Passive Seismometer-Experimente

ALSEP/Geophone © NASA/JSC » Apollo 17 Seismometer registrieren Bodenbewegungen, die von Beben und anderen seismischen Wellen verursacht werden. Mit den Passiven Seismometer-Experimenten wurden "natürliche" Ereignisse, wie Mondbeben oder Meteoriteneinschläge, untersucht. Mit einem Netzwerk von Seismometern lassen sich Ort und Zeitpunkt seismischer Ereignisse bestimmen. Schon bei der ersten Mondlandung der Apollo 11 Mission haben die Astronauten auf dem Mond ein Seismometer aufgestellt, das allerdings nur etwa 3 Wochen lang funktionsfähig war. Weitere empfindlichere Seismometer mit sehr viel längerer Funktionszeit wurden im Rahmen der Missionen Apollo 12, Apollo 14, Apollo 15 und Apollo 16 weit verteilt auf der Mondoberfläche aufgebaut. Jedes dieser Geräte registrierte alle drei möglichen Bewegungsrichtungen des Bodens: auf-ab, Nord-Süd und Ost-West. Das Seismometer-Netzwerk der Apollo Missionen lieferte Daten bis zum September 1977. Seismische Experimente © NASA » Apollo 11 Was sagt die Bewegung der Oberfläche eines Planeten oder Mondes über dessen inneren Aufbau aus? Wenn ein seismisches Ereignis, das kann ein Beben oder der Einschlag eines Meteoriten sein, von drei oder mehr weitverteilten Seismometern registriert wird, dann kann hieraus auf Grund der unterschiedlichen Laufzeit und der Art der Wellen Zeitpunkt und Ort des Ereignisses berechnet werden. Seismische Wellen breiten sich nicht nur entlang der Oberfläche eines Planeten aus, sondern durchdringen den gesamten Planetenkörper. Wellen von entfernten Ereignissen durchqueren dabei den Planeten in tieferen Schichten als die Wellen von Ereignissen in der näheren Umgebung. Man unterscheidet 2 Arten seismischer Wellen: Druckwellen (Longitudinalwellen) und Scherwellen (Transversalwellen). Während sich in festem Gestein sowohl die Longitudinal- als auch die Transversalwellen ausbreiten können, wird geschmolzenes Gestein nur von den Longitudinalwellen durchdrungen. Je höher die Temperatur des Gesteins und je höher dessen Wassergehalt, desto mehr werden seismische Wellen abgedämpft. Die geringste Dämpfung erfahren seismische Wellen somit in kalten wasserfreien Gesteinsschichten. Mit dem installierten Netzwerk von Seismometern auf dem Mond konnte auf diese Weise untersucht werden, wie schnell und mit welcher Stärke sich die seismischen Wellen auf ihren unterschiedlichen Bahnen durch das Mondinnere ausbreiten. Mit dieser Methode wurde der Mond praktisch "durchleuchtet" und sein innerer Aufbau enthüllt. Die meisten von den Seismometern registrierten Ereignisse waren Mondbeben und Meteoriteneinschläge. Mehr als 1.700-mal schlugen im Laufe der gesamten Messzeit "kosmische Bomben" auf der Mondoberfläche ein. Die größten davon hatten eine Masse von bis zu 5000 kg, die kleinsten noch feststellbaren von 500 g. Seismische Messungen © NASA/KSC » Apollo 13 Zusätzlich gab es noch die absichtlich herbeigeführten Beben: Sowohl die 3. Stufen der Saturn V Raketen als auch die Aufstiegsstufen einiger Mondlandefähren ließ man nach dem Ausbrennen gezielt auf die Mondoberfläche aufschlagen. Da Ort, Zeitpunkt und Einschlagsenergie dieser seismischen Ereignisse bekannt war, konnte man damit die Seismometer testen und eichen. Aufschlagdaten der 3. Stufen bzw. der Landefähren 20. Nov. 1969 » Apollo 12 22:17:17 GMT Mondfähre Einschlaggeschw.: 1,68 km/Sek. Ort: ca. 60 km vom Apollo-12-Landeplatz entfernt Koordinaten: 3° 56' S / 21° 12' W 15. Apr. 1970 » Apollo 13 01:09:41 GMT 3. Saturn-Raketenstufe Einschlaggeschw.: 2,58 km/Sek. Koordinaten: 2° 45' S / 27° 52' W 04. Feb. 1971 » Apollo 14 07:40:55 GMT 3. Saturn-Raketenstufe Einschlaggeschw.:2,54 km/Sek. Koordinaten: 8° 05' S / 26° 01' W 07. Feb. 1971 » Apollo 14 00:45:25 GMT Mondfähre Einschlaggeschw.: 1,68 km/Sek. Koordinaten: 3° 25' S / 19° 40' W 29. Juli 1971 » Apollo 15 20:58:42 GMT 3. Saturn-Raketenstufe Einschlaggeschw.: 2,58 km/Sek. Koordinaten: 1° 18' S / 23° 48' W 04. Aug. 1971 » Apollo 15 03:03:37 GMT Mondfähre Einschlaggeschw.: 1,7 km/Sek. Koordinaten: 26° 22' N / 0° 15' O 19. Apr. 1972 » Apollo 16 21:02:04 GMT 3. Saturn-Raketenstufe Einschlaggeschw.: 2,5 bis 2,6 km/Sek. Koordinaten: 4° 13' S / 12° 19' W 10. Dez. 1972 » Apollo 17 20:32:42 GMT 3. Saturn-Raketenstufe Einschlaggeschw.: 2,55 km/Sek. Koordinaten: 4° 13' S / 12° 19' W 15. Dez. 1972 » Apollo 17 06:50:20 GMT Mondfähre Einschlaggeschw.: 1,67 km/Sek. Koordinaten: 19° 58' N / 30° 30' O