Experimento sobre el entorno lunar con partículas cargadas

El Experimento de Partículas Cargadas para el Entorno Lunar ( CPLEE ), colocado en la superficie lunar por la misión Apolo 14 como parte del Paquete de Experimentos de Superficie Lunar Apolo (ALSEP), fue diseñado para medir los espectros de energía de partículas cargadas de baja energía que golpean la superficie lunar. Midió los flujos de electrones e iones con energías de 40 eV a 20 keV. El propósito principal del experimento fue examinar las partículas de plasma que se originan en el Sol y el flujo de partículas de baja energía en la cola magnética de la Tierra .

El CPLEE tenía una masa de 2,7 kg (6,0 lb), un volumen estibado de 2540 cm cúbicos y utilizaba una potencia de 3,0 W en condiciones normales y 6,0 W por la noche, cuando el calentador de supervivencia estaba encendido. La parte principal de la instrumentación consistía en dos analizadores electrostáticos. Uno de ellos (analizador A) apuntaba hacia la vertical lunar local y el otro (analizador B) a un punto a 60 grados de la vertical hacia el oeste lunar. Ambos detectores tenían campos de visión de 4 x 20 grados; para el analizador A, el eje largo del campo de visión estaba orientado NS, y para el analizador B, EW. Como primera aproximación, se podría considerar que ambos detectores apuntaban en el plano de la eclíptica . Cada analizador constaba de un conjunto de ranuras que definían la dirección, placas deflectoras, cinco multiplicadores de electrones de canal en forma de C de pequeña apertura (1 mm nominal), un multiplicador de electrones de canal helicoidal de gran apertura (8 mm nominal) y 6 acumuladores. Para un voltaje dado aplicado a las placas deflectoras, los cinco multiplicadores de pequeña apertura se dispusieron para contar partículas de una polaridad con energías diferentes, mientras que el multiplicador de gran apertura simultáneamente hacía una medición de banda ancha de partículas de la polaridad opuesta. Durante cada intervalo de 19,2 s en el modo automático de operación del experimento, se aplicaron voltajes de deflexión de cero (dos veces, para el fondo y la calibración) y más y menos 35, 350 y 3500 a las placas deflectoras durante 2,4 s en cada voltaje. Cada analizador haría mediciones durante 1,2 s y transmitiría mientras el otro analizador estaba funcionando. El modo manual, poco utilizado, permitió la aplicación continua de un único voltaje de deflexión, aumentando así la resolución temporal de las partículas en una porción limitada del espectro. Se obtuvieron datos útiles durante cada intervalo de 19,2 s (modo automático) donde, para cada analizador, 1,2 s acumularon recuentos de electrones e iones en 18 ventanas de energía entre 40 eV y 20 keV. Las ventanas que utilizan los 6 detectores a 35 V están centradas aproximadamente en 40, 50, 65, 70, 95 y 200 eV, las ventanas a 350 V son 10x y a 3500 V son 100x de estos valores. Una cubierta antipolvo con una fuente radiactiva de 63Ni en la parte inferior sobre cada abertura para calibración protegió el instrumento.

El instrumento fue diseñado por el profesor australiano Brian J. O'Brien , que era profesor del Departamento de Ciencias Espaciales de la Universidad Rice. Después de dejar la Universidad Rice en 1968, su estudiante de postdoctorado David L. Reasoner (PhD, 1968) se hizo cargo del trabajo de investigador principal del instrumento y de su análisis de datos. Dos estudiantes de la Universidad Rice obtuvieron su doctorado analizando datos de CPLEE: Frederick J. Rich (PhD, 1973) y Patricia H. Reiff (PhD, 1975).

La estación central de ALSEP estaba situada en 3°38′38″S 17°28′39″O / 3.6440, -17.4775 (Apollo 14 ALSEP) . El experimento de partículas cargadas del entorno lunar se desplegó aproximadamente a 3 metros al noreste de la estación central. La nivelación a 1,7 grados, con la inclinación hacia el este, se logró con un nivel de burbuja y la alineación este-oeste con una precisión de 1 grado con una brújula solar. El instrumento se desplegó aproximadamente a las 18:00 UT del 5 de febrero de 1971 y se puso en marcha a las 19:00 UT durante 5 minutos de pruebas funcionales. Se llevó a cabo un procedimiento de verificación el 6 de febrero de 4:00 a 6:10 UT. Tras el ascenso del LM el 6 de febrero a las 18:49 UT, se ordenó retirar la cubierta antipolvo a las 19:30 UT.

El experimento funcionó con normalidad desde su despliegue hasta el 8 de abril de 1971, cuando falló la fuente de alimentación del analizador que apuntaba en dirección contraria a la vertical lunar (analizador B). El otro analizador continuó funcionando con normalidad hasta el 6 de junio de 1971, cuando se produjo un fallo parcial de la fuente de alimentación. El funcionamiento de este analizador fue intermitente durante el resto de 1971. Durante la mayor parte de 1972, el funcionamiento fue continuo durante la noche lunar e intermitente durante el día lunar porque las altas temperaturas causaron una condición de bajo voltaje en la fuente de alimentación. Desde diciembre de 1972 hasta febrero de 1973, el funcionamiento fue continuo, momento a partir del cual volvieron a producirse problemas de voltaje. La señal de la estación central del Apolo 14 se perdió el 1 de marzo de 1975 y se recuperó el 5 de marzo. La pérdida y recuperación de la señal se produjo esporádicamente hasta la finalización del experimento ALSEP. En 1976 se produjeron recuperaciones de pérdidas entre el 18 de enero y el 19 de febrero, el 17 de marzo y el 20 de mayo, el 8 y el 10 de junio, el 9 de octubre y el 12 de noviembre, y en 1977 entre el 30 de julio y el 4 de agosto. El experimento CPLEE se encontraba en modo de espera cuando se apagaron las estaciones ALSEP el 30 de septiembre de 1977.

• Selenografía
• Lista de objetos artificiales en la Luna

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• "Experimento sobre el entorno lunar con partículas cargadas (CPLEE)". NASA .

• Datos de CPLEE de la NASA