El Experimento Sísmico Pasivo (PSE) del Apolo 12 fue colocado en la superficie lunar por la misión Apolo 12 como parte del Paquete de Experimentos de Superficie Lunar del Apolo (ALSEP). El PSE fue diseñado para detectar vibraciones e inclinación de la superficie lunar y medir cambios en la gravedad en la ubicación del instrumento. Las vibraciones se deben a fuentes sísmicas internas ( terremotos lunares ) y externas ( meteoritos e impactos de las etapas de ascenso gastadas de S-IVB y LM ). El objetivo principal del experimento era utilizar estos datos para determinar la estructura interna, el estado físico y la actividad tectónica de la Luna. Los objetivos secundarios eran determinar el número y la masa de los meteoritos que golpean la Luna y registrar las deformaciones de la superficie lunar por mareas .
La unidad PSE estaba construida principalmente de berilio y tenía una masa de 11,5 kg, incluido el módulo electrónico y el aislamiento térmico. Estaba alojada en una carcasa en forma de tambor de 23 cm de diámetro y 29 cm de altura. La carcasa era redondeada en la parte inferior y descansaba sobre un taburete nivelador. El PSE constaba de dos subsistemas principales, una unidad de sensores y un módulo electrónico. La unidad de sensores contenía tres sismómetros de período largo (LP) emparejados alineados ortogonalmente en un conjunto triaxial para medir un componente vertical y dos componentes horizontales del movimiento de la superficie. Los sismómetros de componente horizontal eran muy sensibles a la inclinación y se nivelaban con alta precisión por medio de un cardán accionado por motor de dos ejes operado por comando desde tierra. Un tercer motor ajustaba el sismómetro de componente vertical en la dirección vertical. Un cuarto sismómetro de período corto (SP) con un período resonante de 1 segundo medía el movimiento vertical con una sensibilidad máxima de 8 Hz y un rango de respuesta de 0,05 a 20 Hz. El resto del experimento estaba compuesto por una cubierta térmica y un calentador de 2,5 W para el control térmico. La cubierta térmica era de mylar aluminizado que cubría el instrumento y el suelo que rodeaba la base hasta unos 75 cm radialmente. Se montaron un gnomon y un sensor de nivel en la parte superior central de la cubierta. El consumo total de energía variaba entre 4,3 y 7,4 W.
Los sismómetros estaban compuestos por una masa inercial sobre un brazo sensor suspendido por resortes y bisagras, una placa de condensador y un imán amortiguador. Los sismómetros LP podían funcionar en un modo de respuesta plana y en un modo de respuesta de pico. En el modo de respuesta plana, los sismómetros LP tenían un período natural de 15 s. En el modo de respuesta de pico, actuaban como péndulos subamortiguados con un período natural de 2,2 s. La sensibilidad al movimiento del suelo alcanzó un pico agudo a 0,45 Hz en el modo de respuesta de pico con un rango de frecuencia útil de 0,004 a 2 Hz. La sensibilidad máxima se mejoró por un factor de 5,6 en el modo de respuesta de pico, pero la sensibilidad a las señales de baja frecuencia se redujo. Todos los sismómetros podían detectar movimientos del suelo tan pequeños como 0,3 nm. A frecuencias de marea, la aceleración gravitacional se midió monitoreando la corriente de retroalimentación utilizada para centrar la masa del sismómetro. La sensibilidad de los instrumentos fue de 0,008 mgal . Los impactos en la superficie lunar de las etapas de ascenso S-IVB y LM gastadas se utilizaron como fuentes de calibración externa para los sismómetros. La masa y la velocidad conocidas de estas etapas en el momento del impacto en la superficie y las coordenadas del punto de impacto lunar permitieron calcular la energía generada en el momento del impacto y el punto de aplicación de la energía. (Las características de calibración se determinaron midiendo la respuesta del sismómetro a estas fuentes de energía).
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Los sismómetros se desplegaron el 19 de noviembre de 1969 y funcionaron con una ganancia reducida mientras los astronautas estaban en la superficie lunar y se activaron a máxima sensibilidad durante la mayor parte del tiempo después de eso. La estación central de ALSEP estaba ubicada en 3°00′34″S 23°25′29″O / 3.0094, -23.4246 (ALSEP de Apollo 12) . El experimento sísmico pasivo se desplegó a 3 metros al este de la estación central. El sismómetro SP mostró una sensibilidad reducida a niveles de señal bajos después del despliegue. Se notaron perturbaciones sísmicas durante todo el día lunar, pero particularmente cerca del amanecer y el atardecer; se cree que se debieron a la expansión y contracción de la cubierta de mylar y/o el cable a la estación central.
Una vez que los astronautas regresaron al CSM, la etapa de ascenso del LM se liberó y chocó con la Luna. El LM golpeó la superficie lunar a 6.048 km/h y creó un cráter de aproximadamente 9 metros de ancho. Las ondas de choque del impacto sorprendieron a los científicos, ya que la Luna vibró durante más de 55 minutos. Los sismómetros también registraron señales que no se parecían en nada a las recibidas hasta entonces, comenzando con pequeñas ondas que aumentaron de tamaño hasta alcanzar un pico que persistió durante mucho tiempo. Se informó que incluso después de una hora, las reverberaciones más pequeñas aún no se habían detenido.
El Apolo 13 S-IVB con su unidad de instrumentos fue guiado para estrellarse en la superficie lunar el 14 de abril de 1970, proporcionando una señal para el PSE.
La operación transcurrió con normalidad, salvo algunos incidentes menores a lo largo de los años, hasta que el 30 de septiembre de 1977 se ordenó al PSE que permaneciera en estado de alerta como parte del cierre de la estación ALSEP.
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