ALSEP

Mérési eredményei:

A rengésmérések fő eszközének nem ez a berendezés, hanem a passzív szeizmométer számított, azonban az csak a véletlenszerű becsapódásokat és a még ritkább holdrengéseket rögzítette, szemben ezzel az eszközzel amely azt az előnyt hordozta, hogy a kutatók pontosan tudták mikor és mekkora rengés várható, hátránya volt viszont, hogy ennek mélységi érzékenysége csak száz méteres nagyságrendű volt. A műszer méréseit a földrengéshullámok terjedési sebességének pontosabb meghatározásához használták fel. Ezek alapján a rengések a holdkéregben 0,1–0,3 km/h sebességgel terjedtek.

Küldetések:

• Apollo–14
• Apollo–16

Mérési eredményei:

A Hold felszíne felett a napszélből származó töltött részecskék ragadnak meg átmenetileg az égitest gyenge gravitációjában. A műszer ennek mérését kapta feladatul, illetve a részecskék mennyiségének időbeli változását, ahogy a Hold hol a Föld mágneses terében tartózkodik, hol elhagyja azt keringése során. A legérdekesebb mérés mégis egy ember létrehozta eseményhez kapcsolódik: a H és J típusú repüléseken a holdkompok felszállófokozatát az űrhajósok anyaűrhajóba átszállását követően távirányítással becsapódtatták a felszínbe és a műszer az Antares becsapódását rögzítette „részecske-jelenségként”. A holdkompban kb. 180 kg-nyi üzemanyagmaradék volt, amely a becsapódás energiájától ionizálódott és a 66 kilométerre a leszállóhelytől történt becsapódásból származó részecskefelhőket, valamint azok 1 km/sec. terjedési sebességüket érzékelte a műszer (és testvérműszerei).

Küldetések:

• Apollo–14

Mérési eredményei:

Az általános közvélekedés axiómaszerűen említi, hogy a Holdnak nincs légköre. Tudományos értelemben azonban ez nem igaz, egy nagyon híg, állandóan változó összetételű légkör mindig övezi a Holdat. A mérések kb. 200 000 molekula/cm³ sűrűségű gázanyagot érzékeltek a felszín felett, amely száztrilliószor ritkább a Föld átlagos légköri sűrűségénél és az egész légkör tömegére 10³ kilogramm adódott (összehasonlításul a földi érték 5*10¹⁸ kg). A légkör eredetéül két forrás szolgál: meteoritbecsapódások során a felszín alól felszabaduló gázok, illetve a napszél részecskéi. Az atmoszféra összetétele nem állandó, hanem állandóan változik és elsősorban nehezebb molekulákból áll, amelyek hónapokig megmaradhatnak a felszín közelében (a könnyebb anyagok, mint például a leggyakrabban előforduló hidrogén és hélium a gyenge gravitációban csak órákig képes megmaradni, elegendő a napsugárzás melege, hogy a szökési sebességhez szükséges mozgási energiát megkapják a könnyű atomok).
A műszer érzékenységére jellemző, hogy akárhányszor jártak az űrhajósok a közelében, az – egyébként hagyományos értelemben véve tökéletesen záró – űrruhákból megszökő gázokat tökéletesen detektálta. A három expedíción is alkalmazott műszerek közül kettő is négy éven keresztül szolgáltatott méréseket.

Küldetések:

• Apollo–12
• Apollo–14
• Apollo–15

Mérési eredményei:

A mérésekkel meg lehetett határozni a rádióizotópok jelenlétét az égitest belsejében, valamint a Hold fejlődéstörténetének hőtani fejezetét. Minden bolygótest belseje melegebb és kifelé csökken a hőmérséklete, ám a belső hőt kisugározza az űrbe. Ezt a hősugárzást akarták a kutatók megmérni, mert ebből lehetett következtetni a belső hőnek fűtőanyagul szolgáló radioaktív anyagok mennyiségére, valamint hogy a lehűlés melyik stádiumában tart a Hold. A mérésekből – az előzetes feltételezéseknek megfelelően – az derült ki, hogy égi kísérőnk sokkal hidegebb belülről, a hőkisugárzás mértéke mindössze 18-24%-a a földi értéknek. Az égitest hőteljesítményét úgy lehetne összegezni, hogy egy a felszínen kijelölt 60x60 méteres területről lehetne egy hagyományos 60 wattos izzó energiaigényét kielégíteni. A mérések azonban elég nagy bizonytalanságú eredményt szolgáltattak, egyrészt természetes, másrészt technikai okokból. A Holdon 14 napig tartó nappal során az érzékelő-szondákat befogadó felső talajréteg, a regolit felmelegszik, majd az ugyancsak 14 napos éjszaka alatt lehűl, a mérési eredményeket ettől a torzító hatásról meg kellett tisztítani. A nagyobb problémát azonban a műszerek sikertelen kihelyezése jelentette. A műszer utazott az Apollo–13-on, ám elégett a földi légkörbe visszatérő Aquariusban, majd az Apollo–15 is magával vitte, de a szondákhoz szükséges lyuk fúrásához rendszeresített fúró konstrukciós hibája miatt a szükséges 2,5 m-es mélység helyett csak 1,5 méterre sikerült lebocsátani az érzékelőket, végül az Apollo–16-on pedig Young parancsnok véletlenül átbotlott a műszer tápkábelén és elszakította azt, teljesen tönkretéve. Egyedül az Apollo-17-en sikerült problémamentesen felállítani a műszert. A mérések a mindössze „másfél” mérőpont miatt azonban nem tekinthetők teljesen megbízhatónak.

Küldetések:

• Apollo–15
• Apollo–16
• Apollo–17

Mérési eredményei:

Az egyetlen expedíción felküldött műszer a korábbi hidegkatódos ionizációmérő (CCIG) és a szupratermális ionkereső (SIDE) szerepét vette át, a két műszert ötvözte egyben. Eredményeit lásd: CCIG és SIDE.

Küldetések:

• Apollo–17

Mérési eredményei

Az évmilliárdokkal korábban leállt vulkanikus tevékenység híján a Hold fő felszínformáló ereje a talajra akadály nélkül lejutó meteoritok és kozmikus porszemcsék zápora. Ez a zápor őrölte púderszerűen finom porrá a holdfelszín legfelső rétegét, létrehozva a regolitot. A Holdra záporozó por elsődleges forrása a kozmikus por és a kisebb meteoritok, másodlagos forrása pedig a nagyobb testek becsapódása során a magasba dobódott és a felszínre akár több száz kilométerrel arrébb visszahulló anyag. A mérések azonban kevés ilyen forrásokból származó anyag becsapódását érzékelték, ehelyett azt a meglepő felfedezést tették, hogy a holdpor lassan vándorol a felszínen.

Küldetések:

• Apollo–17

Mérési eredményei:

A három expedíció által szállított lézertükrök három mérési pontja révén nagy pontossággal – kb. 3 centiméteres hibahatárral – lehetett meghatározni az égitestek távolságát. Ezen mérések alapján a Hold átlagos távolsága 384 400 km-re adódott – 363 104 és 405 696 km-es szélső értékekkel. Ám érdekesebb adatok is származnak a mérésekből: a Hold az árapály jelenség miatt évi 3,8 centiméterrel távolodik a Földtől. További adatokhoz jutottak a tudósok a forgás változásairól is, amely a Hold egyenetlen belső tömegeloszlásának lehet a következménye. A mérések, bár az azok elve egyszerű volt, nem voltak egyszerűen kivitelezhetőek. A lézerfényt használták, mivel az a legfókuszáltabb fény, ám a földfelszínről felbocsátott 1-2 centiméteres átmérőjű lézernyaláb a holdfelszínen már 7 km-es, a visszavert nyaláb pedig a 20 km-es területet fedett le, természetesen jelentősen veszítve az erejéből. Éppen ezért csak nagyméretű távcsövekkel lehet detektálni a visszavert fényt és megmérni a távolságot. Emiatt az első, 100 visszaverő felületből álló tükröt a harmadik példánynál egy 300 visszaverő felületű változatra cserélték, ám a háromszor akkora eszköz meglepetésre nem hozott javulást az érzékelésekben.

Küldetések:

• Apollo–11
• Apollo–14
• Apollo–15

Mérési eredményei:

A fő szeizmológiai műszer nem ez, hanem a PSE volt, ez csak pontosította a méréseket. A mérési eredményeket lásd alább, a PSE leírásánál.

Küldetések:

• Apollo–17

Mérési eredményei:

A mérések teljes eredménytelenséggel jártak, amely – mint később, a földi analízis során kiderült – a műszer tervezési hibájából adódott.

Küldetések:

• Apollo–17

Mérési eredményei: A magnetométeres mérések teljesen más jellegű mágneses mezőt mutattak ki a Holdnál, mint amilyen a Földnél mérhető. A legfontosabb tulajdonság, hogy a Holdnak nincs globális dipól mezeje, csak helyi jellegű mágneses mezők érzékelhetők. A magnetométerrel természetesen azokat a változásokat is mérni lehetett, amelyek a Föld mágneses mezejébe való be- és kilépés hatására jöttek létre. A holdi mágnesség ereje is nagyban különbözik a Földétől: a legerősebb holdi mágneses térerő is százszor kisebb volt, mint a földi értékek.

Küldetések:

• Apollo–12
• Apollo–15
• Apollo–16

Mérési eredményei:

Lényegében az összes expedíció vitt magával egy-egy rengésmérőt, így az egyes – természetes forrásból (a Hold testének belsejében, vagy meteorbecsapódás következtében) kipattant, vagy robbantással kiváltott – rengéseket egyszerre több műszer is érzékelhette, amellyel főként ezek terjedési sebességét lehetett megállapítani, amely viszont kirajzolta az égitest belső szerkezetét. Eszerint a Hold ugyanolyan szerkezetű, mint a Föld, egy vékony kéreg övezi, alatta egy vastagabb köpeny, legbelül pedig a mag található. Az eltérések a két égitest felépítésében elsősorban az arányokban tapasztalhatók. A holdkéreg 60–70 km vastag, a földi kéreg átlagvastagságának háromszorosa (arányaiban pedig tizenháromszorosa), a holdi köpeny több mint 1 200 km vastag, amelyhez képest a Földé ugyan két és félszer vastagabb, ám arányaiban a Hold köpenye majdnem kétszer olyan vastag, mint bolygónké. A mérések egy rendkívül kicsi magot találtak, mindössze 450 km átmérőjű lehet, főként vasból áll.
Mivel a rengések más-más sebességgel terjednek a különböző halmazállapotú és anyagösszetételű rétegekben, ezekre a tulajdonságokra nézve is adatokhoz juthattak a kutatók. Eszerint az olvadt állapot csak a köpeny alsó részében és a magban áll fenn. A köpeny felső rétegének szilárdsága miatt a holdkéreg pedig nem mutat tektonikus tulajdonságokat, lényegében egy tömbben áll az egész. Az egyes héjak anyagösszetételére vonatkozó adatokat is kinyerhetők voltak a terjedési sebesség változásaiból: a kéreg plagioklász ásványokból, a köpeny olivin – elsősorban krizolit – és piroxén ásványokból, míg a mag főként vasból és kénból épül fel.
Magukat a rengéseket elsősorban becsapódások okozták. Az 1977 szeptemberéig terjedő mérési időszakban kb. 1 700 becsapódási eredetű rengést mértek. Ezen kívül csak nagyon kevés „valódi” holdrengést érzékeltek, köszönhetően a teljesen leállt vulkanizmusnak és a tektonikus mozgások hiányának. Ezek a holdrengések legfeljebb a Richter-skálán mért 2-es erősséget érték el és 800–1000 km mélységben keletkeztek, kipattanásuk oka pedig a Föld-Hold rendszer keringésekor keletkező árapály erők keltette feszültség deformáló hatása.

Küldetések:

• Apollo–12
• Apollo–14
• Apollo–15
• Apollo–16

Mérési eredményei: A műszer lényegében megegyezett a későbbi PSE mérőegységekkel (leszámítva az energiaellátás módját), de rendkívül rövid működési idejével nem sikerült komolyabb mérési eredményeket elérni általa.

Küldetések:

• Apollo–11

Mérési eredményei:

A műszer a töltött részecske számláló és a hidegkatódos ionizációmérő testvérműszere volt, a három egységből álló érzékelőrendszer a holdfelszín felett lebegő gázrészecskéket detektálta különböző tulajdonságokat felmérve. A SIDE a töltött részecskék energiáját – terjedési sebességét – és az azokhoz köthető ionforrások meghatározását végezte. A forrásokat – összhangban a másik két berendezés méréseivel – ez a műszer is a napszélben, a becsapódások során a felszín kőzeteiből felszabaduló gázokból és a becsapódtatott Saturn fokozatok és holdkompok kibocsátta gázokban jelölte meg. A természetes forrásokból származó gázfelhők terjedési sebességét 69 km/s-ban sikerült meghatározni, míg a becsapódtatott űrhajórészegységek hatásait sokkal gyengébbnek, mindössze 1-1,5 km/s sebességűnek mérte a berendezés. (A napszél és a becsapódások keltette gázkibocsátás szétválasztását a rengésmérő adatainak felhasználásával tudták elvégezni a kutatók: amikor valamilyen becsapódás keltett rengés után detektált gázrészecske felhőt a SIDE, akkor a becsapódást tekintették forrásnak, amikor nem kísérte szeizmikus tevékenység a gázfelhő áthaladását, akkor azt szoláris eredetűként azonosították a kutatók.)

Küldetések:

• Apollo–12
• Apollo–14
• Apollo–15

Mérési eredményei:

A mérések mindenekelőtt a napszélben utazó részecskék mibenlétére vonatkoztak. Elsősorban nemesgáz izotópokat sikerült csapdába ejteni, olyanokat mint a hélium-3, hélium-4, neon-20, neon-21, neon-22 és argon-36.

Küldetések:

• Apollo–11
• Apollo–12
• Apollo–14
• Apollo–15
• Apollo–16

Mérési eredményei:

A mérések kimutatták, hogy a napszél kb. 95%-ban protonokból és elektronokból áll (nagyjából egyenlő arányban), amelyeket szinte az összes kémiai elemet reprezentáló ionok egészítenek ki. A Hold Föld körüli keringésének nagyjából kétharmadában – amikor az égitest bolygónk mágneses mezején kívül tartózkodott – átlagosan 10-20 részecske/cm³ sűrűségűnek mérték a napszelet, amely 400–650 km/s sebességgel „fújt”. A keringés további egyharmadában (a földi mágneses mezőn belül), a napszél nem volt mérhető. Ugyanakkor detektálható volt egy átmeneti tartomány is a mezőbe be- és kilépéskor, ahol a részecskék sebessége 250–450 km/s értékre csökkent.

Küldetések:

• Apollo–12
• Apollo–15

(A képen Buzz Aldrin helyezi ki a fóliát.)

(A képen Pete Conradot látjuk a művelet közben.)

(A felső képen Alan Bean a második műszercsomagot veszi ki a műszertárolóból.)
(Az alsó képen egy, a holdkompból kirakodott, szállításra váró műszercsomag látható.)

(Itt éppen Bean oldja a plutóniumtartály rekeszét.)

(A képen Alan Bean emeli ki a plutóniumtartályt a holdkompból. A kép előterében, Bean lába mellett látható a generátor, amelynek közepébe kellett a tartályt belecsúsztatni. Az űrhajós háta mögött pedig a mintavételhez és az ALSEP üzembehelyezéséhez szükséges eszközök hordozására szánt HTC – Hand Tool Carrier (kéziszerszám hordozó) látható.)

(A képen Alan Bean az ALSEP központi egységének rádióantennáját emelőrúdként használva súlyzó formájú csomagot képez a műszerekből. Az Apollo–14-nél a szállítási előkészítés a MET-re való, a holdjárós küldetéseknél pedig a Lunar Roverre való felpakolással történt meg.)

(A képen Alan Bean cipeli a „súlyzót”.)

(A képen Pete Conrad kezd neki a szétcsomagolásnak az antennarúd leválasztásával.

(A képen Jim Lovell látható az Apollo–13 ALSEP aktiváló tréningje közben, ahogy a központi állomás felállítását végzi.)

(A képen John Young foglalatoskodik az Apollo–16 ALSEP-jének végső simításaival.)