クレメンタイン（探査機）

Charged Particle Telescope (CPT)Edit

クレメンタインの荷電粒子望遠鏡（CPT）は高エネルギー陽子（3-80 MeV）および電子（25-500 keV）のフラックスとスペクトルを測定するために設計された。調査の主な目標は以下の通りである。 (1) 地球の磁気圏尾部および惑星間衝撃と月との相互作用の研究、(2) マルチミッション協調研究の一環として、他の宇宙船から遠く離れた地域での太陽風の監視、(3) 宇宙船の太陽電池や他のセンサーの動作能力に対する入射粒子の効果の測定、

装置の厳しい質量制限 (<1 kg) を満たすために、単一素子望遠鏡として実装されました。望遠鏡の視野は10度の半角であった。検出器は面積100mm2、厚さ3mmのシリコン製表面障壁型で、30MeV以下の陽子が開口部以外から到達しないように遮蔽されていた。開口部は極薄のフォイルで覆われ、光が検出器に入射してノイズが発生するのを防いでいる。検出器からの信号は9つのチャンネルに分けられ、下位6チャンネルは電子、上位3チャンネルは陽子とより重いイオンを検出する。

紫外線・可視光線カメラ編集

クレメンタイン探査機が記録した750nmのライナーγルナ・スワール

紫外線と可視光の5波長で月と小惑星 Geographos の表面を調べるために作られたカメラ（UV/Vis）である。ジオグラファーのランデブーは機器の不具合により中止された。この実験により、月の表面物質の岩石学的性質に関する情報が得られるとともに、形態学的研究やクレーターの統計に役立つ画像が得られました。

センサーは口径46mmのカタディオプトリック望遠鏡と石英レンズからなり、250-1000nmのバンドパスと6ポジションのフィルターホイールを持つコートトンプソンCCDカメラに焦点を合わせていた。波長応答は、短波長側ではレンズの透過率と光学的なブレにより、長波長側ではCCDの応答により制限されていた。 CCDは、3つの利得状態（150、350、1000電子/ビット）を許容するフレーム転送型素子であった。積分時間は、利得状態、太陽照明角、フィルターによって1-40msの範囲で変化する。フィルターの中心波長（およびバンドパス幅（FWHM））は、415nm（40nm）、750nm（10nm）、900nm（30nm）、950nm（30nm）、1000nm（30nm）、および400～950nmをカバーする広帯域フィルターであった。視野は4.2×5.6度で、公称高度400kmの月では約40kmのクロストラック幅に相当する。画像配列は288×384ピクセル。月面で1周する間に、画素分解能は100〜325mになります。ジオグラファーの場合、100kmの最接近時には25mとなり、画像の大きさは約7×10kmとなる。 1.3秒間に12枚の画像を撮影し、5時間の月周回で80分のマッピングを125回行った。ダイナミックレンジは15,000。 S/N比は表面のアルベドや位相角によって25～87に変化し、相対較差は1％、絶対較差は15％だった。

近赤外線CCDカメラ（NIR）編

Clementine Near-Infrared camera (NIR) は月と近地球小惑星1620 Geographosの表面を6種類の波長で近赤外分光するために設計された。この実験により、月の表面物質の岩石学的な情報を得ることができた。カメラはカタディオプトリックレンズで、機械的に冷却された（温度70K）Amber InSb CCD焦点面アレイに焦点を合わせ、1100-2800nmのバンドパスと6ポジションのフィルターホイールで構成されていました。フィルター中心波長（およびバンドパス幅（FWHM））は以下の通り。 1100 nm (60 nm), 1250 nm (60 nm), 1500 nm (60 nm), 2000 nm (60 nm), 2600 nm (60 nm), そして2780 nm (120 nm)である。開口部は29mmで、焦点距離は96mm。視野は5.6×5.6度で、公称高度400kmの月面で約40kmのクロストラック幅となる。 2ヶ月の月齢期間中、月を完全にマッピングすることができました。画像は256×256画素で、分解能は150〜500mの範囲で変化します。 (ジオグラファーの場合、最接近時の解像度は40mで、画像サイズは約10×10kmとなる）。カメラは1.3秒のイメージバーストで12枚の画像を撮影し、5時間の月周回で80分のマッピングの間に75回発生した。ダイナミックレンジは15,000です。 S/N比は表面のアルベドと位相角によって11〜97の範囲で変化し、相対較正は1％、絶対較正は30％であった。 2509>

LIDAR (Laser Image Detection and Ranging) SystemEdit

LIDARによるレリーフ測定

Clementine LIDAR実験は探査機から月面のある点までの距離を測定するために設計されています。これにより高度分布図が作成され、大きな盆地やその他の月の地形の拘束、岩石層の応力やひずみ、曲げ特性の研究、また重力と組み合わせて地殻の密度分布の研究などに利用できるようになります。 2509>

ライダーシステムは、180mJ、波長1064nmのNd-YAG（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザー送信機からなり、月面にパルスを送信する。レーザーは10ナノ秒以下の幅のパルスを発生させる。波長1064nmのパルスは171mJのエネルギーで、発散角は500マイクロラッド以下であった。 532nmでは、9mJのパルスで、発散角は4ミリラドであった。反射したパルスは高解像度カメラの望遠鏡を通り、ダイクロイックフィルターで分割されてシリコン製のアバランシェフォトダイオード検出器に送られた。検出器は0.5×0.5mmセルのSiAPD受信機で、視野角は0.057平方度であった。レーザーの質量は1250gで、受光器は1120gのHIRESカメラに収納された。パルスの移動時間から地表までの距離がわかる。ライダーのメモリには、レーザー発射ごとに最大6つのリターン検出が保存され、見逃しと誤報の最適な妥協点を閾値として設定された。これは14ビットのクロックカウンターの分解能に等しい。 LIDARの公称範囲は500kmですが、高度データは640kmまで収集され、ミッションの月期の終わりまでに南緯60度から北緯60度までをカバーできるようになりました。垂直分解能は40m、水平スポット分解能は約100mで、赤道上での測定のクロストラック間隔は約40kmであった。

高解像度カメラ（HIRES）編集部

Clementine高解像度カメラは、イメージインテンシファイア付きの望遠鏡とフレーム転送型CCDイメージャから構成されていた。月と地球近傍小惑星1620 Geographosの表面の一部を撮影するために設計されたが、小惑星ランデブーは故障のために中止された。この実験により、月の表面のプロセスを詳細に研究し、スペクトルデータと組み合わせることで、高解像度の組成と地質学的研究を行うことができました。

イメージャは、6位置フィルタホイールを持つ増感型トンプソンCCDカメラでした。フィルターは、400～800nmのバンドパスを持つ広帯域フィルター、415nm（40nm）、560nm（10nm）、650nm（10nm）、750nm（20nm）の中心波長（およびバンドパス幅）を持つ狭帯域フィルター4種、およびイメージインテンシファイアを保護する不透明カバー1種から構成されています。視野は0.3 x 0.4度で、公称高度400kmの月では約2kmの幅に換算される。画像配列は288×384画素（画素サイズ23×23マイクロメートル）なので、月での画素解像度は探査機の高度にもよるが7〜20メートルである。 (クリアアパーチャは131mm、焦点距離は1250mm。公称の撮像レートは、月のすべてのフィルターをカバーする個々のイメージバーストで毎秒約10フレームであった。高解像度で視野が狭いため、月の一部の領域しか撮影できず、単色の細長い帯か、最大4色の短い帯のどちらかになっていた。アルベドと位相角に依存するS/N比は13から41で、1%の相対較正と20%の絶対較正、ダイナミックレンジは2000である。

高解像度カメラの望遠鏡はLIDAR装置と共用であった。 1064nmのレーザー光はダイクロイックフィルタを使ってLIDAR受信機（アバランシェフォトダイオード検出器）に送られます。

HIRESからの画像はNASA World Windソフトウェアで見ることができます。

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