Topograf-1

Surveyor 1 este o  navă spațială fără pilot NASA lansată în 1966 pentru explorare lunară . Al doilea aterizare din istorie care a făcut o aterizare moale pe un corp ceresc (după sovietic Luna-9 , care a aterizat pe Lună cu 4 luni mai devreme).

Această navă spațială a fost prima dintr-o serie de vehicule Surveyor fără pilot, concepute pentru aterizare ușoară pe suprafața lunii [1] . Surveyor 1 a fost lansat pe 30 mai 1966 de la Cape Canaveral , Florida, și a aterizat cu succes pe 2 iunie 1966 în Oceanul Furtunilor . După o aterizare ușoară pe Lună, dispozitivul a început să colecteze datele necesare pregătirii pentru zborurile cu echipaj al programului Apollo .

„Surveyer-1” a transmis pe Pământ 11.237 de fotografii ale suprafeței lunare folosind o cameră de televiziune și sisteme complexe de telemetrie radio [1] .

Programul Surveyor a fost operat de Jet Propulsion Laboratory din Los Angeles; Compania Hughes Aircraft (El Segundo, California) s-a angajat în asamblarea și proiectarea dispozitivului [1] .

Obiectivele misiunii

Printre obiectivele misiunii Surveyor-1 au fost:

• studiul reliefului lunar;
• studiul câmpului gravitațional al Lunii;
• studiul diferitelor condiții fizice de pe suprafața lunară;
• fotografia televizată a suprafeței lunii.

Dispozitiv

Seria de nave spațiale Surveyor a fost proiectată pentru a realiza o aterizare ușoară pe Lună. Cadrul dispozitivului este realizat din țevi de aluminiu cu pereți subțiri. Este un trepied din trei picioare de aterizare lungi de 4,3 m cu amortizoare și plăci. Tălpile plăcilor de susținere și blocurilor de absorbție a șocurilor montate pe fiecare suport sunt realizate din faguri de aluminiu, datorită deformării cărora este absorbită energia unui șoc de aterizare. Echipamentul electronic este amplasat în două compartimente cu temperatură controlată, pe un catarg vertical de 1 m înălțime , fixat deasupra unui trepied, există o baterie solară și o rețea plană de antene îngust direcționate [1] .

Dispozitivul avea un motor principal de frânare cu combustibil solid și trei motoare lichide care servesc la controlul aterizării , precum și motoare de orientare alimentate cu azot comprimat.

Pe Surveyor-1 au fost instalate două camere de televiziune pe vidiconi (una dintre ele era îndreptată în jos) și aproximativ 100 de senzori pentru măsurarea temperaturilor, tensiunilor, a poziției elementelor în mișcare ale dispozitivului, precum și accelerometre. Nu exista niciun echipament științific special pe Surveyor-1. Un sistem de televiziune cu o greutate de 7,31 kg ar putea funcționa în două moduri: cu descompunerea imaginii în 200 sau 600 de linii. Rezoluția sa unghiulară a fost de 0,5 miliradiani la un nivel de răspuns de 15%, care este de două ori mai bună decât rezoluția unghiulară medie a ochiului uman; aceasta a furnizat o rezoluție liniară de 0,5 mm la o distanță de 1,6 m de cameră (corespunzător distanței de la cameră până la capătul piciorului de aterizare). Distanța focală a lentilei a variat de la 25 la 100 mm și a oferit un câmp vizual de la 25,3 la 6,43 grade pătrate (de la ~3 ° la 0,36 ° de-a lungul părții orizontale a cadrului). Diafragma irisului a schimbat deschiderea relativă a camerei de la f / 4 la f / 22. Camera poate fi îndreptată în orice direcție în azimut și în altitudine de la +40° la -65° față de planul orizontului; putea focaliza la distanțe de la 1,23 m până la infinit și era echipat cu o turelă cu filtre color. Pentru calibrarea camerei TV a fost instalată o țintă fotometrică [2] pe piciorul de aterizare nr. 2 . Pe toate dispozitivele din seria "Surveyer" , cu excepția "Surveyer-1", au fost instalate oglinzi, care au făcut posibilă filmarea în locuri inaccesibile liniei directe de vedere a camerei TV.

Aparatul includea un senzor solar și un senzor de stea de referință Canopus , precum și mai multe radare folosite pentru a determina rata de coborâre și distanța până la suprafața lunară. Radioaltimetrul a dat un semnal pentru a opri motorul de frână. Un alt altimetru cu ajutorul unui propulsor controlat de computer de bord [1] .

Trenul de aterizare al navei spațiale a fost în stare pliată la lansare și a fost desfășurat numai după ce nava spațială a intrat pe calea de zbor către Lună. Diametrul maxim al „Surveyer-1” a fost de 4,27 m , iar înălțimea (cu șasiul pliat) a fost de aproximativ 3 m [1] .

Livrarea vehiculelor Surveyor pe Lună a fost efectuată de sistemul de rachete Atlas-Centaurus , iar aterizarea la un anumit punct a fost efectuată folosind motorul principal de frânare cu combustibil solid , care și-a terminat activitatea și a fost aruncat la o altitudine de aproximativ 10 km , după care coborârea a fost încetinită de motoarele lichide [1 ] .

Comunicarea radio a dispozitivului a fost asigurată de o rețea de antene mobilă plană direcționată îngust, utilizată pentru transmiterea unui semnal de televiziune, două antene conice omnidirecționale situate la capetele săgeților pliabile și destinate transmiterii telemetriei și recepționării comenzilor, precum și două receptoare și două emițătoare. Sursele de alimentare au fost o baterie solară (792 de celule individuale cu o suprafață totală de 0,855 m 2 , putere de până la 85 de wați ) și două surse de curent chimic argint-zinc (una dintre ele este reîncărcabilă).

Unul dintre compartimentele cu temperatură controlată (+5 până la +50°C) conținea toate componentele electronice de comunicații și sursa de alimentare. Al doilea, unde temperatura a fost menținută în intervalul de la -20 la +50 ° C, a fost destinat electronicii, care decodifica comenzile și procesa semnale.

Orientarea în zbor a fost controlată folosind senzori solari și stelari (conform Canopus ), precum și un metru giroscopic cu trei axe. Controlul atitudinii a fost efectuat de motoare de control al atitudinii cu azot comprimat. Trei jeturi de propulsie lichidă controlate cu împingere (130 până la 460 N în vid) au folosit hidrat de monometilhidrazină (H 2 N-NHCH 3 H 2 O) ca combustibil și un amestec de oxizi de azot MON-10 (90% N 2 O 4 , 10). % NO ) ca agent oxidant. Combustibilul și oxidantul au fost depozitate în rezervoare sferice montate pe un cadru de trepied.

Descrierea misiunii

Surveyor 1 a fost lansat pe 30 mai 1966 la ora 14:41:00 UT de un vehicul de lansare Atlas-Centaurus , îndreptându-se imediat departe de Lună, fără a ajunge pe orbita joasă a Pământului. În timpul zborului, la ora 06:45 UT pe 31 mai, traiectoria a fost corectată. La o distanță de 75,3 km de suprafața Lunii, la un semnal de la radar, a fost lansat un motor cu combustibil solid de frână, care ardea timp de 40 de secunde și încetinește aparatul de la o viteză de 2612 m/s la 110 m/s. (față de suprafață); după aceea, la o altitudine de aproximativ 11 km , motorul a fost aprins, iar frânarea ulterioară a fost efectuată de motoare lichide sub controlul unui computer de bord care a primit date de la un radio altimetru și un vitezometru Doppler. Surveyor 1 a aterizat cu succes la 06:17:36 UT pe 2 iunie 1966 în partea de sud-est a Oceanului Furtunilor la 2°28′28″ S. SH. 43°20′23″ V  / 2,4745  / -2,4745; -43,3398° S SH. 43,3398°V [3] ( 50 km nord-nord-est de craterul Flamsteed ) . Motoarele au fost oprite la o înălțime de 3,4 metri de suprafața lunii. Impactul asupra suprafeței, care s-a produs cu o viteză verticală de aproximativ 3,6 m/s și o componentă orizontală de 0,3 m/s , a stins suporturile amortizoare. După primul contact, dispozitivul a sărit cu aproximativ 6 cm și după 1,0 secunde a rămas din nou la suprafață. Înregistrarea citirilor senzorilor de tensiune în timpul impactului a făcut posibilă determinarea proprietăților mecanice ale suprafeței; în special, presiunea dinamică susținută de sol în timpul impactului a fost de 300...700 Pa [2] .

Durata zborului Surveyor-1 a fost de aproximativ 63 de ore și 30 de minute. Greutatea de pornire a dispozitivului a fost de 995,2 kg , iar în timpul aterizării (s-a consumat combustibil pentru manevră, iar motorul principal de frânare și altimetrul radarului s-au separat) aproximativ 294,3 kg [1] .

„Surveyer-1” a început filmările de televiziune ale suprafeței Lunii la o oră după aterizare. În momentul aterizării, Soarele se afla la 28° deasupra orizontului estic, îndreptându-se spre culmea superioară. În prima zi lunară, înainte de apusul soarelui pe 14 iunie, dispozitivul a transmis 10.338 de fotografii . Întrucât Luna este întotdeauna îndreptată spre Pământ pe o parte, menținerea comunicațiilor radio cu Surveyor-1 a necesitat doar schimbări în stațiile terestre, din cauza rotației constante a Pământului. Nu a fost generată energie în timpul nopților lunare de două săptămâni (deoarece ambarcațiunea era alimentată de panouri solare ), astfel încât Surveyor 1 a fost inactiv în timpul nopții, consumând energie doar din baterie pentru a încălzi componentele electronice (cu excepția unei scurte perioade imediat după apusul soarelui). pe 14 iunie, când au fost făcute 84 de fotografii ale coroanei solare deasupra orizontului [4] ). În timpul celei de-a doua zile lunare, a început o nouă transmisie foto în amiaza lunară, 7 iulie. Pentru a doua zi lunară au fost transmise 899 de fotografii. Imediat după începerea celei de-a doua nopți lunare, pe 13 iulie la ora 7:30 UT, misiunea a fost încheiată din cauza scăderii semnificative a tensiunii bateriei de la bord. Cu toate acestea, încercările de a relua comunicarea au continuat până la 7 ianuarie 1967. În total, Surveyor-1 a transmis 11.240 de fotografii pe Pământ [1] .

Galerie

Vezi și

• Programul Lunar Surveyor
• Luna 9 este prima aterizare lunară cu succes din istoria astronauticii.

Note

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NASA: Surveyor 1 . Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 21 februarie 2017. (nedefinit)
2. ↑ 1 2 Rezultate preliminare Surveyor 1   // Știință . - 1966. - Vol. 152 , iss. 3730 (24 iunie 1966) . - P. 1737-1750 . - doi : 10.1126/science.152.3730.1737 . Arhivat din original pe 11 aprilie 2019.
3. ↑ Coordonatele sunt din măsurători LRO din 2009; măsurătorile de la sfârșitul anilor 1960 au dat o precizie de poziționare mai mică.
4. ↑ Rezultatele programului Surveyor Arhivate 21 iulie 2019 la Wayback Machine . NASA, SP-184, Washington, DC, 1969.

Literatură

• Jaffe LD et al., Surveyor 1 Mission Report, JPL, California. Inst. Technol., TR 32-1023, Pt. 1, 2 și 3, Pasadena, CA, aug. 1966.
• Jaffe LD Explorarea suprafeței lunare de către sonda spațială Surveyor  (engleză)  // J. Geophys. Res.. - 1967. - Vol. 72 , iss. 2 . - P. 773-778 . - doi : 10.1029/JZ072i002p00773 .
• Surveyor 1: un raport preliminar, NASA, SP-126, Washington, DC, 1966.
• Rezultatele programului Surveyor . NASA, SP-184, Washington, DC, 1969.