ALSEP - Définition

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 à la surface de la Lune entre 1969 et 1972. La mission Apollo 11 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, du sol et du sous-sol lunaire : sismicité, vent solaire, température, composition de l'atmosphère, champ magnétique, etc.

L'ALSEP est constitué d'un poste central chargé de transmettre les données scientifiques recueillies vers la Terre au Goddard Space Flight Center, recevoir les instructions et redistribuer l'énergie électrique fourni par un générateur thermoélectrique à radioisotope (RTG) à un ensemble 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 Columbia, George Sutton.
• Magnétomètre : NASA Ames Research Center, C. P. Sonett, centre de vol spatial Marshall, Jerry Modisette.
• Vent solaire de moyenne énergie : Jet Propulsion Laboratory, C. W. Snyder and M. M. Neugebauer.
• Détecteur d'ions suprathermiques : université Rice, J. W. Freeman, Jr., centre de vol spatial Marshall, Curt Michel.
• Mesure du flux thermique 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, R. L. Kovach; United States 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 lunaire sur de longues périodes. Les instruments sont disposés autour du poste central qui fournit l'énergie électrique grâce à un générateur thermoélectrique à radioisotope (RTG) et transmet les données recueillies à la station de contrôle 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 final établi par la NASA en 1979 recense un grand nombre 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 (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 de la Lune (épaisseur de la croûte, taille du noyau...).

Le magnétomètre a mis en évidence des champs magnétiques locaux faibles compris, selon le lieu, entre 3×10^-9 et 327×10^-9 teslas.

Les capteurs 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 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.