Akademia Górniczo Hutnicza

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

Praca dyplomowa
Geofizyka Stosowana

Badania geofizyczne w trakcie załogowej eksploracji Księżyca w ramach programu Apollo.

Mateusz Matt Harasymczuk

Promotor pracy
Prof. dr hab. inż. Kaja Pietsch

2.8. Lunar Atmospheric Detector (LAD)

Tab. 12. Lunar Atmospheric Detector (LAD)

Ośrodek badawczy

Southwest Center for Advanced Studies, USA

Misje

Apollo 11, 12

Nazwa eksperymentu (j. ang.)

Lunar Atmospheric Detector

Nazwa eksperymentu (j. pol.)

Wykrywacz atmosfery Księżyca

Dziedzina

Badania atmosferyczne

2.8.1. Przedmiot badania

Naukowym celem Lunar Atmospheric Detector (LAD) było określenie gęstości, temperatury i zmian w atmosferze Księżyca. Eksperyment LAD polegał na pomiarze ciśnienia całkowitego neutralnych (nieaktywnych) cząstek, a następnie za pomocą urządzenia wykrywającego jonosferę (ang. Ionosphere Detector) pomiar składu zjonizowanych (aktywnych) cząsteczek. Oczekiwano, iż rozkład gęstości będzie się zwiększał podczas dnia księżycowego oraz spadał w trakcie nocy [CHL+70].

Pomiary te miały na celu poszerzenie zrozumienia procesów zachodzących na powierzchni Księżyca. Procesy erozyjne widoczne w próbkach pobranych podczas EVA w trakcie Apollo 11 były wskaźnikiem do zjawisk odmiennych do tych zachodzących na Ziemi.

2.8.2. Materiały i metody

../_images/LAD-diagram.png

Ryc. 14. Diagram przedstawia eksperyment Lunar Atmospheric Detector (LAD). Źródło: [NAS69].

Detektor atmosfery księżycowej składał się z zestawu pomiarowego jonów za pomocą zimnej katody, pakietu elektronicznego i elementów strukturalnych takich jak obudowa termiczna.

Za projekt eksperymentu oraz opracowanie i analizę danych był odpowiedzialny Dr Francis Johnson z Southwest Center for Advanced Studies oraz Dallas Evans z Centrum Lotów Załogowych NASA [CHL+70].

2.8.3. Przebieg eksperymentu

W trakcie eksperymentu zjonizowane neutralne cząsteczki są zbierane przez katodę, która jest jedną z pary elektrod-sensorów. Powoduje to wytworzenie prądu w obwodzie wejściowym układu elektronicznego. Prąd jest proporcjonalny do gęstości cząstek. Następnie sygnał jest wzmacniany i przetwarzany przez układ elektroniczny w celu transmisji do stacji centralnej a później na Ziemię. Temperatura miernika jest odczytywana bezpośrednio i informacja ta jest umieszczana w obwodzie obsługi danych.

Urządzenie działało w siedmiu zakresach dynamicznych. Odpowiednie ustawienie pozwalało na wykrycie gęstości neutralnych atomów z przedziału 7.5E-8 Pa (10E-6 Torr) do 1.33E-9 Pa (10E-12 Torr). Wybrany zakres mógł byś ustawiony zdalnie z Ziemi lub lokalnie za pomocą wewnętrznych zmian parametrów urządzenia [NAS69].

Parametry nastawne urządzenia [NAS69], [CHL+70]:

  • Dokładność miernika: ± 30% powyżej 1.33E-6 Pa (10E-10 Torr)

  • Masa: ± 50% below 1.33E-6 Pa (10E-10 Torr)

  • Moc operacyjna: 2 W [Watt]

2.8.4. Rezultaty

Eksperyment pozwalał na określenie gęstości i temperatury neutralnej atmosfery księżycowej, włączając w to chwilowe wariacje będące wynikiem stochastycznych procesów lub wynikające z aktywności słonecznej i pory doby księżycowej.