Topógrafo 1
Surveyor 1 fue el primer aterrizaje suave lunar en el programa Surveyor sin tripulación de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA, Estados Unidos). Este aterrizaje suave lunar recopiló datos sobre la superficie lunar que serían necesarios para los alunizajes tripulados del Apolo que comenzaron en 1969. El aterrizaje suave exitoso del Surveyor 1 en el Océano de las Tormentas fue el primero realizado por un Sonda espacial estadounidense en cualquier cuerpo extraterrestre, que ocurrió en el primer intento y solo cuatro meses después del primer aterrizaje suave en la Luna por parte de la sonda Luna 9 de la Unión Soviética.
Surveyor 1 se lanzó el 30 de mayo de 1966 desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Cabo Cañaveral, Florida, y aterrizó en la Luna el 2 de junio de 1966. Surveyor 1 transmitió 11 237 fotografías fijas de la superficie lunar a la Tierra mediante el uso de una cámara de televisión y un sofisticado sistema de radiotelemetría.
El programa Surveyor estuvo a cargo del Jet Propulsion Laboratory, en el condado de Los Ángeles, California, y la sonda espacial Surveyor fue construida por Hughes Aircraft Company en El Segundo, California.
Descripción de la misión
La serie de sondas espaciales Surveyor se diseñó para realizar los primeros aterrizajes suaves en la Luna de cualquier nave espacial estadounidense. El Surveyor 1 no llevó instrumentación específica para experimentos científicos, pero su cámara de televisión recopiló una cantidad considerable de datos científicos y luego los devolvió a la Tierra a través de Deep Space Network de 1966 a 1967. Estas naves espaciales llevaban dos cámaras de televisión, una para su aproximación, que no se utilizó en este caso, y otro para tomar imágenes fijas de la superficie lunar. Había más de 100 sensores de ingeniería a bordo de cada Surveyor. Sus sistemas de televisión transmitieron imágenes de la plataforma de la nave espacial y el terreno lunar circundante y los materiales de la superficie. Estas naves espaciales también adquirieron datos sobre la reflectividad del radar de la superficie lunar, la fuerza de carga de la superficie lunar y las temperaturas para su uso en el análisis de las temperaturas de la superficie lunar. (Las sondas espaciales Surveyor posteriores, comenzando con Surveyor 3, llevaron instrumentos científicos para medir la composición y las propiedades mecánicas del "suelo" lunar).
Surveyor 1 se lanzó el 30 de mayo de 1966 y se envió directamente en una trayectoria a la Luna sin ninguna órbita de estacionamiento. Sus retrocohetes se apagaron a una altura de unos 3,4 metros sobre la superficie lunar. Surveyor 1 cayó libremente a la superficie desde esta altura, y aterrizó en la superficie lunar el 2 de junio de 1966, en el Oceanus Procellarum. Esta ubicación estaba en 2°28′26″S 43°20′20″W / 2,474°S 43,339°W / -2,474; -43.339. Esto está dentro de la parte noreste del gran cráter llamado Flamsteed P (o el Anillo de Flamsteed). Flamsteed se encuentra dentro de Flamsteed P en el lado sur.
La duración del vuelo espacial del Surveyor 1 fue de unas 63 horas y 30 minutos. El peso de lanzamiento lunar del Surveyor 1 fue de aproximadamente 995,2 kilogramos (2194 lb), y su peso de aterrizaje (menos el propulsor de maniobra gastado, su retrocohete de combustible sólido (que había sido desechado) y su sistema de altímetro de radar) fue de aproximadamente 294,3 kilogramos (649 lb).
Surveyor 1 transmitió datos de video desde la Luna desde poco después de su aterrizaje hasta el 14 de julio de 1966, pero con un período sin operaciones durante la noche lunar de dos semanas del 14 de junio de 1966 al 7 de julio de 1966. Debido a que el La Luna siempre presenta la misma cara a la Tierra, "línea de visión" las comunicaciones por radio con el Surveyor 1 solo requerían cambios en las estaciones terrestres a medida que la Tierra giraba. Sin embargo, dado que funcionaba con energía solar, el Surveyor 1 no tenía electricidad para funcionar durante las dos semanas de las noches lunares.
El retorno de la información de ingeniería (temperaturas, etc.) del Surveyor 1 continuó hasta el 7 de enero de 1967, con varias interrupciones durante las noches lunares.
El aterrizaje de Surveyor 1 se transmitió en vivo en algunas cadenas de televisión, y el éxito del primer aterrizaje de Surveyor se consideró sorprendente, especialmente después de la falla de varias naves espaciales Ranger en ruta a la Luna. Justin Rennilson, anteriormente de Jet Propulsion Laboratory, declaró: "Calculamos que la probabilidad de éxito era de alrededor del 10 al 15 por ciento". Entre cientos de otros desafíos, un enlace de comunicación ininterrumpido para la navegación y el control fue fundamental para el éxito.
Instrumentos científicos
Televisión
La cámara de televisión constaba de un tubo vidicón, una lente de zoom operada en cualquier extremo de su rango que resultaba en distancias focales de 25 y 100 milímetros, lo que resultaba en campos ópticos de visión de 25,3 o 6,43 grados, un obturador, varios filtros y sistema de iris montado a lo largo de un eje inclinado aproximadamente 16 grados desde el eje central del Surveyor 1. La cámara estaba montada debajo de un espejo que podía moverse en azimut y elevación. La rotación del espejo en la dirección del acimut, al mismo tiempo que proporciona la capacidad de cobertura del acimut, da como resultado una rotación de la imagen proporcional a la posición del acimut angular del espejo. Esto se debe a que el plano de la imagen y la trama de exploración del vidicon están estacionarios con respecto al eje del acimut del espejo. El mecanismo de accionamiento del espejo que consiste en motores paso a paso proporcionó un tamaño de paso de 2,48° ±0,1° en elevación y 3,0° ±0,1° en acimut. Esta referencia de paso calibrada permitió la creación de grandes mosaicos compuestos de la superficie lunar y el uso de la lectura de datos del iris y el posicionamiento del enfoque de la lente permitió algunas mediciones fotogramétricas de varias características lunares. El funcionamiento de la cámara de televisión dependía de la recepción de los comandos de radio adecuados desde la Tierra. La cobertura cuadro por cuadro de la superficie lunar se obtuvo en 360 grados en azimut y desde +40 grados por encima del plano normal al eje de la cámara hasta -65 grados por debajo de este plano. Se utilizaron modos de operación de 600 y 200 líneas. El modo de 200 líneas transmitió a través de una antena omnidireccional las primeras 14 fotos y escaneó un cuadro cada 61,8 segundos. Las transmisiones restantes fueron de imágenes de 600 líneas sobre una antena direccional, y cada cuadro se escaneaba cada 3,6 segundos. Cada imagen de 200 líneas requería 20 segundos para una transmisión de video completa y usaba un ancho de banda de radio de alrededor de 1,2 kilohercios.
Cada imagen de 600 líneas requería aproximadamente un segundo para ser leída desde el tubo vidicón, y requerían un ancho de banda de radio de aproximadamente 220 kilohercios. Las transmisiones de datos se convirtieron en una señal de TV estándar tanto para circuito cerrado de TV como para transmisión de TV. Las imágenes de televisión se mostraron en la Tierra en un monitor de exploración lenta recubierto con un fósforo de larga persistencia. La persistencia se seleccionó para que coincidiera de manera óptima con la velocidad de fotogramas máxima nominal. Se recibió un cuadro de identificación de TV por cada cuadro de TV entrante y se mostró en tiempo real a una velocidad compatible con la imagen entrante. Estos datos fueron registrados en una grabadora de cinta magnética de video. La cámara de televisión del Surveyor 1 tomó más de 10 000 imágenes antes de la puesta de sol lunar del 14 de junio de 1966. En estas imágenes se incluyeron panoramas de gran angular y de ángulo estrecho, estudios de rango de enfoque, estudios fotométricos, estudios de áreas especiales y fotografía celeste. El Surveyor 1 respondió a los comandos para activar la cámara el 7 de julio y, para el 14 de julio de 1966, había devuelto casi 1000 imágenes más.
La sombra del topador 1 contra la superficie lunar (imagen interior)
La superficie de la mare
Otra vista de la superficie de la mare
Cráter de forma irregular en el sitio de aterrizaje
roca moteada de unos 50 cm de largo cerca de Surveyor 1
Deformímetro
Se montaron galgas extensiométricas en cada amortiguador de patas para registrar las fuerzas axiales máximas en el impacto de aterrizaje de la nave espacial. Fueron diseñados para aceptar una fuerza de aproximadamente 800 kgf (7,8 kN).
Legado y estado
El 6 de enero de 1967, Surveyor 1 se reactivó durante 12 horas. La nave espacial devolvió datos sobre el movimiento de la Luna, que se utilizarían para refinar el mapa de su trayectoria orbital alrededor de la Tierra, así como para determinar mejor la distancia entre los dos mundos.
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