アポロ12号受動地震実験

アポロ12号受動地震実験

月面のPSE
頭字語	PSE
用途	月面の振動や傾きを検知し、重力の変化を測定する

アポロ12 号パッシブ地震実験装置(PSE) は、アポロ月面実験パッケージ(ALSEP)の一部として、アポロ 12 号ミッションによって月面に設置されました。PSE は、月面の振動と傾きを検​​出し、機器の位置における重力の変化を測定するように設計されました。振動は、内部の地震源 (月震) と外部の地震源 (使用済みのS-IVBおよびLM 上昇段からの隕石と衝突) によるものです。実験の主な目的は、これらのデータを使用して、月の内部構造、物理的状態、地殻活動を決定することでした。副次的な目的は、月に衝突する隕石の数と質量を決定し、月面の 潮汐変形を記録することでした。

PSE ユニットは主にベリリウムで作られており、電子モジュールと断熱材を含めて質量は 11.5 kg でした。直径 23 cm、高さ 29 cm のドラム型の筐体に収められていました。筐体の底部は丸みを帯びており、水平調整台の上に置かれていました。PSE は、センサー ユニットと電子モジュールという 2 つの主要なサブシステムで構成されていました。センサー ユニットには、表面運動の 1 つの垂直成分と 2 つの水平成分を測定するために、3 軸セットで直交配置された 3 つの整合された長周期 (LP) 地震計が含まれていました。水平成分地震計は傾斜に非常に敏感で、地上コマンドによって操作される 2 軸モーター駆動ジンバルによって高精度に水平調整されました。3 つ目のモーターは、垂直成分地震計を垂直方向に調整しました。共振周期が 1 秒の 4 つ目の短周期 (SP) 地震計は、8 Hz のピーク感度と 0.05 ～ 20 Hz の応答範囲で垂直運動を測定しました。実験パッケージの残りは、熱制御用の熱シュラウドと 2.5 W ヒーターで構成されていました。熱シュラウドはアルミニウムマイラーで、機器とベースの周囲の地面を半径方向に約 75 cm まで覆っていました。シュラウドの上部中央には、グノモンとレベル センサーが取り付けられていました。総消費電力は 4.3 ～ 7.4 W でした。

地震計は、バネとヒンジで吊り下げられたセンサーブーム上の慣性質量、コンデンサプレート、および減衰磁石で構成されていました。低圧地震計は、フラット応答モードとピーク応答モードで機能できます。フラット応答モードでは、低圧地震計の固有周期は 15 秒でした。ピーク応答モードでは、固有周期が 2.2 秒の減衰不足の振り子として動作しました。ピーク応答モードでは、地面の動きに対する感度は0.45 Hz で鋭くピークに達し、有効な周波数範囲は 0.004 ～ 2 Hz でした。ピーク応答モードでは最大感度が 5.6 倍に向上しましたが、低周波信号に対する感度は低下しました。すべての地震計は、0.3 nm という小さな地面の動きを検出できました。潮汐周波数では、地震計の質量を中心に配置するために使用されるフィードバック電流を監視することで、重力加速度を測定しました。機器の感度は 0.008 mgalでした。使用済みの S-IVB および LM 上昇段の月面衝突は、地震計の外部較正源として使用されました。表面衝突時のこれらの段の既知の質量と速度、および月面衝突点の座標により、衝突時に生成されたエネルギーとエネルギー適用点を計算することができました。(較正特性は、これらのエネルギー源に対する地震計の応答を測定することによって決定されました。)

地震計は1969年11月19日に設置され、宇宙飛行士が月面にいる間はゲインを下げて動作し、その後はほとんどの時間で最大感度に切り替えられた。ALSEP中央局は、3°00′34″S 23°25′29″W / 3.0094°S 23.4246°W / -3.0094; -23.4246 (アポロ12号ALSEP)に位置していた。受動地震実験は中央局の3メートル東に設置された。SP地震計は、設置後、低信号レベルで感度が低下した。地震による擾乱は月の間中、特に日の出と日の入りの近くで観測され、これはマイラーシュラウドや中央局へのケーブルの伸縮によるものと考えられた。

宇宙飛行士が CSM に戻ると、LM 上昇段が切り離され、月面に衝突しました。LM は時速 6,048 km で月面に衝突し、推定 9 メートルの幅のクレーターを作りました。衝突による衝撃波は科学者を驚かせ、月は 55 分以上振動しました。地震計は、これまで受信したものとはまったく異なる信号も記録しました。最初は小さな波でしたが、次第に大きくなり、ピークに達し、長時間持続しました。1 時間経っても、最も小さな反響がまだ止まっていないと報告されています。

アポロ13 号のS-IVB とその計測ユニットは、1970 年 4 月 14 日に月面に衝突するように誘導され、PSE に信号を送りました。

1977 年 9 月 30 日に ALSEP ステーションのシャットダウンの一環として PSE がスタンバイ状態に命令されるまで、数年間にわたりいくつかの小さなインシデントがあったものの、運用は正常でした。

• 月の地震学
• 月面上の人工物のリスト

この記事には、アメリカ航空宇宙局 のウェブサイトまたは文書からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。

• 「受動地震実験（PSE）」NASA。
• リンゼイ、ハミッシュ (2008)。「アポロ月面実験パッケージ」NASA。

• アポロ12号PSE熱異常最終報告書 グリフィン、J. (1970)