تجربة قياس الكاثود البارد

تجربة مقياس الكاثود البارد ، والمعروفة أيضًا باسم كاشف الغلاف الجوي القمري ، كانت عبارة عن حزمة علمية تم إطلاقها على متن مركبات أبولو 12 ، وأبولو 13 ، وأبولو 14 ، وأبولو 15. وكان الهدف من التجربة قياس كثافة الغلاف الجوي الرقيق للقمر، وليس تركيبه.

قبل استكشاف القمر، كان من المعروف أن الغلاف الجوي القمري يتكون على الأقل من أصول مشتقة من الرياح الشمسية، ولكن قد تكون هناك مصادر موجودة للغلاف الجوي القمري ذات أصول جيولوجية كيميائية. ^{[ 1 ]}

تم بناء تجربة مقياس الكاثود البارد (CCGE) بواسطة شركة نورتون للأبحاث، وأُدرجت كجزء من حزمة تجارب سطح القمر لبرنامج أبولو (ALSEP). ^{[ 2 ]} وُضعت ضمن نفس غلاف تجربة كاشف الأيونات فوق الحرارية (SIDE)، الذي احتوى أيضًا على الإلكترونيات الخاصة بتجربة مقياس الكاثود البارد. ^{[ 3 ]} كما دعمت دوائر التحكم والقيادة الخاصة بتجربة كاشف الأيونات فوق الحرارية تجربة مقياس الكاثود البارد. ^{[ 1 ]} وفُصلت تجربة مقياس الكاثود البارد عن تجربة كاشف الأيونات فوق الحرارية بكابل طوله متر واحد (3 أقدام و3 بوصات) . ^{[ 1 ]}  

يتكون مستشعر CCGE من مهبط ملفوف محاط بمصعد أسطواني ، وكلاهما مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ . ^{[ 1 ]} يُطبق جهد كهربائي مقداره 4500 فولت على المصعد، مما يؤدي إلى تدفق مستمر للإلكترونات بين القطبين. تتأين أي جزيئات/ذرات غازية تدخل الكاشف بفعل تدفق الإلكترونات. ثم تنجذب هذه الأيونات إلى المهبط، حيث يُستخدم تردد اصطدام هذه الأيونات بالمهبط كمؤشر لقياس كثافة الغاز. ^{[ 1 ]} تم توفير مجال مغناطيسي داخل المستشعر بواسطة مغناطيس دائم. ^{[ 1 ]}

كان مدخل الجهاز يُغلق بغطاء زنبركي يُفتح بواسطة صمام . ^{[ 4 ]} سمح مستشعر درجة الحرارة بإجراء تصحيحات على البيانات المُجمعة لمراعاة التغيرات في درجة حرارة البيئة. ^{[ 4 ]}

تمت معايرة مقياسين، رقميهما التسلسليين 2 و12، في معهد أبحاث الغرب الأوسط . ^{[ 3 ]} وتمت معايرة المقياس رقمه التسلسلي 13 في مركز لانغلي للأبحاث . ^{[ 3 ] : 33}

كان الجهاز يُظهر في البداية استجابات مرتفعة نتيجة لتراكم الغازات داخل المركبة أثناء رحلتها إلى القمر. كان هذا يُشبع المستشعر في البداية، ولكن بعد فترة قصيرة (ساعة واحدة خلال مهمة أبولو 12)، كان الجهاز يبدأ في إظهار تغير ملحوظ في القراءات. ^{[ 1 ]} حدّ تشبع الجهاز من إمكانية استخدامه لتقييم انتشار هذه الغازات. ^{[ 3 ]} كان الجهاز قادرًا على رصد انخفاض ضغط المركبة القمرية ووجود رواد فضاء قريبين أثناء النشاط خارج المركبة على سطح القمر نتيجة لتسرب الغازات من حقائب الظهر الخاصة بنظام دعم الحياة المحمول (PLSS) . ^{[ 1 ]}

كانت تسجيلات الغازات خلال النهار أعلى بكثير من تلك المسجلة خلال الليل القمري. ويُعتقد أن هذا غالبًا ما يكون ناتجًا عن تلوث من وحدات الهبوط القمرية. تختفي هذه المصادر ليلًا، على الأرجح بسبب التجمد نتيجة انخفاض درجات الحرارة. ^{[ 3 ]} وقد وجدت مهمتا أبولو 14 و15 أن كثافة الغلاف الجوي القمري الليلي تبلغ 2 × 10¹¹ ^جسيمًا لكل متر ^مكعب . ^{[ 3 ]}