CORONA (satélite)

Como los lanzamientos espaciales estadounidenses no se clasificaron hasta finales de 1961, los primeros satélites CORONA se ocultaron con desinformación como parte de un programa de desarrollo de tecnología espacial llamado Discoverer. Para el público, las misiones Discoverer eran misiones científicas y de ingeniería, y las cápsulas de retorno de película se usaban para devolver especímenes biológicos. Para facilitar este engaño, se construyeron varias cápsulas CORONA para albergar a un mono pasajero. Muchos monos de prueba se perdieron durante las pruebas en tierra del sistema de soporte vital de la cápsula. La cubierta del Discoverer resultó ser engorrosa e invitaba al escrutinio de la comunidad científica. Discoverer 37, lanzado el 13 de enero de 1962, fue la última misión CORONA en llevar el nombre de Discoverer. Las misiones CORONA posteriores se clasificaron simplemente como "lanzamientos de satélites del Departamento de Defensa".

Un objetivo CORONA (Y4-7) se encuentra en la esquina sureste de South Montgomery Road y West Corman Road en la ciudad de Casa Grande, Arizona.

KH-1

La primera serie de satélites CORONA fueron los satélites Keyhole 1 (KH-1) basados en la etapa superior Agena-A, que ofrecía alojamiento y un motor que proporcionaba control de actitud en órbita. La carga útil del KH-1 incluía la cámara panorámica única C (para CORONA) construida por Fairchild Camera and Instrument con una apertura de f/5.0 y una distancia focal de 61 cm (24 pulgadas). Tenía una resolución terrestre de 12,9 m (42 pies). La película fue devuelta desde la órbita por un solo vehículo de retorno por satélite (SRV) de General Electric. El SRV estaba equipado con un pequeño motor retro de combustible sólido a bordo para sacar de órbita la carga útil al final de la misión. La recuperación de la cápsula se realizó en el aire por un avión especialmente equipado.

Hubo tres lanzamientos de prueba sin cámara en la primera mitad de 1959, ninguno de ellos completamente exitoso. Discoverer 1 era un vehículo de prueba que no llevaba SRV ni cámara. Lanzado el 28 de febrero de 1959, fue el primer objeto hecho por el hombre puesto en una órbita polar, pero solo devolvió telemetría esporádicamente. Discoverer 2 (14 de abril de 1959) llevó una cápsula de recuperación por primera vez pero sin cámara. El autobús principal funcionó bien, pero la recuperación de la cápsula falló y el SRV cayó sobre Spitzbergen en lugar de Hawái. La cápsula nunca fue encontrada. Discoverer 3 (3 de junio de 1959), el primer Discoverer en llevar un paquete biológico (cuatro ratones negros en este caso) no pudo alcanzar la órbita cuando su Agena se estrelló contra el Océano Pacífico.

La presión para poner en órbita un satélite de vigilancia fotográfica que sucediera al Lockheed U-2 fue tan grande que los lanzamientos operativos del KH-1 equipado con cámara comenzaron el 25 de junio de 1959 con el lanzamiento (sin éxito) del Discoverer 4, a pesar de que no se había realizado una prueba exitosa de la unidad de soporte vital para pasajeros biológicos. Esto resultó ser un punto discutible en ese momento, ya que el vínculo entre la serie Discoverer y las cargas útiles vivas se había establecido mediante el intento de vuelo del Discoverer 3.

Los tres Discoverers subsiguientes fueron puestos en órbita con éxito, pero todas sus cámaras fallaron cuando la película se partió durante la carga. Las pruebas en tierra determinaron que la película a base de acetato se volvió quebradiza en el vacío del espacio, algo que no se había descubierto ni siquiera en pruebas a gran altitud y baja presión. Eastman Kodak Company recibió la tarea de crear un reemplazo más resistente. Kodak desarrolló una técnica de recubrimiento de una emulsión de alta resolución sobre un tipo de poliéster de DuPont. La película a base de poliéster resultante no solo era resistente a la fragilización por vacío, sino que pesaba la mitad que la película anterior a base de acetato.

Hubo otras cuatro misiones parcialmente exitosas y fallidas en la serie KH-1 antes del Discoverer 13 (10 de agosto de 1960), que logró una recuperación de cápsula completamente exitosa por primera vez. Esta fue la primera recuperación de un objeto hecho por el hombre desde el espacio, superando al soviético Korabl Sputnik 2 por nueve días. Discoverer 13 ya está en exhibición en el "Hitos de vuelo" hall en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington, D.C.

Dos días después del lanzamiento del Discoverer 14 el 18 de agosto de 1960, un avión de transporte Fairchild C-119 Flying Boxcar recuperó con éxito su cubo de película en el océano Pacífico. Este fue el primer regreso exitoso de una carga útil desde la órbita, que ocurrió solo un día antes del lanzamiento de Korabl-Sputnik 2, un biosatélite que puso en órbita a los dos perros espaciales soviéticos, Belka y Strelka, y los devolvió a salvo a la Tierra.

El impacto de CORONA en la recopilación de inteligencia estadounidense fue tremendo. Con el éxito del Discoverer 14, que devolvió 16 lb (7,3 kg) de película y brindó más cobertura de la Unión Soviética que todos los vuelos anteriores de U2, por primera vez Estados Unidos tuvo una imagen clara de la posición estratégica de la URSS. capacidades nucleares. Antes de CORONA, las Estimaciones de Inteligencia Nacional (NIE) de la CIA eran altamente inciertas y fuertemente debatidas. Seis meses antes del Discoverer 14, un NIE predijo que los soviéticos tendrían de 140 a 200 misiles balísticos intercontinentales desplegados para 1961. Un mes después del vuelo del Discoverer 14, esa estimación se refinó a solo 10 a 25.

Además, CORONA aumentó el ritmo al que se podía recibir la inteligencia, con satélites que brindaban cobertura mensual desde el principio. Las fotografías fueron evaluadas más fácilmente por analistas y líderes políticos que los informes de agentes encubiertos, mejorando no solo la cantidad de inteligencia sino también su accesibilidad.

La serie KH-1 terminó con el Discoverer 15 (13 de septiembre de 1960), cuya cápsula salió de órbita con éxito, pero se hundió en el Océano Pacífico y no se recuperó.

Serie KH posterior

En 1963, se introdujo el sistema KH-4 con cámaras duales y el programa se volvió completamente secreto por el entonces presidente, John Kennedy. Se eliminó la etiqueta Discoverer y todos los lanzamientos se clasificaron. Debido al aumento de la masa del satélite, las capacidades básicas del vehículo Thor-Agena se incrementaron con la adición de tres motores de correa de combustible sólido Castor. El 28 de febrero de 1963, el primer Thrust Augmented Thor despegó de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en el Complejo de Lanzamiento 75 con el primer satélite KH-4. El lanzamiento del nuevo y no probado refuerzo salió mal porque un SRB no se encendió. Finalmente, el peso muerto del motor con correa arrastró al Thor fuera de su ruta de vuelo, lo que provocó una destrucción de Range Safety. Se sospechó que un técnico no había colocado correctamente un umbilical en el SRB. Aunque continuaron ocurriendo algunas fallas durante los años siguientes, la tasa de confiabilidad del programa mejoró significativamente con KH-4. También se agregaron cohetes de maniobra al satélite a partir de 1963. Estos eran diferentes de los propulsores estabilizadores de actitud que se habían incorporado desde el comienzo del programa. CORONA orbitó en órbitas muy bajas para mejorar la resolución de su sistema de cámara. Pero en el perigeo (el punto más bajo de la órbita), CORONA soportó el arrastre de la atmósfera de la Tierra. Con el tiempo, esto podría hacer que su órbita decaiga y obligar al satélite a volver a entrar en la atmósfera prematuramente. Los nuevos cohetes de maniobra fueron diseñados para llevar a CORONA a una órbita más alta y alargar el tiempo de la misión incluso si se usaron perigeos bajos. Para usar durante crisis inesperadas, la Oficina Nacional de Reconocimiento (NRO) mantuvo un CORONA en "R-7" estado, lo que significa que está listo para su lanzamiento en siete días. Para el verano de 1965, NRO pudo mantener CORONA para su lanzamiento en un día.

Nueve de las misiones KH-4A y KH-4B incluyeron subsatélites ELINT, que se lanzaron a una órbita más alta.

Algunos satélites de reconocimiento P-11 se lanzaron desde KH-4A.

Al menos dos lanzamientos de Discoverer se usaron para probar satélites para el Sistema de alarma de defensa antimisiles (MIDAS), uno de los primeros programas de detección de lanzamiento de misiles que usaba cámaras infrarrojas para detectar la firma de calor de los vehículos de lanzamiento que se lanzaban a la órbita.

El último lanzamiento bajo el nombre de portada de Discoverer fue Discoverer 38 el 26 de febrero de 1962. Su cubeta se recuperó con éxito en el aire durante la órbita 65 (la decimotercera recuperación de una cubeta; la novena en el aire). Después de este último uso del nombre Discoverer, los lanzamientos restantes de los satélites CORONA fueron completamente TOP SECRET. El último lanzamiento de CORONA fue el 25 de mayo de 1972. El proyecto finalizó cuando CORONA fue reemplazado por el programa KH-9 Hexagon.

Tecnología

La cámara del índice de satélite CORONA

Cámaras

Los satélites CORONA utilizaron una película especial de 70 mm con una cámara de distancia focal de 24 pulgadas (610 mm). Fabricada por Eastman Kodak, la película tenía inicialmente un grosor de 0,0003 pulgadas (7,6 μm), con una resolución de 170 líneas por mm (0,04 pulgadas) de película. El contraste fue de 2 a 1. (En comparación, la mejor película de fotografía aérea producida en la Segunda Guerra Mundial podía producir solo 50 líneas por mm (1250 por pulgada) de película). La película a base de acetato se reemplazó más tarde con una película a base de poliéster que era más duradera en la órbita terrestre. La cantidad de película transportada por los satélites varió con el tiempo. Inicialmente, cada satélite transportaba 8000 pies (2400 m) de película para cada cámara, para un total de 16 000 pies (4900 m) de película. Pero una reducción en el grosor del material de película permitió transportar más película. En la quinta generación, la cantidad de película transportada se duplicó a 16 000 pies (4900 m) de película para cada cámara para un total de 32 000 pies (9800 m) de película. Esto se logró mediante una reducción del espesor de la película y con cápsulas de película adicionales. La mayor parte de la película rodada fue en blanco y negro. La película infrarroja se usó en la misión 1104 y la película en color en las misiones 1105 y 1008. La película en color demostró tener una resolución más baja, por lo que nunca se volvió a usar.

Las cámaras fueron fabricadas por Itek Corporation. Para las cámaras se diseñó un objetivo triple de f/5 de 12 pulgadas (30 cm). Cada lente tenía 18 cm (7 pulgadas) de diámetro. Eran bastante similares a las lentes Tessar desarrolladas en Alemania por Carl Zeiss AG. Las cámaras tenían inicialmente 5 pies (1,5 m) de largo, pero luego se ampliaron a 9 pies (2,7 m) de largo. Comenzando con los satélites KH-4, estas lentes fueron reemplazadas por lentes Petzval f/3.5. Las lentes eran panorámicas y se movían a través de un arco de 70° perpendicular a la dirección de la órbita. Se eligió una lente panorámica porque podía obtener una imagen más amplia. Aunque la mejor resolución solo se obtuvo en el centro de la imagen, esto podría superarse haciendo que la cámara hiciera un barrido automático ("recíproco") de un lado a otro a lo largo de 70° de arco. La lente de la cámara giraba constantemente para contrarrestar el efecto de desenfoque del satélite que se movía sobre el planeta.

Un diagrama del tipo "J-1" estereo estéreo/panorámico constantemente rotando el sistema de cámara satélite CORONA reconnaissance utilizado en misiones KH-4A de 1963 a 1969

Los primeros satélites CORONA tenían una sola cámara, pero rápidamente se implementó un sistema de dos cámaras. La cámara frontal se inclinó 15° hacia atrás y la cámara trasera se inclinó 15° hacia adelante, de modo que se pudiera obtener una imagen estereoscópica. Más adelante en el programa, el satélite empleó tres cámaras. La tercera cámara se empleó para tomar "índice" fotografías de los objetos filmados estereográficamente. El sistema de cámara J-3, implementado por primera vez en 1967, colocó la cámara en un tambor. Esta "cámara giratoria" (o tambor) se movió hacia adelante y hacia atrás, eliminando la necesidad de mover la cámara en un mecanismo alternativo. El tambor permitió el uso de hasta dos filtros y hasta cuatro rendijas de exposición diferentes, mejorando en gran medida la variabilidad de las imágenes que podía tomar CORONA. Las primeras cámaras podían resolver imágenes en el suelo hasta 40 pies (12 m) de diámetro. Las mejoras en el sistema de imágenes fueron rápidas y las misiones KH-3 pudieron ver objetos de 10 pies (3,0 m) de diámetro. Las misiones posteriores podrían resolver objetos de solo 1,5 m (5 pies) de diámetro. Se encontró que la resolución de 3 pies (0,91 m) era la resolución óptima para la calidad de la imagen y el campo de visión.

Las misiones iniciales de CORONA sufrieron un misterioso empañamiento en los bordes y rayas brillantes que aparecían de manera irregular en la película devuelta. Eventualmente, un equipo de científicos e ingenieros del proyecto y de la academia (entre ellos Luis Alvarez, Sidney Beldner, Malvin Ruderman, Arthur Glines y Sidney Drell) determinaron que las descargas electrostáticas (llamadas descargas corona) causadas por algunos de los componentes del Las cámaras estaban exponiendo la película. Las medidas correctivas incluyeron una mejor conexión a tierra de los componentes, rodillos de película mejorados que no generaban electricidad estática, controles de temperatura mejorados y un ambiente interno más limpio. Aunque se realizaron mejoras para reducir la corona, la solución final fue cargar los cartuchos de película con una carga completa de película y luego pasar la película no expuesta a través de la cámara al carrete de recogida sin exposición. A continuación, esta película no expuesta se procesó y se inspeccionó en busca de corona. Si no se encontraba ninguno o si la corona observada estaba dentro de los niveles aceptables, los recipientes se certificaban para su uso y se cargaban con película fresca para una misión de lanzamiento.

Calibración

Supuestamente, los satélites CORONA se calibraron usando los objetivos de calibración ubicados fuera de Casa Grande, Arizona. Los objetivos consistían en flechas de hormigón ubicadas en y al sur de la ciudad, y pueden haber ayudado a calibrar las cámaras de los satélites. Estas afirmaciones sobre el propósito de los objetivos, perpetuadas por foros en línea y presentadas en artículos de National Geographic y NPR, han sido cuestionadas desde entonces, y se ha propuesto la fotogrametría aérea como un propósito más probable para ellos.

Recuperación

Una maniobra de recuperación de película CORONA

Un cubo de película CORONA

La película se recuperó de la órbita a través de una cápsula de reentrada (apodada "cubo de película"), diseñada por General Electric, que se separó del satélite y cayó a la Tierra. Después de que terminó el feroz calor del reingreso, el escudo térmico que rodeaba el vehículo se desechó a 60 000 pies (18 km) y se desplegaron los paracaídas. La cápsula estaba destinada a ser atrapada en el aire por un avión que pasaba remolcando una garra en el aire que luego la subiría a bordo, o podría aterrizar en el mar. Un tapón de sal en la base se disolvería después de dos días, lo que permitiría que la cápsula se hundiera si la Marina de los Estados Unidos no la recogía. Después de que Reuters informara sobre el aterrizaje accidental de un vehículo de reingreso y su descubrimiento por parte de agricultores venezolanos a mediados de 1964, las cápsulas ya no tenían la etiqueta 'SECRETO'. pero ofreció una recompensa en ocho idiomas por la devolución de imágenes aéreas a los Estados Unidos. Comenzando con el vuelo número 69, se empleó un sistema de dos cápsulas. Esto también permitió que el satélite entrara en modo pasivo (o 'zombie'), apagándose hasta 21 días antes de volver a tomar imágenes. A partir de 1963, otra mejora fue el "Salvavidas", un sistema alimentado por batería que permitía la expulsión y recuperación de la cápsula en caso de que fallara la energía. La película se procesó en las instalaciones Hawkeye de Eastman Kodak en Rochester, Nueva York.

El cubo de película CORONA se adaptó posteriormente para los satélites KH-7 GAMBIT, que tomaban fotografías de mayor resolución.

Lanzamiento

Los CORONA fueron lanzados por un cohete Thor-Agena, que usó una primera etapa Thor y un Agena como segunda etapa del cohete que puso el CORONA en órbita.

Los primeros satélites del programa orbitaron a altitudes de 160 km (100 mi) sobre la superficie de la Tierra, aunque las misiones posteriores orbitaron aún más abajo, a 121 km (75 mi). Originalmente, los satélites CORONA fueron diseñados para girar a lo largo de su eje principal para que el satélite permaneciera estable. Las cámaras tomarían fotografías solo cuando apuntaran a la Tierra. La compañía de cámaras Itek, sin embargo, propuso estabilizar el satélite a lo largo de los tres ejes, manteniendo las cámaras apuntando permanentemente a la tierra. Comenzando con la versión KH-3 del satélite, una cámara de horizonte tomó imágenes de varias estrellas clave. Un sensor usó los cohetes propulsores laterales del satélite para alinear el cohete con estas 'estrellas índice', de modo que estuviera correctamente alineado con la Tierra y las cámaras apuntaran en la dirección correcta. A partir de 1967, se utilizaron dos cámaras de horizonte. Este sistema se conocía como la cámara de índice estelar mejorada dual (DISIC).

Operaciones

La Fuerza Aérea de los Estados Unidos acredita a la Estación de la Fuerza Aérea de Sunnyvale (ahora Estación de la Fuerza Aérea de Onizuka) como el "lugar de nacimiento del programa CORONA". En mayo de 1958, el Departamento de Defensa ordenó la transferencia del programa WS-117L a la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA). En el año fiscal 1958, el WS-117L fue financiado por la USAF a un nivel de 108,2 millones de dólares estadounidenses (1020 millones de dólares estadounidenses ajustados a la inflación en 2023). Para DISCOVERER, la Fuerza Aérea y ARPA gastaron una suma combinada de 132,3 millones de dólares estadounidenses en el año fiscal 1959 (1230 millones de dólares estadounidenses ajustados a la inflación en 2023) y 101,2 millones de dólares estadounidenses en el año fiscal 1960 (930 millones de dólares estadounidenses ajustados a la inflación en 2023). Según John N. McMahon, el costo total del programa CORONA ascendió a $US850 millones.

La adquisición y el mantenimiento de los satélites CORONA fueron administrados por la Agencia Central de Inteligencia (CIA), que utilizó acuerdos de cobertura que duraron desde abril de 1958 hasta 1969 para obtener acceso a la planta de Palo Alto de Hiller Helicopter Corporation para la producción. En esta instalación, el Agena de la segunda etapa del cohete, las cámaras, los casetes de película y la cápsula de reingreso se ensamblaron y probaron antes del envío a la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg. En 1969, las funciones de montaje se trasladaron a las instalaciones de Lockheed en Sunnyvale, California. (A la NRO le preocupaba que, a medida que se eliminara CORONA, los técnicos calificados preocupados por sus trabajos abandonarían el programa, dejando a CORONA sin personal. La mudanza a Sunnyvale aseguró que hubiera suficiente personal calificado disponible).

Las decisiones sobre qué fotografiar fueron tomadas por el Programa Target de CORONA. Los satélites CORONA se colocaron en órbitas casi polares. Este software, ejecutado por una computadora a bordo, se programó para operar las cámaras en función de los objetivos de inteligencia que se iban a capturar, el clima, el estado operativo del satélite y las imágenes que las cámaras ya habían capturado. El control de tierra para los satélites CORONA se realizó inicialmente desde Stanford Industrial Park, un parque industrial en Page Mill Road en Palo Alto, California. Más tarde se trasladó a la Base de la Fuerza Aérea de Sunnyvale cerca de Sunnyvale, California.

Personal de diseño

Minoru S. "Sam" Araki [de], Francis J. Madden [de], Edward A. Miller [de], James W. Plummer y Don H. Schoessler [de] fueron responsables del diseño, desarrollo y operación de CORONA. Por su papel en la creación de los primeros sistemas de observación fotográfica de la Tierra basados en el espacio, recibieron el premio Charles Stark Draper en 2005.

Desclasificación

El programa CORONA se clasificó oficialmente como ultrasecreto hasta 1992. El 22 de febrero de 1995, las fotos tomadas por los satélites CORONA y también por dos programas contemporáneos (ARGON y KH-6 LANYARD) fueron desclasificadas en virtud de una Orden Ejecutiva firmada por el presidente Bill Clinton. La revisión adicional por parte de expertos en fotografía de los "sistemas de retorno de película de área amplia obsoletos que no sean CORONA" ordenada por la orden del presidente Clinton condujo a la desclasificación en 2002 de las fotos de las cámaras de baja resolución KH-7 y KH-9.

Desde entonces, las imágenes desclasificadas han sido utilizadas por un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Australia para localizar y explorar antiguos sitios habitacionales, fábricas de cerámica, tumbas megalíticas y restos arqueológicos paleolíticos en el norte de Siria. Del mismo modo, los científicos de Harvard han utilizado las imágenes para identificar rutas de viaje prehistóricas en Mesopotamia.

El Servicio Geológico de EE. UU. alberga más de 860 000 imágenes de la superficie de la Tierra entre 1960 y 1972 de los programas CORONA, ARGON y LANYARD.

Lanzamientos

Galería de imágenes

• 

  Air Force Satellite Control Facility during recovery operations

• 

  Parámetros de reentrada CORONA

• "A Point in Time: The CORONA Story" – una película documental sobre el primer proyecto de historia de satélites espía, creado por la CIA y NRO en 1995 para conmemorar la desclasificación del proyecto CORONA

• 
• 

  CORONA imagen de par estéreo de marco completo de Salton Lake California

• 

  Stereo medium CORONA image of Dinuba, California 1970

En la cultura popular

La novela de suspenso de 1963 Ice Station Zebra y su adaptación cinematográfica de 1968 se inspiraron, en parte, en noticias del 17 de abril de 1959, sobre una cápsula del satélite CORONA experimental perdida (Discoverer 2) que aterrizó sin darse cuenta cerca de Spitzbergen el 13 de abril de 1959. Si bien es posible que los agentes soviéticos hayan recuperado el vehículo, es más probable que la cápsula haya aterrizado en el agua y se haya hundido.