Эксперимент с детектором надтепловых ионов
 Эксперимент с детектором надтепловых ионов (справа) и эксперимент с датчиком холодного катода (слева) на Аполлоне-15 | |
| Акроним | СТОРОНА |
|---|---|
| Известные эксперименты | Аполлон 12, 14 и 15 |
| Производитель | Бендикс Корпорация |
Эксперимент по детектору надтепловых ионов (SIDE) — лунный научный эксперимент, впервые проведенный астронавтами на поверхности Луны в 1969 году в рамках миссии «Аполлон-12» , а затем летавший на кораблях «Аполлон-14» и «Аполлон-15» . [1] Целью SIDE было изучение любой потенциальной лунной ионосферы и солнечного ветра . [2]
Фон
[ редактировать ]Идея посадки на Луну детектора положительных ионов была впервые предложена отделом лунной науки Управления программы пилотируемых космических исследований НАСА в 1964 году. Если бы, как предполагалось, на Луне не было какой-либо головной ударной волны и ограниченной атмосферы, то " дневные» измерения в основном коррелируют с невозмущенным солнечным ветром. Однако во время лунной ночи считалось, что из-за наличия либо ударных ветвей, либо турбулентного потока солнечного ветра измерения детектором положительных ионов не будут просто относиться к невозмущенному солнечному ветру. [2] Хотя эксперименты по оценке неионизированных газов были бы предпочтительнее для анализа атмосферы Луны, детекторы ионов и ионные спектрометры были более зрелыми технологиями. [3]
Были опасения, что Лунный модуль может выпустить из выхлопных газов двигателя достаточно газа, чтобы составить 5% всей потенциальной атмосферы Луны, и испортить любые результаты эксперимента. [3]
Инструмент
[ редактировать ]SIDE состоит из двух детекторов положительных ионов, масс-анализатора и детектора общих ионов, расположенных рядом параллельно. Целью эксперимента было получение спектров массы на единицу заряда положительных ионов, присутствующих вблизи поверхности Луны. [4] Чтобы смягчить любые возможные последствия наличия у лунного реголита электрического потенциала, который может повлиять на обнаружение ионов низкой энергии, прибор будет располагаться на вершине проволочного экрана, который будет применять различные заряды для противодействия любому потенциальному поверхностному напряжению. [4]
В корпусе SIDE также размещалась электроника для эксперимента с датчиком холодного катода (CCGE). [5] Цепи управления и контроля SIDE также поддерживали CCGE. [6] CCGE был отделен от SIDE кабелем длиной 1 метр (3,3 фута). [6]
Наука
[ редактировать ]В ходе эксперимента были обнаружены доказательства того, что ударная волна в конечностях породила большое облако горячих электронов солнечного ветра. SIDE также обнаружила, что атмосферные ионы ускоряются солнечным ветром и будут повторно имплантированы на терминаторе . Дневные наблюдения за лунной атмосферой были затруднены из-за сильно изменчивого солнечного ветра и потока крайнего ультрафиолета . [7]
В то время как дневной электрический потенциал поверхности Луны составлял +10 В, на закате и восходе солнца он становился -100 В, а ночью -250 В. [7] Все развернутые приборы будут регулярно обнаруживать выхлопные газы из двигателей спуска и подъема лунного модуля, в том числе когда ступень подъема лунного модуля «Аполлон-14» пролетала над посадочной площадкой «Аполлона-12» на высоте 28 километров (17 миль). [7] [8]
Земли Инструмент SIDE сыграл ключевую роль в выявлении нового режима плазмы в долях хвоста магнитосферы , состоящего в основном из низкоэнергетической плазмы. Эта плазма состояла в основном из протонов и ионизированных атомарных кислорода и азота, вероятно, полученных из атмосферы Земли . [7]
Лунная вода
[ редактировать ]Прибор «Аполлон-14 SIDE» предоставил первый сигнал, указывающий на наличие водяного пара на Луне. [9] Нельзя исключать искусственное происхождение лунного модуля Аполлона-14. Сила и постоянство явления предполагали, что это не было результатом заражения. [7] Авторы первоначального исследования позже вернулись к нему и предположили, что существовали и другие возможные источники и механизмы захвата и выделения водяного пара на этапе подъема Аполлона-14. [8] Хотя происхождение воды, обнаруженной Аполлоном-14, остается спорным, присутствие воды на Луне было подтверждено прямыми наблюдениями Стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии. [10] и прибор Moon Mineralogy Mapper на борту Chandrayaan-1 . [11] [12] Исследование образцов лунных пород в 2008 году выявило наличие молекул воды, запертых в шариках вулканического стекла. [13] Аналогичное исследование показало, как процессы, вызванные солнечным ветром на Луне, могут унести его на поверхность Луны. [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Пакет экспериментов на лунной поверхности «Аполлон» - эксперимент с детектором надтепловых ионов , (1975) Заключительный отчет по контракту НАСА NAS9-5911 , Университет Райса
- ^ Jump up to: а б Описание экспериментов SIDE/CCGE для ALSEP (1966), Р.М. Маги
- ^ Jump up to: а б НОН (01.06.1965). Отчет групп планирования по лунной научной программе «Аполлон». Часть 1: Резюме . НАСА.
- ^ Jump up to: а б «Предварительный научный отчет Аполлона-12» . History.nasa.gov . Проверено 20 декабря 2023 г.
- ^ Джонсон, Ф.С.; Эванс, Делавэр (12 марта 1974 г.), Заключительный отчет об эксперименте с датчиком с холодным катодом (PDF) , получено 17 декабря 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Предварительный научный отчет Аполлона-12» . History.nasa.gov . Проверено 17 декабря 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Бейтс, Джеймс Р.; Лодердейл, WW; Кернаган, Гарольд (1979). Отчет о прекращении деятельности ALSEP . НАСА.
- ^ Jump up to: а б Фриман, Дж.В.; Хиллз, Гонконг (1991). «Еще раз о событии водяного пара на лунной поверхности Аполлона» . Письма о геофизических исследованиях . 18 (11): 2109–2112. Бибкод : 1991GeoRL..18.2109F . дои : 10.1029/91GL02625 . ISSN 0094-8276 .
- ^ Фриман, Дж.В.; Хиллз, Гонконг; Линдеман, РА; Вондрак, Р.Р. (1 марта 1973 г.). «Наблюдения ионов водяного пара на поверхности Луны» . Луна . 8 (1): 115–128. Бибкод : 1973Луна....8..115F . дои : 10.1007/BF00562753 . ISSN 1573-0794 . S2CID 121151301 .
- ^ Готаме, Р.Ц. «Впервые СОФИЯ обнаружила прямое молекулярное отложение воды на освещенной Солнцем Луне» . Лента по физике . Проверено 20 декабря 2023 г.
- ^ «Лед подтвержден на полюсах Луны» . Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) . Проверено 13 апреля 2023 г.
- ^ Вода на Луне: Прямые доказательства, полученные с помощью лунного зонда Чандраяан-1 . Опубликовано 07.04.2010.
- ^ Луна однажды укрывала воду, Шоу шариков лунной лавы , Scientific American , 9 июля 2008 г.
- ^ Хэ, Хуйцунь, Цзян, Юэ; Ху, Линь, Янтин; Ли, Жуйин; Тянь, Хэнцы; Ли, Цзиньхуа (апрель 2023 г.). «Водоемный резервуар на Луне, созданный ударными стеклянными шариками» . Nature Geoscience . 16 (4): 294–300 . ; Тартез, Ромен; Гу, Ликсин .16 . : 10.1038 . ISSN 1752-0908 ..294H / s41561-023-01159-6
