Lunar Orbiter programı - Lunar Orbiter program

Ay yörünge uzay aracı (NASA)

Ay Orbiter programı beş bir dizi oldu uncrewed Ay orbiter tarafından başlatılan misyonlar ABD yardımı için Amaçlanan 1967 ile 1966 arasından seçim Apollo Ay yüzeyini eşleyerek iniş siteleri, onlar Ay yörüngesinden ilk fotoğrafları sağlanan ve Ay ve hem fotoğraflandı Dünya.

Beş görevin tümü başarılı oldu ve Ay yüzeyinin yüzde 99'u 60 metre (200 ft) veya daha iyi bir çözünürlükle çekilen fotoğraflardan haritalandı. İlk üç görev, Dünya tabanlı gözlemlere göre seçilen 20 potansiyel mürettebatlı ay iniş sahasını görüntülemeye adanmıştı. Bunlar düşük eğimli yörüngelerde uçtu. Dördüncü ve beşinci görevler daha geniş bilimsel hedeflere ayrılmıştı ve yüksek irtifa kutup yörüngelerinde uçuldu. Lunar Orbiter 4, tüm yakın tarafın ve uzak tarafın yüzde dokuzunun fotoğrafını çekti ve Lunar Orbiter 5 uzak taraf kapsamını tamamladı ve orta (20 m (66 ft)) ve yüksek (2 m (6 ft 7 inç)) çözünürlüklü görüntüler elde etti. 36 önceden seçilmiş alan. Lunar Orbiter uzay aracının tamamı Atlas-Agena -D fırlatma araçlarıyla fırlatıldı.

Lunar Orbiters, çift lensli bir kamera , bir film işleme ünitesi, bir okuma tarayıcısı ve bir film işleme aparatından oluşan dahiyane bir görüntüleme sistemine sahipti . Her iki lens, 610 mm (24 inç) dar açılı yüksek çözünürlüklü (HR) lens ve 80 mm (3.1 inç) geniş açılı orta çözünürlüklü (MR) lens, çerçeve pozlarını tek bir 70 mm film rulosu üzerine yerleştirdi . İki kameranın eksenleri çakıştı, bu nedenle İK çerçevelerinde görüntülenen alan MR çerçeve alanları içinde ortalandı. Film, bir elektro-optik sensör tarafından tahmin edilen uzay aracı hızını telafi etmek için pozlama sırasında hareket ettirildi . Film daha sonra işlendi, tarandı ve görüntüler Dünya'ya geri gönderildi.

Lunar Orbiter görevleri sırasında, Ağustos 1966'da Lunar Orbiter 1 tarafından Ay yüzeyinde Dünya'nın yükselmesinden başlayarak, bir bütün olarak Dünya'nın ilk resimleri çekildi. Tüm Dünya'nın ilk tam resmi, Ay Orbiter 5 tarafından çekildi. 8 Ağustos 1967. Tüm Dünya'nın ikinci bir fotoğrafı, 10 Kasım 1967'de Lunar Orbiter 5 tarafından çekildi.

Uzay aracı ve alt sistemler

Ay Orbiter diyagramı (NASA)
Ay Yörüngesi Mühendisliği Maketi

Boeing-Eastman Kodak önerisi NASA tarafından 20 Aralık 1963'te duyuruldu. Lunar Orbiter'ın ana otobüsü, 1,65 m (5 ft 5 inç) yüksekliğinde ve 1,5 m (4 ft 11 inç) uzunluğunda kesik bir koni şeklindeydi. tabandaki çap. Uzay aracı, makaslarla desteklenen üç güverte ve bir kemerden oluşuyordu. Geminin tabanındaki ekipman güvertesi, batarya, transponder , uçuş programcısı, atalet referans birimi (IRU), Canopus yıldız izleyici , komut kod çözücü, multipleks kodlayıcı, hareketli dalga tüp amplifikatörü (TWTA) ve fotoğraf sistemini barındırıyordu. Toplam 3,72 m (12,2 ft) genişliğinde bu güverteden uzanacak şekilde dört güneş paneli monte edildi. Ayrıca uzay aracının tabanından çıkan, 1.32 m'lik (4 ft 4 inç) bir bom üzerinde yüksek kazançlı bir anten ve 2.08 m'lik (6 ft 10 inç) bir bom üzerinde düşük kazançlı bir anten vardı. Ekipman güvertesinin üstünde, orta güverte hız kontrol motoru, itici gaz, oksitleyici ve basınçlandırma tankları, Güneş sensörleri ve mikrometeoroid detektörlerini barındırıyordu. Üçüncü güverte, uzay aracını hız kontrol motorunun ateşlemesinden korumak için bir ısı kalkanından oluşuyordu. Motorun nozulu, kalkanın ortasından dışarı çıkmıştı. Üst güvertenin çevresine dört adet tavır kontrol iticisi monte edildi .

375 W'lık güç, uzay aracını doğrudan çalıştıran ve ayrıca 12 A · h nikel-kadmiyum pili şarj eden 10.856 n / p güneş hücresi içeren dört güneş paneli tarafından sağlandı . Piller, güneş enerjisinin bulunmadığı kısa kapatma dönemlerinde kullanıldı. Büyük manevralar için itme gücü , bir hipergolik 100 pound-kuvvet (445 N) itme Marquardt Corp. roket motoru olan yalpalanmış hız kontrol motoru tarafından sağlandı . Üç eksenli stabilizasyon ve tutum kontrolü, dört adet bir lb-kuvvetli (dört newton) nitrojen gazı jeti ile sağlandı. Navigasyon bilgisi beş güneş sensörü , Canopus yıldız sensörü ve atalet navigasyon sistemi tarafından sağlandı . İletişim, fotoğrafların iletimi için 10 W verici ve yönlü bir metre çapında yüksek kazançlı anten ve diğer iletişimler için 0,5 W verici ve çok yönlü düşük kazançlı anten aracılığıyla gerçekleştirildi. Her iki verici de yaklaşık 2295 MHz'de S bandında çalışıyordu. Isı kontrolü, ana otobüsü, özel boyayı, yalıtımı ve küçük ısıtıcıları örten çok katmanlı alüminize Mylar ve Dacron termal battaniyesi ile sağlandı .

Kamera, aynı film üzerinde bir geniş açılı ve yüksek çözünürlüklü bir görüntüyü aynı anda pozlamak için iki lens kullandı. Geniş açılı, orta çözünürlüklü mod , Batı Almanya'dan Schneider Kreuznach tarafından üretilen 80 mm F 2.8 Xenotar lensi kullandı . Yüksek çözünürlüklü mod, Pacific Optical Company tarafından üretilen 610 mm F 5.6 Panoramik lensi kullandı.

Fotoğraf filmi, yarı yarıya bir işlemle yörüngede geliştirildi ve daha sonra Dünya'ya iletilmek üzere bir fotoçoğaltıcı tarafından tarandı . Bu sistem, kısa ömürlü bir USAF neredeyse gerçek zamanlı uydu görüntüleme projesi için Kodak tarafından inşa edilen SAMOS E-1 keşif kamerasından NRO'nun izniyle uyarlandı .

Başlangıçta, Hava Kuvvetleri NASA'ya KH-7 GAMBIT programından birkaç yedek kamera teklif etmişti , ancak daha sonra yetkililer, Ay'ın görüntülerinin çözünürlüklerini vermesi olasılığı da dahil olmak üzere, sınıflandırılmış kameraları çevreleyen güvenlik konusunda endişelendi. NASA'nın Ay Orbiter sondalarının yörünge parametrelerini yayınlamaması, böylece görüntülerin çözünürlüğünün rakımları üzerinden hesaplanamaması yönünde bazı önerilerde bulunuldu. Sonuçta, NASA'nın mevcut kamera sistemleri, daha düşük çözünürlüklü iken, görevin ihtiyaçları için yeterli olduğunu kanıtladı.

Potansiyel yedekleme

Ay Orbiter programının bir yedeği olarak NASA ve NRO, KH-7 keşif uydusuna dayanan Ay Haritalama ve Araştırma Sistemi (LM&SS) üzerinde işbirliği yaptı . Değiştirme Ay Modülü içinde Satürn V Apollo astronotları ay yörüngede uzaktan LM ve SS faaliyet gösterecektir. NASA, Ay Yörüngelerinin tam başarısının ardından 1967 yazında projeyi iptal etti.

Sonuçlar

Lunar Orbiter programı , 1 metreye (3 ft 3 inç) kadar düşük çözünürlükle Ay yüzeyinin (yakın ve uzak taraf ) yüzde 99'unun fotoğrafını döndüren beş uzay aracından oluşuyordu . Orbiters, toplamda 2180 yüksek çözünürlüklü ve 882 orta çözünürlüklü kare döndürdü. Mikrometeoroid deneyleri, Ay'a yakın ortalama mikrometeoroid akısının gezegenler arası uzaydan yaklaşık iki kat daha büyük, ancak Dünya'ya yakın ortamdakinden biraz daha az olduğunu gösteren 22 çarpma kaydetti. Radyasyon deneyleri, Apollo donanımının tasarımının astronotları ortalama ve ortalama kısa süreli güneş partikülü olaylarına maruz kalmaktan koruyacağını doğruladı.

Değerlendirmek için izlemek için Ay orbiters kullanımı İnsanlı Uzay Uçuş Ağı Ay orbiters üç (2, 3 ve 5) ile izleme istasyonları ve Program başarılı oldu Apollo Orbit Belirlenmesi Ekim 1967'de Ay orbiters Ağustos-eşzamanlı izleniyor Nihayetinde, tutum kontrol yakıtı bitmeden önce Ay'a çarpmaları emredildi, böylece daha sonraki Apollo uçuşları için seyir veya iletişim tehlikesi oluşturmayacaklardı. Lunar Orbiter programı, kabaca 200 milyon dolarlık bir toplam maliyetle NASA Langley Araştırma Merkezi tarafından yönetildi .

Beş yörüngenin Doppler takibi, Ay'ın yerçekimi alanının haritalanmasına ve Ay Maria'nın bazılarının (ancak hepsinin değil) merkezlerinde bulunan kütle konsantrasyonlarının (masconlar) veya yerçekimsel yükseklerin keşfine izin verdi .

Lunar Orbiter kamera (NASA)

Beş Ay Orbiter fotografik görevinin uçuş günlüğü bilgileri aşağıdadır:

  • Ay Yörüngesi 1
    • 10 Ağustos 1966'da başlatıldı
    • Görüntülenen Ay: 18-29 Ağustos 1966
    • Ay ile Etkisi: 29 Ekim 1966
    • Apollo iniş alanı anket görevi
  • Ay Yörüngesi 2
    • 6 Kasım 1966'da başlatıldı
    • Görüntülenen Ay: 18-25 Kasım 1966
    • Ay ile Etkisi: 11 Ekim 1967
    • Apollo iniş alanı anket görevi
  • Ay Yörüngesi 3
    • 5 Şubat 1967'de başlatıldı
    • Görüntülenen Ay: 15-23 Şubat 1967
    • Ay ile Etkisi: 9 Ekim 1967
    • Apollo iniş alanı anket görevi
  • Ay Yörüngesi 4
    • 4 Mayıs 1967
    • Görüntülenen Ay: 11-26 Mayıs 1967
    • Ay ile Etkisi: Yaklaşık 31 Ekim 1967
    • Ay haritalama görevi
  • Ay Yörüngesi 5
    • 1 Ağustos 1967
    • Görüntülenen Ay: 6-18 Ağustos 1967
    • Ay ile Etkisi: 31 Ocak 1968
    • Ay haritası ve yüksek çözünürlüklü anket görevi

Veri kullanılabilirliği

Ay Yörüngesi yörünge fotoğrafları, orijinal filmin bir dizi şerit halinde yerleşik olarak taranmasının ardından Dünya'ya analog veri olarak iletildi. Veriler manyetik banda ve ayrıca filme yazılmıştır. Film verileri, Lunar Orbiter çerçevelerinin el yapımı mozaiklerini oluşturmak için kullanıldı. Her LO pozu iki fotoğrafla sonuçlandı: 80 mm odak uzunluklu lens tarafından kaydedilen orta çözünürlüklü kareler ve 610 mm odak uzunluklu lens tarafından kaydedilen yüksek çözünürlüklü kareler. Büyük boyutları nedeniyle, HR çerçeveleri üç bölüme veya alt çerçevelere ayrıldı. Mozaiklerden geniş formatlı baskılar (16 x 20 inç (410 mm × 510 mm)) oluşturuldu ve ABD genelinde NASA görüntülerine ve Bölgesel Gezegensel Bilgi Tesisleri olarak bilinen veri kitaplıklarına birkaç kopya dağıtıldı . Ortaya çıkan olağanüstü görüntüler, genellikle çok yüksek uzaysal çözünürlüğe sahipti ve Ay yüzeyinin önemli bir bölümünü kapladı, ancak bir "jaluzi" şeritlemesinden, eksik veya çoğaltılmış verilerden ve kullanımlarını engelleyen sık doygunluk etkilerinden muzdarip oldular. Uzun yıllar boyunca bu görüntüler, ayla ilgili bilimsel araştırmaların çoğunun temelini oluşturdu. Düşük ve orta Güneş açılarında elde edildikleri için, Lunar Orbiter fotografik mozaikleri özellikle ay topografik özelliklerinin morfolojisini incelemek için kullanışlıdır.

Lunar Orbiter fotoğraflarını içeren birkaç atlas ve kitap yayınlandı. Belki de en kesin olanı Bowker ve Hughes (1971) ' inki idi ; yaklaşık olarak Ay'ı kapsayan 675 fotoğraf plakası içeriyordu. Kısmen verilere olan ilginin yüksek olması ve kısmen de bu atlasın baskısı tükenmiş olması nedeniyle, Lunar and Planetary Institute'da Lunar Orbiter verilerinin geniş formatlı baskılarını tarama görevi üstlendi . Bunlar, Dijital Ay Yörüngesi Ayın Fotoğraf Atlası olarak çevrimiçi olarak sunuldu .

Veri kurtarma ve dijitalleştirme

LOIRP tarafından oluşturulan alttaki yeniden işlenmiş versiyona kıyasla, en üstteki orijinal görüntünün bir detayı .

2000 yılında, Flagstaff, Arizona'daki ABD Jeolojik Araştırması Astrojeoloji Araştırma Programı , orijinal verilerden üretilen 25 mikrometre çözünürlüklü arşiv LO pozitif film şeritlerini taramak için NASA tarafından finanse edildi ( Ay Orbiter Dijitalleştirme Projesinin bir parçası olarak ). Amaç, mevcut en iyi Lunar Orbiter çerçevelerini (Bowker ve Hughes, 1971 ile büyük ölçüde aynı kapsama alanı) kullanarak Ay'ın küresel bir mozaiğini üretmekti . Çerçeveler taranmış film şeritlerinden yapılmıştır; orijinal fotoğraf çerçevelerinde göze çarpan çizgiler olmadan dijital olarak oluşturulmuş, geometrik olarak kontrol edilmiş ve harita ile yansıtılmışlardır. Küresel bir mozaiğin inşasına verdiği önem nedeniyle, bu proje mevcut Lunar Orbiter fotoğraf çerçevelerinin yalnızca yaklaşık% 15'ini taradı. Lunar Orbiter görevleri III , IV ve V'den elde edilen veriler küresel mozaiğe dahil edildi.

Ek olarak, USGS sayısallaştırma projesi, birkaç 'bilimsel ilgi alanı' için çok yüksek çözünürlüklü Ay Orbiter görüntülerinden çerçeveler oluşturdu. Bu siteler, Apollo iniş bölgeleri seçilirken 1960'larda tespit edilmişti. Apollo 12 iniş sahası, Marius Hills ve Sulpicius Gallus rille gibi siteler için çerçeveler yayınlandı.

2007'de, Ay Orbiter Görüntü Kurtarma Projesi (LOIRP), Ay Yörünge Görüntülerini doğrudan uzay aracı verilerinin orijinal Ampex FR-900 analog video kayıtlarından dijital görüntü formatına dönüştürmek için bir işlem başlattı ; 1960'larda yayınlanan orijinal görüntüler. Bu geri yüklenen görüntülerden ilki 2008'in sonlarında yayınlandı. Hemen hemen tüm Ay Yörüngesi görüntüleri Şubat 2014 itibariyle başarıyla kurtarıldı ve NASA'nın Gezegensel Veri Sistemine gönderilmeden önce dijital işlemden geçiyor .

Ay'dan Dünya'nın ilk görüntüsü. Solda orijinal ve sağda LOIRP tarafından oluşturulan dijital olarak geri yüklenen bir sürüm .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar

Yukarıdaki bağlantılar Lunar Orbiter programıyla ilgili bütün bir kitaba götürür. HTML bir için, içindekiler bağlantısını görmek için aşağı kaydırın.