Programa orbitador lunar
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El programa Lunar Orbiter fue una serie de cinco misiones orbitadoras lunares no tripuladas lanzadas por los Estados Unidos entre 1966 y 1967. Su objetivo era ayudar a seleccionar los lugares de aterrizaje del Apolo mediante el mapeo de la superficie de la Luna. proporcionaron las primeras fotografías de la órbita lunar y fotografiaron tanto la Luna como la Tierra.
Las cinco misiones fueron exitosas y el 99 % de la superficie lunar se cartografió a partir de fotografías tomadas con una resolución de 60 metros (200 pies) o superior. Las primeras tres misiones se dedicaron a obtener imágenes de 20 posibles sitios de aterrizaje lunar tripulados, seleccionados en base a observaciones terrestres. Estos fueron volados en órbitas de baja inclinación. Las misiones cuarta y quinta se dedicaron a objetivos científicos más amplios y volaron en órbitas polares de gran altitud. Lunar Orbiter 4 fotografió todo el lado cercano y el nueve por ciento del lado lejano, y Lunar Orbiter 5 completó la cobertura del lado lejano y adquirió imágenes de resolución media (20 m o 66 pies) y alta (2 m o 6 pies 7 pulgadas) de 36 imágenes preseleccionadas. áreas Todas las naves espaciales Lunar Orbiter fueron lanzadas por vehículos de lanzamiento Atlas-Agena-D.
Los Lunar Orbiters tenían un ingenioso sistema de imágenes, que consistía en una cámara de doble lente, una unidad de procesamiento de películas, un escáner de lectura y un aparato de manipulación de películas. Ambas lentes, una lente de alta resolución (HR) de ángulo estrecho de 610 mm (24 pulgadas) y una lente de resolución media (MR) de ángulo ancho de 80 mm (3,1 pulgadas), colocaron sus exposiciones de cuadro en un solo rollo de película de 70 mm. Los ejes de las dos cámaras coincidían, por lo que el área representada en los cuadros HR se centró dentro de las áreas del cuadro MR. La película se movió durante la exposición para compensar la velocidad de la nave espacial, que fue estimada por un sensor electroóptico. Luego, la película se procesó, escaneó y las imágenes se transmitieron de regreso a la Tierra.
Durante las misiones Lunar Orbiter, se tomaron las primeras imágenes de la Tierra en su conjunto, comenzando con la salida de la Tierra sobre la superficie lunar por Lunar Orbiter 1 en agosto de 1966. La primera imagen completa de la Tierra fue tomada por Lunar Orbiter 5 el 8 de agosto de 1967. El Lunar Orbiter 5 tomó una segunda foto de toda la Tierra el 10 de noviembre de 1967.
Naves espaciales y subsistemas
La propuesta de Boeing-Eastman Kodak fue anunciada por la NASA el 20 de diciembre de 1963. El autobús principal del Lunar Orbiter tenía la forma general de un cono truncado, 1,65 m (5 ft 5 in) de alto y 1,5 m (4 ft 11 pulgadas) de diámetro en la base. La nave espacial estaba compuesta por tres cubiertas sostenidas por vigas y un arco. La cubierta del equipo en la base de la nave contenía la batería, el transpondedor, el programador de vuelo, la unidad de referencia inercial (IRU), el rastreador de estrellas Canopus, el decodificador de comando, el codificador multiplex, el amplificador de tubo de onda viajera (TWTA) y el sistema fotográfico. Se montaron cuatro paneles solares para extenderse desde esta plataforma con una luz total de 3,72 m (12,2 pies). También se extendía desde la base de la nave espacial una antena de alta ganancia en un brazo de 1,32 m (4 pies 4 pulgadas) y una antena de baja ganancia en un brazo de 2,08 m (6 pies 10 pulgadas). Encima de la cubierta del equipo, la cubierta central albergaba el motor de control de velocidad, los tanques de propelente, oxidante y presurización, los sensores solares y los detectores de micrometeoritos. La tercera cubierta consistía en un escudo térmico para proteger la nave espacial del disparo del motor de control de velocidad. La tobera del motor sobresalía por el centro del escudo. Montados en el perímetro de la cubierta superior había cuatro propulsores de control de actitud.
Los cuatro paneles solares que contienen 10 856 n/p de células solares proporcionaron una potencia de 375 W que harían funcionar directamente la nave espacial y también cargarían la batería de níquel-cadmio de 12 A·h. Las baterías se usaron durante los breves períodos de ocultación cuando no había energía solar disponible. La propulsión para las maniobras principales fue proporcionada por el motor de control de velocidad con cardán, un motor de cohete hipergólico de 440 newtons (100 lbf) de empuje Marquardt Corp. La estabilización de tres ejes y el control de actitud fueron proporcionados por cuatro chorros de gas nitrógeno de 4 newtons (1 lbf). El conocimiento de navegación fue proporcionado por cinco sensores solares, el sensor estelar Canopus y el sistema de navegación inercial. Las comunicaciones se realizaron a través de un transmisor de 10 W y una antena direccional de alta ganancia de un metro de diámetro para la transmisión de fotografías, y un transmisor de 0,5 W y una antena omnidireccional de baja ganancia para otras comunicaciones. Ambos transmisores operaron en la banda S a aproximadamente 2295 MHz. El control térmico se mantuvo mediante una manta térmica de Mylar y Dacron aluminizado multicapa que envolvía el autobús principal, pintura especial, aislamiento y pequeños calentadores.
La cámara usó dos lentes para exponer simultáneamente una imagen de gran angular y una de alta resolución en la misma película. El modo gran angular de resolución media usó una lente Xenotar F 2.8 de 80 mm fabricada por Schneider Kreuznach de Alemania Occidental. El modo de alta resolución utilizó una lente panorámica F 5.6 de 610 mm fabricada por Pacific Optical Company.
La película fotográfica se reveló en órbita con un proceso semiseco y luego se escaneó con un fotomultiplicador para transmitirla a la Tierra. Este sistema fue adaptado con el permiso de la NRO de la cámara de reconocimiento SAMOS E-1, construida por Kodak para un proyecto de imágenes satelitales casi en tiempo real de corta duración de la USAF.
Originalmente, la Fuerza Aérea había ofrecido a la NASA varias cámaras de repuesto del programa KH-7 GAMBIT, pero luego las autoridades comenzaron a preocuparse por la seguridad que rodeaba a las cámaras clasificadas, incluida la posibilidad de que las imágenes de la Luna revelaran su resolución. Se hicieron algunas propuestas para que la NASA no publique los parámetros orbitales de las sondas Lunar Orbiter para que la resolución de las imágenes no se pueda calcular a través de su altitud. Al final, los sistemas de cámara existentes de la NASA, aunque de menor resolución, demostraron ser adecuados para las necesidades de la misión.
Posible respaldo
Como respaldo del programa Lunar Orbiter, la NASA y la NRO cooperaron en el Lunar Mapping and Survey System (LM&SS), basado en el satélite de reconocimiento KH-7. Reemplazando el Módulo Lunar en el Saturno V, los astronautas del Apolo operarían LM&SS de forma remota en órbita lunar. La NASA canceló el proyecto en el verano de 1967 tras el completo éxito de los Lunar Orbiters.
Resultados
El programa Lunar Orbiter constaba de cinco naves espaciales que devolvieron fotografías del 99 % de la superficie de la Luna (lado cercano y lejano) con una resolución de hasta 1 metro (3 pies 3 pulgadas). En total, los Orbiters devolvieron 2180 fotogramas de alta resolución y 882 de resolución media. Los experimentos con micrometeoroides registraron 22 impactos que muestran que el flujo promedio de micrometeoroides cerca de la Luna fue aproximadamente dos órdenes de magnitud mayor que en el espacio interplanetario, pero ligeramente menor que en el entorno cercano a la Tierra. Los experimentos de radiación confirmaron que el diseño del hardware de Apolo protegería a los astronautas de la exposición a corto plazo promedio y mayor que el promedio a eventos de partículas solares.
El uso de Lunar Orbiters para el seguimiento para evaluar las estaciones de seguimiento de la Red de vuelos espaciales tripulados y el Programa de determinación de la órbita de Apolo fue exitoso, con tres de los Lunar Orbiters (2, 3 y 5) siendo rastreados simultáneamente desde agosto hasta octubre de 1967. Finalmente, se ordenó a todos los Lunar Orbiters que se estrellaran en la Luna antes de que se agotara el combustible de control de actitud para que no presentaran peligros de navegación o comunicaciones para los vuelos posteriores de Apolo. El programa Lunar Orbiter fue administrado por el Centro de Investigación Langley de la NASA a un costo total de aproximadamente $ 200 millones.
El seguimiento Doppler de los cinco orbitadores permitió el mapeo del campo gravitatorio de la Luna y el descubrimiento de concentraciones de masa (mascons), o máximos gravitacionales, que se ubicaron en los centros de algunos (pero no todos) de los mares lunares.
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A continuación se muestra la información del registro de vuelo de las cinco misiones fotográficas de Lunar Orbiter:
- Lunar Orbiter 1
- Lanzado el 10 de agosto de 1966
- Luna Imagen: 18 de agosto a 29 de 1966
- Impacto con la Luna: 29 de octubre de 1966
- Misión de inspección del sitio de aterrizaje de Apolo
- Lunar Orbiter 2
- Lanzado el 6 de noviembre de 1966
- Luna Imagen: 18 a 25 de noviembre de 1966
- Impacto con la Luna: 11 de octubre de 1967
- Misión de inspección del sitio de aterrizaje de Apolo
- Lunar Orbiter 3
- Lanzado el 5 de febrero de 1967
- Luna Imagen: 15 a 23 de febrero de 1967
- Impacto con la Luna: 9 de octubre de 1967
- Misión de inspección del sitio de aterrizaje de Apolo
- Lunar Orbiter 4
- Lanzado el 4 de mayo de 1967
- Luna Imagen: 11 a 26 de mayo de 1967
- Impacto con la Luna: Aproximadamente 31 de octubre de 1967
- Misión de cartografía lunar
- Lunar Orbiter 5
- Lanzado 1 de agosto de 1967
- Luna Imagen: 6 de agosto a 18 de 1967
- Impacto con la Luna: 31 de enero de 1968
- Misión Lunar de cartografía y encuestas
Disponibilidad de datos
Las fotografías orbitales del Lunar Orbiter se transmitieron a la Tierra como datos analógicos después de escanear a bordo la película original en una serie de tiras. Los datos se escribieron en cinta magnética y también en película. Los datos de la película se utilizaron para crear mosaicos hechos a mano de marcos de Lunar Orbiter. Cada exposición LO resultó en dos fotografías: marcos de resolución media grabados por la lente de distancia focal de 80 mm y marcos de alta resolución grabados por la lente de distancia focal de 610 mm. Debido a su gran tamaño, los marcos HR se dividieron en tres secciones o submarcos. Se crearon impresiones de gran formato (16 por 20 pulgadas (410 mm × 510 mm)) de los mosaicos y se distribuyeron varias copias en los EE. UU. a las bibliotecas de imágenes y datos de la NASA conocidas como Instalaciones Regionales de Información Planetaria. Las impresionantes vistas resultantes eran generalmente de una resolución espacial muy alta y cubrían una parte sustancial de la superficie lunar, pero sufrían de una 'persiana veneciana'. stripping, datos perdidos o duplicados, y frecuentes efectos de saturación que dificultaban su uso. Durante muchos años, estas imágenes han sido la base de gran parte de la investigación científica lunar. Debido a que se obtuvieron en ángulos solares bajos a moderados, los mosaicos fotográficos del Lunar Orbiter son particularmente útiles para estudiar la morfología de las características topográficas lunares.
Se han publicado varios atlas y libros con fotografías de Lunar Orbiter. Quizás el más definitivo fue el de Bowker y Hughes (1971); contenía 675 placas fotográficas con una cobertura aproximadamente global de la Luna. En parte debido al gran interés en los datos y en parte porque ese atlas está agotado, la tarea se llevó a cabo en el Lunar and Planetary Institute para escanear las impresiones de gran formato de los datos del Lunar Orbiter. Estos se pusieron a disposición en línea como el Atlas Fotográfico de la Luna del Orbitador Lunar Digital.
Recuperación y digitalización de datos
En 2000, el Programa de Investigación de Astrogeología del Servicio Geológico de EE. UU. en Flagstaff, Arizona, fue financiado por la NASA (como parte del Proyecto de Digitalización del Orbitador Lunar, archivado el 23 de noviembre de 2017 en Wayback Machine) para escanear archivos con una resolución de 25 micrómetros. Tiras de película positivas LO que se produjeron a partir de los datos originales. El objetivo era producir un mosaico global de la Luna utilizando los mejores marcos disponibles de Lunar Orbiter (en gran medida la misma cobertura que la de Bowker y Hughes, 1971). Los marcos se construyeron a partir de tiras de película escaneadas; fueron construidos digitalmente, controlados geométricamente y proyectados en mapas sin las rayas que se habían notado en los marcos fotográficos originales. Debido a su énfasis en la construcción de un mosaico global, este proyecto solo escaneó alrededor del 15% de los marcos fotográficos disponibles de Lunar Orbiter. Los datos de las misiones Lunar Orbiter III, IV y V se incluyeron en el mosaico global.
Además, el proyecto de digitalización del USGS creó marcos a partir de imágenes de Lunar Orbiter de muy alta resolución para varios 'sitios de interés científico'. Estos sitios se identificaron en la década de 1960 cuando se seleccionaron los sitios de aterrizaje del Apolo. Se han publicado marcos para sitios como el lugar de aterrizaje del Apolo 12, Marius Hills y Sulpicius Gallus rille.
En 2007, el Proyecto de recuperación de imágenes de Lunar Orbiter (LOIRP) inició un proceso para convertir las imágenes de Lunar Orbiter directamente de las grabaciones de video analógicas Ampex FR-900 originales de los datos de la nave espacial al formato de imagen digital, un cambio que proporcionó una gran mejora resolución sobre las imágenes originales publicadas en la década de 1960. La primera de estas imágenes restauradas se publicó a fines de 2008. Casi todas las imágenes del Lunar Orbiter se recuperaron con éxito en febrero de 2014 y se están procesando digitalmente antes de enviarlas al Sistema de datos planetarios de la NASA.
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Teleférico (ferrocarril)
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