ALSEP - Définition et Explications

Introduction

Station ALSEP de la mission Apollo 16.

L'Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP) est un ensemble d'instruments scientifiques installé par les astronautes des six missions du programme Apollo (Le programme Apollo est le programme spatial de la NASA mené durant la période 1961 – 1975 qui a permis aux États-Unis...) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure,...) de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de...) entre 1969 et 1972. La mission Apollo 11 (Apollo 11 est la première mission spatiale à avoir conduit un homme sur la Lune. C'est la troisième mission habitée à avoir approché la Lune, après Apollo 8 et Apollo 10, et la cinquième...) installa une version simplifiée de l'ALSEP : l'Early Apollo Scientific Experiments Package (EASEP).

Ces instruments ont permis d'étudier, jusqu'à leur arrêt en 1977, plusieurs caractéristiques de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), du sol et du sous-sol lunaire : sismicité, vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les...), température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux...), composition de l'atmosphère, champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par...), etc.

L'ALSEP (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...) est constitué d'un poste central chargé de transmettre les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) scientifiques recueillies vers la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et...) au Goddard Space Flight Center, recevoir les instructions et redistribuer l'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est proportionnel à la quantité...) fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un...) par un générateur thermoélectrique à radioisotope (Un générateur thermoélectrique à radioisotope, (en anglais RTG : Radioisotope thermoelectric generator) est un générateur électrique de conception simple, créant de l'énergie électrique par désintégration...) (RTG) à un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) de quatre à six instruments scientifiques dont la composition a varié selon les missions.

Contexte

Les instruments et les expériences comprises dans l'ASLEP sont sélectionnés en février 1966. Les organisations responsables de leur développement et les investigateurs principaux et secondaires sont :

  • Expérience sismique passive : Massachusetts Institute of Technology, Frank Press; université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Columbia, George Sutton.
  • Magnétomètre : NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...) Ames Research Center (Le Ames Research Center est situé à Moffett Field, en Californie au cœur de la « Silicon Valley ».), C. P. Sonett, centre de vol spatial (Constantin Tsiolkovski (1857-1935) est considéré comme le père du vol spatial. Dès la fin du XIXe siècle, il décrit les technologies nécessaires pour aller dans l'espace (notamment les moteurs-fusées) et lancera...) Marshall, Jerry Modisette.
  • Vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les phénomènes...) solaire de moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de...) énergie : Jet Propulsion Laboratory (Le Jet Propulsion Laboratory (JPL), basé à Pasadena aux États-Unis, est une joint-venture entre la NASA et le Caltech qui est chargé de la construction et de la supervision des vols non-habités de la NASA.), C. W. Snyder and M. M. Neugebauer.
  • Détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été spécifiquement conçu.) d'ions suprathermiques : université Rice, J. W. Freeman, Jr., centre de vol spatial Marshall, Curt Michel.
  • Mesure du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et...) 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 (La Leland Stanford Junior University, plus connue sous le nom d'université Stanford, est l'une des plus prestigieuses universités américaines. Située au cœur de la Silicon Valley, séparée...), R. L. Kovach; United States (Le United States est un paquebot construit en 1952 ; il est le plus grand jamais construit aux États-Unis, et toujours le plus rapide à ce jour.) 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 (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) sur de longues périodes. Les instruments sont disposés autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) du poste central qui fournit l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) électrique grâce à un générateur thermoélectrique à radioisotope (Les radioisotopes, radionucléides ou radioéléments, contraction de radioactivité et d'isotope, sont des atomes dont le noyau est instable et...) (RTG) et transmet les données recueillies à la station de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) 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.

Résultats scientifiques

Le rapport scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) final établi par la NASA en 1979 recense un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de résultats permettant des progrès significatifs dans la connaissance de la Lune.

Les sismomètres passifs ont mis en évidence trois types de secousses sismiques :

  1. des secousses profondes se produisant avec une très grande régularité (1 fois tous les 27/28 jours) situées à une profondeur comprise entre 800 et 1000 km et conséquence d'un phénomènes de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans causé par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil.) (attraction de la Terre sur la Lune) ;
  2. des secousses à faible profondeur (moins de 100 km) irrégulières et peu fréquentes (5 par an) mais libérant beaucoup d'énergie ;
  3. 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 (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme d'études...) de la Lune (épaisseur de la croûte, taille du noyau...).

Le magnétomètre (Un magnétomètre est un appareil qui sert à mesurer l'aimantation d'un système. Il en existe différents types, basés sur des principes physiques différents. Les principaux sont:) a mis en évidence des champs magnétiques locaux faibles compris, selon le lieu, entre 3×10-9 et 327×10-9 teslas.

Les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) de températures ont permis de déterminer que la température moyenne du sol oscillait selon les sites entre 207 kelvin (-67 °C) et 216 K et que les températures moyennes maximum du proche sous-sol (entre 1 et 2 mètres de profondeur) était de l'ordre de 250 K. Des estimations de conductivité thermique (La conductivité thermique est une grandeur physique caractérisant le comportement des matériaux lors du transfert de chaleur par conduction. Cette constante apparaît par exemple dans la...) 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.

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