Akademia Górniczo Hutnicza

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

Praca dyplomowa
Geofizyka Stosowana

Badania geofizyczne w trakcie załogowej eksploracji Księżyca w ramach programu Apollo.

Mateusz Matt Harasymczuk

Promotor pracy
Prof. dr hab. inż. Kaja Pietsch

2.20. Surface Electrical Properties Experiment (SEP)

Tab. 25. Surface Electrical Properties Experiment (SEP)

Ośrodek badawczy

Massachusetts Institute of Technology, USA

Misje

Apollo 17

Nazwa eksperymentu (j. ang.)

Surface Electrical Properties Experiment

Nazwa eksperymentu (j. pol.)

Pomiar właściwości elektrycznych powierzchni Księżyca

Dziedzina

Elektromagnetyzm

2.20.1. Przedmiot badania

Surface Electrical Properties Experiment (SEP) wykonano aby określić przewodność elektromagnetyczną, absorpcję i charakterystykę odbicia powierzchni Księżyca oraz warstw przypowierzchniowych w celu późniejszego wytworzenia modelu geologicznego górnych warstw skorupy księżyca.

Częstotliwości fali generowanej przez transmiter pozwalały na określenie właściwości obiektów podpowierzchniowych. Obecność wody powoduje zmianę przewodności elektrycznej wynoszącą kilka rzędów wielkości. Wszelkie ślady wody zostały by wykryte.

2.20.2. Materiały i metody

../_images/SEP-transmitter.jpg

Ryc. 34. Zdjęcie przedstawia nadajnik Surface Electrical Properties Experiment (SEP). Astronauta Jack Schmitt jest w trakcie schylania się w celu otworzenia trójdzielnego zestawu paneli fotowoltaicznych, które generują zasilanie dla SEP. Transmiter jest zlokalizowany na przecięciu śladów łazika LRV, które Gene Cernan pozostawił przed rozłożeniem eksperymentu. Na zdjęciu widać połączenie kablowe anteny w kierunku południowym (górna lewa strona), wschodnim (dolna lewa strona) i znów na południowym (dolne prawa strona). Zdjęcie jest częścią panoramy stworzonej przez David Nathan, której części astronauta Cernan wykonał podczas rozstawiania eksperymentu. Zdjęcie przedstawia również zastosowanie srebrnej taśmy (ang. duct tape) użytej przez załogę w celu przytrzymania otwartych paneli słonecznych. Źródło: NASA/AS17-134-20438 [Lin08].

../_images/SEP-receiver.jpg

Ryc. 35. Zdjęcie przedstawia odbiornik Surface Electrical Properties Experiment (SEP) zamontowany na tyle siedzenia LMP zamontowanego na łaziku LRV. Źródło: NASA/AS17-135-20543 [Lin08].

Eksperyment Surface Electrical Properties Experiment (SEP) składał się z wieloczęstotliwościowej transmitującej anteny rozłożonej w pobliżu lądownika księżycowego LM i przenośnej szerokopasmowej wzajemnie ortogonalnej anteny odbiorczej z odzyskiwalnym rejestratorem znajdującej się na LRV [Jon95].

Transmiter wytwarzał falę ciągłą na częstotliwościach 1; 2,2; 4; 8,1; 16 i 32.1 MHz [Jon95].

2.20.3. Przebieg eksperymentu

W trakcie eksploracji powierzchni podczas postojów łazika transmitowano sygnał elektryczny przez regolit księżycowy. Pomiar był rejestrowany na urządzeniu zamontowanym na łaziku LRV. Porównanie sygnału transmitowanego oraz odbieranego pozwoliły na wyznaczenie właściwości elektrycznych regolitu. Informacja ta miała potwierdzić analizę wykonaną z orbity za pomocą Bistatic Radar and Lunar Sounder Experiments.

Astronauci przetransportowali i rozstawili transmiter około 100 m od lądownika LM a następnie ustawili anteny. Odbiornik i rejestrator umieszczono na LRV. Zespół określał położenie łazika w odniesieniu do transmitera za każdym razem, gdy zatrzymywano się aby dokonać pomiaru. W celu określenia dystansu zliczano ilość obrotów kół. Różnica pomiędzy liczbą obrotów prawego i lewego koła pozwalała na wyliczenie azymutu.

Po dokonaniu pomiarów i powrocie do punktu startowego astronauci wymontowali rejestrator i zabrali na Ziemię w celu analizy danych.

2.20.4. Rezultaty

Eksperyment pozwolił na określenie warstw, poszukiwanie złóż wody podpowierzchniowej i pomiar właściwości in situ jako funkcji głębokości. Wybrany zakres częstotliwości pozwalał na określenie powyższych cech dla głębokości od kilku metrów do kilku kilometrów [Jon95].

Ponadto wykazano, że górne 2 km skorupy Księżyca są ekstremalnie wysuszone, co jest spójne z pomiarami składu skał księżycowych.

Elementy elektroniczne i rejestrator zostały ukryte w obudowie zaprojektowanej w celu ochrony termicznej. Niesprawność spoiwa na tylnej stronie rzepu, który przytrzymywał osłonę zamkniętą spowodował przegrzanie urządzenia, co znacząco wpłynęło na ilość użytecznych danych zebranych w trakcie eksperymentu [Jon95].