бы только после успешного получения сигнала зажигания от экспериментальной упаковки. [5]
Эксплуатация и развертывание
[ редактировать ]Во время первого выхода в открытый космос 4 геофона эксперимента LSP были развернуты как часть пакета ALSEP . Геофоны 1 и 2 будут работать последовательно по направлению к Солнцу по обе стороны от пакета ALSEP. Затем два других геофона были размещены в порядке, перпендикулярном геофонам 1 и 2, образуя треугольник с тремя геофонами и одним геофоном, расположенным посередине. [5] Антенну эксперимента установили, а модули транспортировки взрывчатки выставили на солнечный свет. [5] Это произошло потому, что температура термотаймеров и механизмов взведения не допускалась ниже 40 ° F (4 ° C). [5] Второй и третий выходы в открытый космос миссии использовались для размещения пакетов со взрывчаткой в различных местах, на разных расстояниях и в разных направлениях от места посадки Аполлона-17. Эти пакеты были развернуты на максимальное расстояние 2,7 км (1,7 мили). [1] [5] После завершения развертывания экспериментальный пакет будет передавать сигналы запуска на пакеты взрывчатки. [5] Приведение в действие взрывчатки будет осуществляться дистанционно после безопасного отлета астронавтов «Аполлона-17» с поверхности Луны. [1] В процессе развертывания астронавт должен был снять три тянущих кольца с каждого пакета взрывчатки, что в общей сложности позволило бы удалить четыре предохранительных штифта. [5]
Наука
[ редактировать ]Восемь зарядов взрывчатого вещества обеспечивали обнаруживаемый двусторонний сейсмический сигнал на глубине до 2,7 км. Удар взлётной ступени лунного модуля «Аполлон-17» обеспечил обнаруживаемый двусторонний сигнал с глубины 5 км поверхности Луны. Прибор определил, что под местом посадки Аполлона-17 в верхних 5 км находились три слоя с характерными сейсмическими скоростными характеристиками. Первый представлял собой поверхностный слой толщиной 248 м с сейсмической скоростью 250 мс. −1 . Этот поверхностный слой лежал на слое толщиной около 927 м с более высокой сейсмической скоростью 1200 мс. −1 . Пакет взрывчатки №1, самый дальний от системы сейсмоприемников, привел к более медленному перемещению, чем ожидалось. Это было объяснено наличием кратера Камелот либо за счет взаимодействия с самой структурой кратера, либо за счет того, что кратер привел к тому, что на глубине присутствовал более медленный материал. [2] Удар лунного модуля «Аполлон-17» позволил предположить, что на глубине находится материал с сейсмической скоростью 4000 мс. −1 . Данные об этом ударе потребовали нормализации, поскольку место падения находилось на высоте 1,4 км над местом посадки Аполлона-17. [2]
Интерпретация сейсмических скоростей с другими геологическими взаимосвязями привела к двум основным структурным выводам. Во-первых, два верхних слоя сейсмически различных материалов, вероятно, состояли из потоков базальтовой лавы . Было интерпретировано, что самый сейсмически самый быстрый и, вероятно, самый глубокий слой состоит в основном из брекчии , которая в основном слагает горный материал, окружающий место посадки в долине Аполлона-17. Лабораторные измерения показали, что образец брекчии, взятый Аполлоном-15, имеет сейсмическую скорость, аналогичную скорости 4000 мс. −1 . [2] Пакет экспериментов предусматривал пассивное наблюдение лунных сейсмических событий в период с 15 августа 1976 года по 25 апреля 1977 года. [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Хеффельс, Александра; Кнапмейер, Мартин; Оберст, Юрген; Хаазе, Изабель (1 января 2017 г.). «Повторная оценка данных эксперимента по сейсмическому профилированию Луны Аполлон-17» . Планетарная и космическая наука . 135 : 43–54. Бибкод : 2017P&SS..135...43H . дои : 10.1016/j.pss.2016.11.007 . ISSN 0032-0633 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Ковач, Роберт Л.; Джоэл С., Уоткинс; Талвани, Прадип (1973). «ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ АПОЛЛОНА-17. Глава 10. Эксперимент по сейсмическому профилированию Луны» (PDF) . Узел геонаук НАСА PDS в Вашингтонском университете .
- ^ «Активные сейсмические эксперименты Аполлона-14 и 16 и лунное сейсмическое профилирование Аполлона-17» . Сервер технических отчетов НАСА . 1 апреля 1976 г. с. 88 . Проверено 3 марта 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Мизенер, Кэрролл (15 мая 1972 г.). «Взрывчатка для эксперимента по сейсмическому профилированию Луны» (PDF) . Центр оборонной технической информации . п. 5.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я «Пакет экспериментов на лунной поверхности «Аполлон»: раздаточный материал ознакомительного курса «Аполлон-17 ALSEP (ARRAY E)» . Репозиторий USRA в Хьюстоне . 1972 год . Проверено 3 марта 2023 г.
- ^ Нанн, Кери; Гарсия, Рафаэль Ф.; Накамура, Ёсио; Марусяк, Анжела Г.; Кавамура, Тайчи; Сунь, Даоюань; Маргерин, Людовик; Вебер, Рене; Дрилло, Мелани; Вечорек, Марк А.; Хан, Амир; Ривольдини, Аттилио; Логнонне, Филипп; Чжу, Пейминь (3 июля 2020 г.). «Лунная сейсмология: обзор данных и приборов» . Обзоры космической науки . 216 (5): 89. Бибкод : 2020ССРв..216...89Н . дои : 10.1007/s11214-020-00709-3 . hdl : 20.500.11850/425940 . ISSN 1572-9672 .
| Ракеты-носители | |
|---|---|
| Ракета-носитель компоненты | |
| Космический корабль | |
| Космический корабль компоненты |
|
| Космические костюмы | |
| Лунная поверхность оборудование |
|
| Наземная поддержка | |
| Церемониальный | |
| Связанный | |
