Sonnenwind-Experimente

Sonnenwind-Spektrometer © NASA » Apollo 12 Mit dem Sonnenwind-Spektrometer und dem Sonnenwind-Kollektor wurde die Energieverteilung und die Zusammensetzung des solaren Teilchenstroms gemessen. Von der Sonne geht ein permanenter Strom geladener Teilchen in den Weltraum hinaus. Dieser Sonnenwind erreicht auch die Erde, wird allerdings vom Erdmagnetfeld weitgehend abgelenkt, so dass die Teilchen kaum zum Erdboden gelangen. In den Polregionen der Erde erreichen sie jedoch durchaus die oberen Schichten der Atmosphäre und erzeugen dort Polarlichter. Während der meisten Zeit innerhalb eines Monats befindet sich der Mond außerhalb des Erdmagnetfeldes und der Sonnenwind gelangt bis auf die Mondoberfläche. Um den Sonnenwind zu vermessen, wurden bei verschiedenen Apollo-Missionen zwei unterschiedliche Experimente auf der Mondoberfläche aufgebaut, ein Sonnenwind-Spektrometer und ein Sonnenwind-Kollektor. Das Sonnenwind-Spektrometer wurde bei den Missionen Apollo 12 und Apollo 15 verwendet. Der Sonnenwind besteht aus Ionen der meisten chemischen Elemente. Über 95% der Teilchen sind jedoch je zur Hälfte Protonen und Elektronen. Das Sonnenwind-Spektrometer registrierte den Protonen- und Elektronenfluss und die Geschwindigkeit der Teilchen. Das Spektrometer bestand aus 7 Messvorrichtungen, die in verschiedene Richtungen orientiert waren, so dass man die Richtung des Teilchenflusses feststellen konnte. Erwartungsgemäß war der größte Fluss aus Richtung der Sonne festzustellen. Die Spektrometer blieben nach der Mission auf dem Mond zurück und lieferten weiterhin Daten. Dadurch konnte festgestellt werden, dass der Mond sich für etwa zwei Drittel eines Mondumlaufs außerhalb des Erdmagnetfeldes befindet. Die typische Protonendichte beläuft sich dann auf etwa 10-20 Teilchen pro Kubikzentimeter, wobei die Teilchengeschwindigkeit zwischen 400-650 Kilometer pro Sekunde schwankt. An etwa 5 Tagen eines jeden Monats befindet sich der Mond innerhalb des Erdmagnetfeldes. An diesen Tagen wurden keine Teilchen registriert. Auch während der lunaren Nacht wurden keine Teilchen gemessen, da das Spektrometer durch den Mond vom Sonnenwind abgeschirmt war. Sonnenwind-Kollektor © NASA » Apollo 11 Sonnenwind-Kollektoren zur Messung der Zusammensetzung des Sonnenwindes wurden bei den Missionen Apollo 11, Apollo 12, Apollo 14, Apollo 15 und Apollo 16 aufgebaut. Der Sonnenwind-Kollektor bestand aus einer einfachen 140x30 Zentimeter großen Aluminiumfolie, die an einem Stab in Richtung Sonne aufgehängt war. Bei Apollo 16 wurde auch eine Platinfolie verwendet. Bei den verschiedenen Missionen wurde der Kollektor-Streifen der Sonne unterschiedlich lange ausgesetzt. (77 Minuten bei Apollo 11; 45 Stunden bei Apollo 16). In dieser Zeit lagerten sich die solaren Partikel im Atomgitter der Folie ein. Die Folie wurde dann zur Erde zurückgebracht, wo die chemische Zusammensetzung im Labor untersucht werden konnte. Zwischen den verschiedenen Missionen konnte so auch eine Variation der Zusammensetzung des Sonnenwindes festgestellt werden.