Experimento con detector de iones supratérmico
Parte del Paquete de Experimentos de Superficie Lunar del Apolo (ALSEP)
Experimento con detector de iones supratérmico
Experimento de detector de iones supratérmicos (derecha) con experimento de calibre de cátodo frío (izquierda) en el Apolo 15
AcrónimoLADO
Experimentos notablesApolo 12, 14 y 15
FabricanteCorporación Bendix

El Experimento del Detector de Iones Supratérmicos (SIDE) fue un experimento científico lunar , implementado por primera vez por astronautas en la superficie lunar en 1969 como parte del Apolo 12 , y luego volando en el Apolo 14 y el Apolo 15. [1] El objetivo del SIDE era estudiar cualquier ionosfera lunar potencial y el viento solar . [2]

Fondo

La idea de aterrizar un detector de iones positivos en la Luna fue propuesta por primera vez por la rama de ciencia lunar de la Oficina del Programa de Ciencia Espacial Tripulada de la NASA en 1964. Si, como se suponía, la Luna no tenía ningún tipo de onda de choque y una atmósfera limitada, entonces las mediciones "diurnas" se correlacionarían principalmente con el viento solar no perturbado. Sin embargo, durante la noche lunar se creía que debido a la presencia de las extremidades de choque o del flujo turbulento del viento solar, las mediciones de un detector de iones positivos no serían simplemente del viento solar no perturbado. [2] Si bien los experimentos para evaluar los gases no ionizados serían preferibles para analizar la atmósfera de la Luna, los detectores de iones y los espectrómetros de iones eran tecnologías más maduras. [3]

Se temía que el módulo lunar pudiera liberar suficiente gas de su motor como para constituir el 5% de toda la atmósfera potencial de la Luna y contaminar cualquier resultado del experimento. [3]

Instrumento

SIDE consta de dos detectores de iones positivos, un analizador de masas y un detector de iones totales, ubicados uno al lado del otro en una disposición paralela. El objetivo del experimento era proporcionar espectros de masa por unidad de carga de los iones positivos presentes cerca de la superficie de la Luna. [4] Para mitigar cualquier posible efecto del potencial eléctrico del regolito de la Luna que pudiera afectar la detección de iones de baja energía, el instrumento se colocaría sobre una pantalla de alambre que aplicaría una variedad de cargas para contrarrestar cualquier voltaje superficial potencial. [4]

La carcasa del SIDE también albergaba la electrónica para el experimento de calibre de cátodo frío (CCGE). [5] Los circuitos de mando y control del SIDE también respaldaban al CCGE. [6] El CCGE estaba separado del SIDE por un cable de 1 metro de largo (3,3 pies). [6]

Ciencia

El experimento encontró evidencia de que el choque de las extremidades generó una gran nube de electrones calientes del viento solar. SIDE también descubrió que los iones atmosféricos fueron acelerados por el viento solar y serían reimplantados en el terminador . Las observaciones diurnas de la atmósfera lunar se vieron dificultadas por el flujo altamente variable del viento solar y del ultravioleta extremo . [7]

Mientras que el potencial eléctrico de la superficie lunar durante el día era de +10 V, este se convertía en -100 V al atardecer y al amanecer, y en -250 V por la noche. [7] Todos los instrumentos desplegados detectarían regularmente los gases de escape de los motores de descenso y ascenso del módulo lunar, incluso cuando la etapa de ascenso del módulo lunar Apolo 14 sobrevoló el lugar de aterrizaje del Apolo 12 a una altitud de 28 kilómetros (17 millas). [7] [8]

El instrumento SIDE fue clave para identificar un nuevo régimen de plasma en los lóbulos de la cola magnética de la Tierra , compuesto principalmente de plasma de baja energía. Este plasma estaba compuesto principalmente de protones y oxígeno y nitrógeno atómicos ionizados, probablemente derivados de la atmósfera terrestre . [7]

Agua lunar

El instrumento SIDE del Apolo 14 proporcionó la primera señal que sugirió la presencia de vapor de agua en la Luna. [9] No se pudo descartar un origen artificial del módulo lunar del Apolo 14. La fuerza y ​​persistencia del evento sugirieron que no fue el resultado de la contaminación. [7] Los autores del estudio original revisaron más tarde y postularon que había otras posibles fuentes y mecanismos para el arrastre y liberación de vapor de agua desde la etapa de ascenso del Apolo 14. [8] Si bien los orígenes del agua detectada por el Apolo 14 siguen siendo objeto de disputa, la presencia de agua en la Luna ha sido confirmada mediante la observación directa del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja [10] y el instrumento Moon Mineralogy Mapper a bordo del Chandrayaan-1 . [11] [12] Un estudio de 2008 de muestras de rocas lunares reveló evidencia de moléculas de agua atrapadas en perlas de vidrio volcánico. [13] Un estudio similar mostró cómo los procesos impulsados ​​por el viento solar de la Luna podrían arrastrar esto en la superficie de la Luna. [14]

Referencias

  1. ^ El paquete experimental de la superficie lunar del Apolo: experimento con detector de iones supratérmicos, (1975) Informe final sobre el contrato NAS9-5911 de la NASA , Universidad Rice
  2. ^ ab Descripción de los experimentos SIDE/CCGE para ALSEP (1966), RM Magee
  3. ^ ab NON (1 de junio de 1965). Informe de los equipos de planificación del programa científico lunar Apolo. Parte 1: Resumen. NASA.
  4. ^ ab "Informe preliminar científico del Apolo 12". history.nasa.gov . Consultado el 20 de diciembre de 2023 .
  5. ^ Johnson, FS; Evans, DE (12 de marzo de 1974), Informe final del experimento de calibre de cátodo frío (PDF) , consultado el 17 de diciembre de 2023
  6. ^ ab "Informe preliminar científico del Apolo 12". history.nasa.gov . Consultado el 17 de diciembre de 2023 .
  7. ^ abcde Bates, James R.; Lauderdale, WW; Kernaghan, Harold (1979). Informe de terminación de la ALSEP. NASA.
  8. ^ ab Freeman, JW; Hills, HK (1991). "Revisitando el evento de vapor de agua en la superficie lunar del Apolo". Geophysical Research Letters . 18 (11): 2109–2112. Código Bibliográfico :1991GeoRL..18.2109F. doi :10.1029/91GL02625. ISSN  0094-8276.
  9. ^ Freeman, JW; Hills, HK; Lindeman, RA; Vondrak, RR (1973-03-01). "Observaciones de iones de vapor de agua en la superficie lunar" . La Luna . 8 (1): 115–128. Bibcode :1973Moon....8..115F. doi :10.1007/BF00562753. ISSN  1573-0794. S2CID  121151301.
  10. ^ Gotame, RC "Por primera vez, SOFIA ha detectado un depósito molecular de agua directo en la Luna iluminada por el Sol". Feed de Física . Consultado el 20 de diciembre de 2023 .
  11. ^ "Confirman la presencia de hielo en los polos lunares". Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA . Consultado el 13 de abril de 2023 .
  12. ^ Agua en la Luna: evidencia directa de la sonda de impacto lunar Chandrayaan-1. Publicado el 7 de abril de 2010.
  13. ^ La Luna alguna vez albergó agua, muestran cuentas de lava lunar, Scientific American , 9 de julio de 2008
  14. ^ Él, Huicun; Ji, Jianglong; Zhang, Yue; Hu, Sen; Lin, Yangting; Hui, Hejiu; Hao, Jialong; Li, Ruiying; Yang, Wei; Tian, ​​Hengci; Zhang, Chi; Anand, Mahesh; Tartèse, Romain; Gu, Lixin; Li, Jinhua (abril de 2023). "Un depósito de agua derivado del viento solar en la Luna alojado en perlas de vidrio de impacto". Geociencia de la naturaleza . 16 (4): 294–300. Código Bib : 2023NatGe..16..294H. doi : 10.1038/s41561-023-01159-6 . ISSN  1752-0908. S2CID  257787341.
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