El magnetómetro de superficie lunar ( LSM ) fue un experimento científico lunar cuyo objetivo era proporcionar información sobre el interior de la Luna y cómo su campo magnético latente interactúa con el viento solar . Se desplegó en la Luna como parte de las misiones Apolo 12 , Apolo 14 y Apolo 16 .
Dos satélites orbitales lunares, Luna 10 y Explorer 35 , sentaron las bases para una comprensión práctica del campo magnético de la Luna . Establecieron que la Luna tiene, en el mejor de los casos, poco más que un campo remanente y, en el peor, ningún campo magnético intrínseco. Los instrumentos de esas naves espaciales no eran lo suficientemente sensibles y estaban demasiado lejos de la superficie de la Luna como para distinguir entre estas dos posibilidades. [1] [2] Además de estas dos misiones, se habían realizado análisis en muestras de regolito traídas de la Luna por el Apolo 11. [ 1] Este análisis estableció algunas de las propiedades magnéticas de los materiales de la superficie. [1]
Un experimento con magnetómetro lunar tenía una serie de requisitos que determinaban sus capacidades. El instrumento debía poder funcionar durante la noche lunar , ya que se creía que sería necesario recopilar datos durante una rotación lunar completa. El instrumento también debía poder realizar sus propias autocalibraciones con una cadencia regular para tener en cuenta los amplios rangos de temperatura experimentados durante un largo período de tiempo. [1]
Las principales mediciones magnéticas del instrumento se calcularon a partir de tres cabezales de sensor de magnetómetro de compuerta de flujo Ames , ubicados en el extremo de tres brazos de 100 cm (39 pulgadas), posicionados perpendicularmente entre sí. [1] Cada sensor consta de un núcleo toroidal aplanado hecho de cinta de permalloy colocada dentro de un elemento sensor enrollado. [3] [4] Los sensores podrían ser cardanes por motores, controlados ya sea desde comandos enviados desde la Tierra o desde comandos generados por el Paquete de Experimentos de Superficie Lunar Apolo (ALSEP). [1] Estos sensores estaban controlados térmicamente por termistores que impulsaban el funcionamiento de calentadores de resistencia . La alineación y la medición posicional del instrumento fueron proporcionadas por dos características: los gravímetros a bordo que midieron el ángulo de inclinación del magnetómetro y un reloj de sol o " gráfico de sombras " que permitió a los astronautas tomar una lectura azimutal. [1] Los brazos del sensor se plegaron para facilitar el almacenamiento y reducir la tensión durante el transporte durante el vuelo. Una vez desplegados, los tres sensores estaban situados a 75 cm (30 pulgadas) sobre el suelo en un ángulo de 35 grados respecto a la superficie. [1] [3]
Para poder medir las propiedades magnéticas de la Luna en su conjunto, la ubicación de los instrumentos debería evitar cualquier material de níquel-hierro o de hierro-piedra localizado . Si este material estuviera magnetizado o fuera capaz de producir campos de inducción localizados, esto daría como resultado lecturas incorrectas del campo magnético de toda la Luna. [1]
El magnetómetro recibía su energía de un generador termoeléctrico de radioisótopos de 70 vatios que suministraba energía a una serie de instrumentos ALSEP que permitían que el LSM funcionara tanto de día como de noche. El instrumento utilizaba en promedio 3 vatios de energía. La energía y la conexión al transmisor de radio ALSEP se proporcionaban a través de un cable plano de 15 metros (49 pies). [4]
El primer LSM fue desplegado y activado completamente en la Luna a las 14:40 UTC del 19 de noviembre de 1969 por los astronautas Charles Conrad y Alan Bean , dentro del Oceanus Procellarum . [1] [2] En el sistema de coordenadas selenográficas , el instrumento estaba ubicado a 23,35 O y 2,97 S. El instrumento devolvió las primeras mediciones de un campo magnético intrínseco a la Luna, en lugar de inducido por el viento solar. Los instrumentos detectaron una intensidad de campo de 32-36 nanoteslas que probablemente fue producida principalmente por un cuerpo magnetizado localizado cercano, entre 200 m (660 pies) y 200 km (120 millas) del magnetómetro. [2] [3] Esto se debió a las limitaciones en la fuerza del dipolo magnético lunar debido a las mediciones realizadas simultáneamente por Explorer 35, [3] y la eliminación de otras fuentes artificiales debido a su tamaño. [1] El instrumento probablemente detectó un efecto de campo causado por el flujo hidromagnético del viento solar a su paso por la Luna. [3] [2]
Si bien el instrumento transportado en el Apolo 16 era similar al del Apolo 12, sus sensores fueron mejorados con núcleos de alta estabilidad desarrollados por el Laboratorio de Artillería Naval . [4]