Topógrafo 3

Surveyor 3 fue el tercer módulo de aterrizaje del programa estadounidense Surveyor sin tripulación enviado para explorar la superficie de la Luna en 1967. Fue la primera misión en llevar una pala de muestreo de suelo superficial.

Surveyor 3 fue visitada por los astronautas del Apolo 12 Pete Conrad y Alan Bean en noviembre de 1969 y sigue siendo la única sonda visitada por humanos en otro mundo. Los astronautas del Apolo 12 extirparon varios componentes del Surveyor 3, incluida la cámara de televisión, y los devolvieron a la Tierra para su estudio.

Historia

Lanzado el 17 de abril de 1967, el Surveyor 3 aterrizó el 20 de abril de 1967 en la porción Mare Cognitum del Oceanus Procellarum (S3° 01' 41.43" W23° 27' 29.55&#34);), en un pequeño cráter que posteriormente se denominó Surveyor. Transmitió 6.315 imágenes de televisión a la Tierra, incluidas las primeras imágenes para mostrar cómo se veía el planeta Tierra desde la superficie de la Luna.

Mientras el Surveyor 3 aterrizaba en el cráter, rocas altamente reflectantes confundieron el radar de descenso lunar de la nave espacial. Los motores no se apagaron a 4,3 metros (14 pies) de altura como se pedía en los planes de la misión, y este retraso provocó que el módulo de aterrizaje rebotara dos veces en la superficie lunar. Su primer rebote alcanzó la altitud de unos 35 pies (11 metros). El segundo rebote alcanzó una altura de unos 3,4 metros (11 pies). En el tercer impacto con la superficie, desde la altitud inicial de 3 metros y una velocidad de cero, que estaba por debajo de la altitud planificada de 14 pies (4,3 metros) y descendiendo muy lentamente, el Surveyor 3 se estableció en un aterrizaje suave como se esperaba..

Esta misión Surveyor fue la primera que llevó una pala de muestreo de suelo superficial, que se puede ver en su brazo extensible en las imágenes. Este mecanismo estaba montado en un brazo accionado por un motor eléctrico y se utilizó para cavar cuatro trincheras en el suelo lunar. Estas trincheras tenían hasta 7 pulgadas (17,8 centímetros) de profundidad. Se colocaron muestras de suelo de las trincheras frente a las cámaras de televisión del Surveyor para ser fotografiadas y las imágenes enviadas por radio a la Tierra. Cuando llegó el primer anochecer lunar el 3 de mayo de 1967, el Surveyor 3 se apagó porque sus paneles solares ya no producían electricidad. En el próximo amanecer lunar (después de 14 días terrestres, o unas 336 horas), el Surveyor 3 no pudo reactivarse debido a las temperaturas extremadamente frías que había experimentado. Esto contrasta con el Surveyor 1, que pudo reactivarse dos veces después de las noches lunares, pero nunca más.

Surveyor 3 se hizo famoso después de que la tripulación del Apolo 12 lo usara como lugar de aterrizaje. Al aterrizar a poca distancia el 19 de noviembre de 1969, los astronautas tomaron varias fotografías de la sonda y sacaron una pala del muestreador de superficie de mecánica del suelo de la sonda, una sección de tubo de aluminio sin pintar de un puntal que soportaba el Surveyor'; s radar altímetro y sensor de velocidad Doppler, otra sección de tubo de aluminio que fue recubierta con pintura blanca inorgánica y un segmento de cable de televisión envuelto en una película de plástico aluminizado y la cámara de televisión del Surveyor 3 que fueron devueltos a la Tierra. Surveyor 3 es la única sonda visitada por humanos en otro mundo.

Instrumentos científicos

Televisión

Grabadora 3 cámara de regreso de la Luna por Apolo 12, en exhibición en el Museo Nacional del Aire y del Espacio

La cámara de televisión del Surveyor 3 constaba de un tubo vidicón, dos lentes de distancia focal de 25 y 100 milímetros, obturadores, filtros y un iris montado a lo largo de un eje inclinado unos 16 grados con respecto al eje central de la nave espacial. La cámara de televisión estaba montada debajo de un espejo que podía moverse en azimut (horizontalmente) y elevación (verticalmente). El funcionamiento de la cámara dependía completamente de la recepción de las órdenes adecuadas desde la Tierra. La cobertura cuadro por cuadro de la superficie lunar se obtuvo en los 360 grados completos en azimut, y desde +40 grados por encima del plano normal al eje Z de la cámara hasta -65 grados por debajo de este plano. Se utilizaron los modos de operación de cámara de TV de 600 y 200 líneas. El modo de 200 líneas transmitía a través de una antena omnidireccional y escaneaba un cuadro cada 61,8 segundos. Una transmisión de video completa de cada imagen de 200 líneas requería 20 segundos y usaba un ancho de banda de 1,2 kHz. Las imágenes de 600 líneas se transmitieron a través de una antena direccional. Estas imágenes se escanearon con una frecuencia de una vez cada 3,6 segundos. Cada imagen de 600 líneas requería un segundo nominal para ser leída del vidicon de la imagen, y su transmisión requería un ancho de banda de 220 kHz, utilizando la transmisión de imágenes digitales. Las fotos de televisión se mostraron en la Tierra en un monitor de televisión de exploración lenta que estaba cubierto con un fósforo de larga persistencia. Su persistencia se había seleccionado para que coincidiera con la velocidad de fotogramas máxima nominal. Se recibió un cuadro de identificación de TV para cada foto de TV entrante, y la imagen se mostró en tiempo real a una velocidad compatible con la de la imagen entrante. Estos datos fueron registrados en una grabadora de video en cinta magnética. La cámara devolvió 6315 imágenes entre el 20 de abril y el 3 de mayo de 1967, incluidas vistas de la propia nave espacial, estudios lunares panorámicos, vistas de la excavadora mecánica de superficie en funcionamiento y un eclipse de Sol del 24 de abril por parte de la Tierra.

El módulo lunar Apolo 12 aterrizó cerca de Surveyor 3 el 19 de noviembre de 1969. Los astronautas Conrad y Bean examinaron la nave espacial y trajeron alrededor de 10 kilogramos (22 lb) de partes del Surveyor a la Tierra, incluida su cámara de televisión., que ahora se encuentra en exhibición permanente en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington, D.C.

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  Panorama de la superficie de la mare

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  Bloques anglosales, de hasta 2 metros (6 pies 7 pulgadas) de diámetro, que forman parte de un campo desgarrado de bloques que rodean un cráter afilado de 3 metros (9,8 pies) de diámetro

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  Vista similar pero con iluminación diferente

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  Fragmentos bloqueados en la pared norte del cráter en el que se encuentra la nave espacial

Muestreador de superficie para mecánica de suelos

Surveyor 3 scoops, fotografiado por los astronautas Apolo 12

Muestrador de superficie de la mecánica del suelo de la nave espacial Surveyor 3 regresó a la Tierra por la tripulación del Apolo 12

Signo informativo para Surveyor 3 Soil Mechanics Surface Sampler regresó a la Tierra

El muestreador de superficie de mecánica del suelo fue diseñado para excavar, raspar y abrir zanjas en la superficie lunar y para transportar material de la superficie lunar mientras se fotografía para poder determinar las propiedades de la superficie lunar. La muestra se montó debajo de la cámara de televisión y consistía principalmente en una pala de aproximadamente 120 mm de largo y 50 mm de ancho. La pala constaba de un recipiente, una cuchilla afilada y un motor eléctrico para abrir y cerrar el recipiente. Se adjuntó una pequeña almohadilla para los pies a la puerta de la pala para presentar una superficie plana a la superficie lunar. La pala era capaz de contener una cantidad máxima de aproximadamente 32 mm de diámetro de material lunar sólido y un máximo de 100 cm³ de material granular. La pala estaba montada en un brazo de pantógrafo que podía extenderse aproximadamente 1,5 m o retraerse cerca del motor de la nave espacial. El brazo también podría moverse desde un acimut de +40 a -72 grados o elevarse 130 mm mediante motores. También podría dejarse caer sobre la superficie lunar bajo la fuerza proporcionada por la gravedad y un resorte. El muestreador de superficie realizó siete pruebas de apoyo, cuatro pruebas de zanja y 13 pruebas de impacto. El tiempo operativo total fue de 18 horas, 22 minutos en 10 ocasiones distintas. No se obtuvieron mediciones de las corrientes de motor y las fuerzas aplicadas a la superficie debido al estado de la telemetría de la nave espacial después del aterrizaje en la superficie lunar. Sin embargo, las estimaciones eran posibles. La pequeña constante de resorte del resorte de torsión impidió la determinación de la densidad de las pruebas de impacto. Se obtuvieron penetraciones de 38 a 50 mm de las pruebas de apoyo, y se alcanzó una profundidad de 175 mm durante las operaciones de excavación de zanjas. El diseño del mecanismo y su auxiliar electrónico fue más que adecuado para las operaciones en la superficie lunar. La primicia también fue devuelta a la Tierra por los astronautas del Apolo 12 y actualmente se encuentra en exhibición en el JPL.

Apolo 12 y la posibilidad de contaminación interplanetaria

Charles Conrad Jr., Comandante Apolo 12, está al lado de Surveyor 3. En el fondo está el módulo lunar Apolo 12, Intrépido. Alan L. Bean, el piloto del módulo lunar de Apolo 12 capturó la imagen.

El sitio de aterrizaje del Surveyor 3 se seleccionó más tarde también como el objetivo de aterrizaje del módulo lunar de la misión lunar tripulada del Apolo 12 en 1969. Se recolectaron varios componentes del módulo de aterrizaje del Surveyor 3 y se devolvieron a la Tierra para el estudio de la larga duración. efectos de exposición a largo plazo del duro entorno lunar en objetos y materiales hechos por el hombre. Aunque las sondas espaciales han regresado a la Tierra en las décadas posteriores al Apolo 12, esta sigue siendo la única ocasión en que los humanos han visitado una sonda que había sido enviada fuera del mundo.

Se afirma ampliamente que un tipo común de bacteria, Streptococcus mitis, contaminó accidentalmente la cámara del Surveyor antes del lanzamiento, y que la bacteria sobrevivió latente en el duro entorno lunar durante dos años y medio, supuestamente para ser detectado cuando el Apolo 12 trajera la cámara del Surveyor de regreso a la Tierra. Esta afirmación ha sido citada por algunos para dar crédito a la idea de la panspermia interplanetaria, pero lo que es más importante, llevó a la NASA a adoptar estrictos procedimientos abióticos para las sondas espaciales a fin de evitar la contaminación del planeta Marte y otros cuerpos astronómicos que se sospecha que tienen condiciones posiblemente adecuado para la vida. Más dramáticamente, la sonda espacial Galileo fue destruida deliberadamente al final de su misión al estrellarse contra Júpiter, para evitar la posibilidad de contaminar la luna joviana Europa con bacterias de la Tierra. La sonda Cassini también impactó a Saturno al final de su misión en 2017.

Sin embargo, investigadores independientes han cuestionado la afirmación de que las bacterias sobrevivieron en Surveyor 3 en la Luna. Existe la posibilidad de que la contaminación haya sido causada por el uso de un recipiente no hermético, o porque los científicos no cubrieron sus brazos en la sala limpia después del Apolo 12.

Orbitador de reconocimiento lunar

Lugar de aterrizaje fotografiado por Lunar Reconnaissance Orbiter en 2009

En 2009, el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) fotografió el lugar de aterrizaje del Surveyor 3 con cierto detalle, en el que también se podían ver las huellas de los pies de los astronautas circundantes. En 2011, el LRO regresó al lugar de aterrizaje a menor altitud para tomar fotografías de mayor resolución.