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Apollo Lunar Surface Experiments Package
matériel d'exploration lunaire De Wikipédia, l'encyclopédie libre
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L’Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP) est un ensemble d'instruments scientifiques installé par les astronautes des six missions du programme Apollo à la surface de la Lune entre 1969 et 1972. La mission Apollo 11 installe une version simplifiée de l'ALSEP : l’Early Apollo Scientific Experiments Package (EASEP).

Ces instruments permettent d'étudier, jusqu'à leur arrêt en 1977, plusieurs caractéristiques de l'atmosphère, du sol et du sous-sol lunaires : sismicité, vent solaire, température, composition de l'atmosphère, champ magnétique, etc.
L'ALSEP est constitué d'un poste central chargé de transmettre les données scientifiques recueillies vers la Terre au Goddard Space Flight Center, de recevoir les instructions et de redistribuer l'énergie électrique fournie par un générateur thermoélectrique à radioisotope (RTG) à un ensemble de quatre à six instruments scientifiques dont la composition varie selon les missions.
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Contexte
Résumé
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Les instruments et les expériences comprises dans l'ALSEP sont sélectionnés en . Les organisations responsables de leur développement et les investigateurs principaux et secondaires sont :
- expérience sismique passive : Massachusetts Institute of Technology, Frank Press ; université Columbia, George Sutton ;
- magnétomètre : NASA Ames Research Center, C. P. Sonett, centre de vol spatial Marshall, Jerry Modisette ;
- vent solaire de moyenne énergie : Jet Propulsion Laboratory, C. W. Snyder et M. M. Neugebauer ;
- détecteur d'ions suprathermiques : université Rice, J. W. Freeman, Jr., centre de vol spatial Marshall, Curt Michel ;
- mesure du flux thermique lunaire : université Columbia, M. Langseth ; université Yale, S. Clark ;
- vent solaire à faible énergie : université Rice, B. J. O'Brien ;
- expérience sismique active : université Stanford, R. L. Kovach ; United States Geological Survey, J. S. Watkins.
L'ALSEP est construit et testé par la société Bendix de Ann Arbor. Les instruments peuvent fonctionner de manière autonome après le départ des astronautes et effectuer des mesures dans l'environnement lunaire sur de longues périodes. Les instruments sont disposés autour du poste central, qui fournit l'énergie électrique grâce à un générateur thermoélectrique à radioisotope (RTG) et transmet les données recueillies à la station de contrôle sur Terre. Le contrôle thermique est réalisé à l'aide de mesures passives (isolants, réflecteurs, protections thermiques) ainsi qu'à l'aide de résistances et de radiateurs.
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Instruments scientifiques ALSEP par mission
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Résultats scientifiques
Résumé
Contexte
Le rapport scientifique final établi par la NASA en 1979 recense un grand nombre de résultats permettant des progrès significatifs dans la connaissance de la Lune.
Les sismomètres passifs ont mis en évidence trois types de secousses sismiques[2] :
- des secousses profondes se produisant avec une très grande régularité (une fois tous les 27 à 28 jours) situées à une profondeur comprise entre 800 et 1 000 km et conséquence d'un phénomène de marée (attraction de la Terre sur la Lune) ;
- des secousses à faible profondeur (moins de 100 km) irrégulières et peu fréquentes (cinq par an) mais libérant beaucoup d'énergie ;
- les secousses découlant de l'arrivée de météorites sur le sol lunaire.
Les données fournies par les sismomètres ont permis aux scientifiques de l'époque d'esquisser une modélisation de la structure interne de la Lune (épaisseur de la croûte, taille du noyau…).
Le magnétomètre a mis en évidence des champs magnétiques locaux faibles compris, selon le lieu, entre 3 × 10−9 et 327 × 10−9 teslas[3].
Les capteurs de températures ont permis de déterminer que la température moyenne du sol oscillait selon les sites entre 207 kelvins (−67 °C) et 216 K et que les températures moyennes maximum du proche sous-sol (entre un et deux mètres de profondeur) était de l'ordre de 250 K[4]. Des estimations de conductivité thermique de la couche superficielle et du sous-sol ainsi qu'une estimation du gradient de température du sous-sol ont été réalisés à partir des données collectées.
Les composants communs
Résumé
Contexte
Toutes les stations ALSEP ont des composants communs.
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Liste des instruments scientifiques
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Liste des missions
Résumé
Contexte
Chaque mission comportait des expériences scientifiques différentes.
Apollo 11 (EASEP)

La mission Apollo 11 n'installa pas un ALSEP complet mais une version simplifiée dite EASEP. Dans la mesure où la sortie extravéhiculaire ne devait durer que 2 h 40, l'équipage n'avait pas assez de temps pour installer un ALSEP complet dont le déploiement demande de une à deux heures.
Apollo 12

Apollo 13

À cause de l'interruption de la mission aucune des expériences ne fut installée.
La boîte contenant le plutonium devant servir de source d'énergie est tombée dans l'océan Pacifique lors du retour de la mission[6].
Apollo 14

Apollo 15

L'antenne articulée était stockée dans la sous-palette. Les instruments de l'ALSEP, la perche de transport et les outils étaient stockés dans le deuxième paquet.
Apollo 16

Apollo 17

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Déroulement de l'installation de l'ALSEP
Résumé
Contexte
L'ALSEP est rangé dans le compartiment réservé aux instruments scientifiques (SEQ) de l'étage de descente du module lunaire Apollo. Les photos suivantes illustrent le déploiement de l'ALSEP d'Apollo 12.
- Pete Conrad ouvre les portes du compartiment SEQ à l'aide de plusieurs sangles passant par des poulies.
- Alan Bean extrait le deuxième paquet du compartiment SEQ. Cela est effectué en partie en utilisant un palan et un système de poulies visible sur la photo. Pour Apollo 17, le système est jugé trop complexe et supprimé. Pour Apollo 11, Buzz Aldrin décide pour économiser du temps de ne pas utiliser le système.
- Le premier paquet extrait par Conrad du compartiment.
- Bean descend le conteneur du combustible pour pouvoir l'insérer dans le RTG.
- Bean commence à retirer le couvercle du conteneur. Il utilise un outil dédié (DRT). Il a déjà préparé le RTG pour l'insertion du combustible et déployé le HTC. Conrad retire la palette inférieure du paquet contenant le RTG.
- Bean jette le couvercle avec l'outil DRT. Aucun des deux n'aura d'utilité par la suite.
- Bean tente d'extraire le combustible de son container avec un outil dédié (le FTT). On peut voir un des outils universels (UHT) qui est toujours attaché au sous-ensemble RTG. Pour la mission Apollo 12, la capsule de plutonium est coincée dans son logement à cause de la dilatation thermique (Bean peut sentir la chaleur malgré ses gants). Conrad frappe sur le container avec un marteau, ce qui permet à Bean d'extraire le combustible. Celui-ci est ensuite inséré dans le RTG.
- Bean attache le RTG à la perche utilisée pour son transport afin de l'amener sur son site d'installation. La perche est réutilisée ensuite comme mât pour l'antenne du poste central.
- L'ALSEP est transporté jusqu'à son site d'installation. Son ombre indique qu'il transporte un paquet avec un des deux outils UHT. (Photo prise par Conrad.)
- Bean transporte l'ALSEP vers son site d'installation.
- Conrad tient la perche de transport dans sa main gauche tandis qu'il met en place l'antenne avec l'outil UHT.
- Jim Lovell s'entrainant pour la mission Apollo 13. Il installe une maquette du poste central. Le poste se déploie grâce à un système de ressorts.
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Arrêt
Les instruments scientifiques étaient contrôlés depuis la Terre. Les stations fonctionnèrent à compter de leur installation jusqu'au , date à laquelle elles furent arrêtées essentiellement pour des raisons budgétaires. Par ailleurs à cette date, la puissance électrique disponible ne permettait plus de faire fonctionner simultanément le système de transmission et les instruments : la puissance électrique produite était pratiquement divisée par trois pour les installations les plus anciennes du fait de l'affaiblissement de la source radioactive[7].
La salle de contrôle de l'ALSEP fut réutilisée pour la réactivation de Skylab.
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Conservation des données scientifiques
Les données transmises par les instruments sont conservées au National Space Science Data Center du Goddard Space Flight Center. En 2003, une grande partie des cassettes sur laquelle les données ont été archivées sont restaurées[8].
Le démarrage du programme Constellation, qui devait relancer l'exploration lunaire, a renouvelé l'intérêt de la NASA pour les données recueillies par les stations ALSEP. On pense qu'une partie de celles-ci n'a pas été archivée à cause de l'interruption brutale du financement du programme scientifique en 1977. Une évaluation du volume d'informations manquantes susceptibles de présenter un intérêt ainsi que de la faisabilité de leur récupération a été lancée en 2008[9].
Notes et références
Voir aussi
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