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

2.11. Lunar Ionosphere Detector (LID)

Tab. 15. Lunar Ionosphere Detector (LID)

Ośrodek badawczy

Misje

Apollo 12

Nazwa eksperymentu (j. ang.)

Lunar Ionosphere Detector

Nazwa eksperymentu (j. pol.)

Wykrywacz jonosfery księżycowej

Dziedzina

Elektromagnetyzm

2.11.1. Przedmiot badania

Naukowym celem eksperymentu Lunar Ionosphere Detector (LID) było zbadanie naładowanych cząstek w księżycowej atmosferze. W połączeniu z Lunar Atmospheric Detector (LAD) zbadano zarówno cząsteczki naładowane jak i nieposiadające ładunku. Mimo zebrania niewielkiej próbki materiału badawczego, wiedza na temat księżycowej jonosfery, jej gęstości i składu przyczyniła się do zrozumienia procesów chemicznych, radioaktywnych oraz wulkanicznej aktywności, jak również składu chemicznego wiatru słonecznego.

Siła uderzenia meteorytów w powierzchnię księżyca powoduje wyparowanie zarówno materiału meteorytowego jak również regolitu księżycowego. Podczas gdy te czynniki przyczyniają się do tworzenia jonosfery i atmosfery, siły oddziałujące na wyrzucony materiał powodują ich ucieczkę w kosmos. Siłami tymi są: niska wartość przyciągania grawitacyjnego, wysoka fluktuacja temperaturowa jak również aktywność wiatru słonecznego, która może również przyczyniać się do tworzenia jak i niszczenia wyżej wymienionych warstw.

Cząsteczki wiatru słonecznego są głównymi składowymi jonosfery, mimo iż zaobserwowane z Ziemi księżycowe "gorące strefy" (ang. heat spot) sugerują uwalnianie się gazów z jego wnętrza.

2.11.2. Materiały i metody

../_images/LID-diagram.png

Ryc. 18. Diagram przedstawia eksperyment Lunar Ionosphere Detector (LID). Źródło: [NAS69].

LID używał Suprathermal Ion Detector Experiment (SIDE) w celu detekcji i zliczenia dodatnio naładowanych jonów. Składał się z dwóch wykrzywionych płytek analizatora, mierzących energię dodatnich jonów. Jedna płytka mierzyła jony z energiami w zakresie od 0,2 eV do 48,6 eV. Zawierała również filtr prędkości w postaci przecinającego się pola magnetycznego i elektrycznego, Urządzenie było zaprojektowane do spowalniania jonów z prędkościami rzędu od 4 km/s do 935 km/s [CHL+70].

Instrument badawczy ważył 8,62 kg i pracował przy poborze mocy na poziomie 60 W i napięciu wejściowym prądu stałego +29 V [Jon95].

Za projekt eksperymentu i analizę danych byli odpowiedzialni naukowcy: Dr John Freeman i Dr Curt Michel z Rice University [NAS69].

2.11.3. Przebieg eksperymentu

Badając charakter spowolnienia i prędkość pierwotną uzyskano informację na temat masy cząstek wiatru słonecznego dla energii od 10 eV do 3500 eV. Masa pozostałych wysokoenergetycznych cząstek pochodzących z SEP nie mogła być określona, ze względu na brak możliwości selektywnego spowalniania cząstek o różnych prędkościach [CHL+70].

2.11.4. Rezultaty

Lunar Ionosphere Detector (LID) jest urządzeniem, które pomogło zidentyfikować jonizację naładowanych cząstek i atomów. Posłużyło również do obserwacji ładowania cząstek w trakcie przejścia Księżyca przez pole magnetyczne Ziemi. Eksperyment został zaprojektowany także w celu badania wartości pola elektrycznego Księżycowej powierzchni.