Surveyor 5 es el quinto módulo de aterrizaje lunar del programa estadounidense Surveyor no tripulado enviado para explorar la superficie de la Luna . El Surveyor 5 aterrizó en Mare Tranquillitatis en 1967. Se transmitieron a la Tierra un total de 19.118 imágenes. [3]
La misión experimentó una fuga de helio en el sistema que presurizaba los motores vernier de combustible líquido que podría haber resultado en una falla. Una secuencia de aterrizaje improvisada que puso en marcha el retrocohete a sólo 42 km sobre la Luna (aproximadamente la mitad de la altura habitual) permitió a los motores vernier derribar la nave en 106 segundos desde una altura de sólo 1340 m (aproximadamente el 10% de la altura habitual). Esto hizo que la nave cayera con una presión de helio al borde de lo que habría apagado los motores por falta de presión. [4]
Sin embargo, el aterrizaje fue exitoso y se recibieron datos durante dos semanas después del aterrizaje. Se utilizó un laboratorio de análisis químico en miniatura que utiliza un dispositivo de retrodispersión de partículas alfa para determinar que el suelo de la superficie lunar estaba formado por roca basáltica . Un instrumento similar, el APXS , se utilizó a bordo de varias misiones a Marte.
Surveyor 5 fue la tercera nave espacial de la serie Surveyor en lograr un aterrizaje suave en la luna con éxito. La nave espacial tenía una estructura triangular básica de tubos de aluminio que proporcionaba superficies de montaje para equipos científicos y de ingeniería. Los objetivos eran obtener imágenes de televisión de la superficie lunar después del aterrizaje, realizar un experimento de erosión con motor Vernier, determinar la abundancia relativa de elementos químicos en el suelo lunar, obtener datos de la dinámica del aterrizaje y obtener datos de reflectividad térmica y de radar.
La instrumentación de esta nave espacial era similar a la de los Surveyors anteriores e incluía patas de aterrizaje, un sistema de propulsión Vernier y numerosos sensores de ingeniería. Se instaló un instrumento de dispersión alfa en lugar del muestreador de superficie y se incluyó una pequeña barra magnética unida a una almohadilla para detectar la presencia de material magnético en el suelo lunar. La nave espacial aterrizó a las 00:46:44 UT el 11 de septiembre de 1967 (7:46 pm EST del 10 de septiembre) en Mare Tranquillitatis, a 1,41° de latitud N y 23,18° de longitud E ( coordenadas selenográficas ), dentro del borde sin borde de una pequeña cráter en una pendiente de unos 20 grados. La nave espacial transmitió datos excelentes para todos los experimentos desde poco después del aterrizaje hasta el 18 de octubre de 1967, con un intervalo sin transmisión del 24 de septiembre al 15 de octubre de 1967, durante la primera noche lunar. Se recibieron transmisiones hasta el 1 de noviembre de 1967, cuando se produjo el cierre de la segunda noche lunar. Las transmisiones se reanudaron en el tercer y cuarto día lunar, y la transmisión final tuvo lugar el 17 de diciembre de 1967. Las imágenes se transmitieron durante el primer, segundo y cuarto día lunar. Menos de dos años después, el primer aterrizaje tripulado, el Apolo 11 , aterrizaría a 25 km al sur-suroeste del Surveyor 5.
El Surveyor 5 fue lanzado desde lo alto del cohete Atlas-Centaur el 8 de septiembre de 1967 desde Cabo Cañaveral. [5]
La cámara de televisión constaba de un tubo vidicón, lentes de distancia focal de 25 y 100 mm, obturadores, filtros ópticos transparentes, rojos , verdes y azules [6] y un iris montado a lo largo de un eje inclinado aproximadamente 16° con respecto al eje central de la nave espacial. La cámara estaba montada debajo de un espejo que podía moverse en azimut y elevación. El funcionamiento de la cámara dependía totalmente de la recepción de la estructura de mando adecuada desde la Tierra. La cobertura fotograma a fotograma de la superficie lunar se obtuvo en 360° en azimut y desde +40° por encima del plano normal al eje z de la cámara hasta 65° por debajo de este plano. Se utilizaron modos de operación de 600 y 200 líneas. El modo de 200 líneas se transmitía a través de una antena omnidireccional y escaneaba un cuadro cada 61,8 segundos. Una transmisión de vídeo completa de cada imagen de 200 líneas requirió 20 segundos y utilizó un ancho de banda de 1,2 kHz. La mayoría de las transmisiones consistieron en imágenes de 600 líneas, que fueron telemedidas por una antena direccional. Estos fotogramas se escanearon cada 3,6 segundos. Cada imagen de 600 líneas requirió nominalmente 1 segundo para ser leída del vidicon y utilizó un ancho de banda de 220 kHz para la transmisión.
Las imágenes de televisión se mostraban en un monitor de barrido lento recubierto con un fósforo de larga persistencia. La persistencia se seleccionó para coincidir 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 de la imagen entrante. Estos datos se registraron en una grabadora de vídeo en cinta magnética y en una película de 70 mm. Durante el primer día lunar, que finalizó el 24 de septiembre de 1967, se transmitieron 18.006 imágenes de televisión de alta calidad. Después de estar apagada durante la noche lunar, más de 20 días, la cámara respondió a las órdenes y transmitió 1.048 fotografías adicionales entre el 15 y el 23 de octubre de 1967. Otras 64 fotografías se transmitieron el cuarto día lunar, pero la calidad de las fotografías tomadas después del primer día lunar fue pobre debido a la degradación de la cámara resultante de las temperaturas de la noche lunar.
El analizador de superficie de dispersión alfa fue diseñado para medir directamente la abundancia de los principales elementos de la superficie lunar. La instrumentación consistió en seis fuentes alfa (curio 242) colimadas para irradiar una abertura de 100 mm de diámetro en la parte inferior del instrumento donde se encontraba la muestra y dos sistemas detectores de partículas cargadas paralelos pero independientes. Un sistema, que consta de dos sensores, detectó los espectros de energía de las partículas alfa dispersadas desde la superficie lunar, y el otro, que contiene cuatro sensores, detectó los espectros de energía de los protones producidos mediante reacciones (alfa y protón) en el material de la superficie. Cada conjunto de detector se conectó a un analizador de altura de pulso . Un paquete de electrónica digital, ubicado en un compartimento de la nave espacial, enviaba señales telemétricas continuamente a la Tierra cada vez que el experimento estaba en marcha. Los espectros contenían información cuantitativa sobre todos los elementos principales de las muestras, excepto hidrógeno, helio y litio. El experimento proporcionó 83 horas de datos de alta calidad durante el primer día lunar. Durante el segundo día lunar se acumularon 22 horas de datos. Sin embargo, el ruido de los detectores supuso un problema en la reducción de datos de este segundo día.
