El Surveyor 7 fue enviado a la Luna en 1968 en una misión científica y fotográfica como séptimo y último módulo de alunizaje del programa estadounidense Surveyor sin tripulación . Con dos misiones anteriores fallidas en la serie Surveyor, y con el éxito del aterrizaje de Surveyor 7, Surveyor 7 se convirtió en la quinta y última nave espacial de la serie en lograr un aterrizaje suave en la Luna . Un total de 21.091 imágenes fueron transmitidas desde el Surveyor 7 a la Tierra.
Los objetivos de esta misión eran realizar un aterrizaje suave en la luna (en una zona bien alejada de los mares para proporcionar un tipo de fotografía del terreno y muestra lunar significativamente diferente a las de otras misiones Surveyor); obtener imágenes de televisión posteriores al aterrizaje; determinar las abundancias relativas de elementos químicos; manipular el material lunar; obtener datos de la dinámica del aterrizaje; y obtener datos de reflectividad térmica y de radar.
Esta nave espacial tenía un diseño similar a los Surveyors anteriores, pero llevaba más equipo científico que incluía una cámara de televisión con filtros polarizadores, un muestreador de superficie, barras magnéticas en dos almohadillas para los pies, dos imanes de herradura en la pala de superficie y espejos auxiliares. De los espejos auxiliares, tres se utilizaron para observar áreas debajo de la nave espacial, uno para proporcionar vistas estereoscópicas del área de muestreo de la superficie y siete para mostrar el material lunar depositado en la nave espacial. La nave espacial aterrizó en la superficie lunar el 10 de enero de 1968, en el borde exterior del cráter Tycho .
Las operaciones de la nave espacial comenzaron poco después del aterrizaje suave y finalizaron el 26 de enero de 1968, 80 horas después de la puesta del sol. El 20 de enero, mientras la nave todavía estaba a la luz del día, la cámara de televisión vio claramente dos rayos láser apuntando hacia ella desde el lado nocturno de la Tierra creciente, uno desde el Observatorio Nacional Kitt Peak, Tucson, Arizona, y el otro desde Table Mountain en Wrightwood, California. [2] [3]
Las operaciones del segundo día lunar se realizaron del 12 al 21 de febrero de 1968. Los objetivos de la misión quedaron plenamente satisfechos mediante las operaciones de la nave espacial. La batería sufrió daños durante la primera noche lunar y posteriormente el contacto de transmisión fue esporádico. El contacto con el Surveyor 7 se perdió el 21 de febrero de 1968. [4]
Los planificadores de la misión de la NASA y Bellcom consideraron el sitio del Surveyor 7 como un objetivo potencial para una última misión Apolo tripulada, tal vez el Apolo 20 , aunque una combinación de limitaciones operativas, incluida la alta latitud del sitio y su terreno accidentado, y la cancelación anticipada de las misiones posteriores. - Las misiones lunares Apolo 17 contribuyeron a la eliminación del sitio. [5] [6]
Surveyor 7 fue la primera sonda en detectar el tenue resplandor en el horizonte lunar después del anochecer que ahora se cree que es luz reflejada por el polvo lunar levitado electrostáticamente , un fenómeno conocido como resplandor del horizonte lunar [7]
La cámara de televisión constaba de un tubo vidicon , lentes de distancia focal de 25 y 100 mm , obturadores, filtros polarizadores e iris montados casi verticalmente y coronados por un espejo que podía ajustarse mediante motores paso a paso para moverse tanto en azimut como en elevación. Los filtros polarizadores sirvieron como analizadores para detectar mediciones del componente linealmente polarizado de la luz dispersada desde la superficie lunar. La cobertura fotograma a fotograma de la superficie lunar proporcionó una vista en acimut de 360 grados y una vista en elevación desde aproximadamente +90 grados por encima del plano normal al eje A de la cámara hasta -60 grados por debajo de este mismo plano. [ cita necesaria ]
Se utilizaron modos de operación de 600 líneas y 200 líneas. El modo de 200 líneas se transmitió a través de una antena omnidireccional y escaneó un cuadro cada 61,8 segundos. [8] Una transmisión de vídeo completa de cada imagen de 200 líneas requirió 20 segundos y utilizó un ancho de banda de 1,2 kHz. [8] La mayoría de las transmisiones consistieron en imágenes de 600 líneas, que fueron telemedidas por una antena direccional . Los fotogramas se escanearon cada 3,6 segundos. [8] Cada cuadro requirió nominalmente un segundo para ser leído desde el vidicon y utilizó un ancho de banda de 220 kHz para la transmisión. [8] El rango dinámico y la sensibilidad de esta cámara eran ligeramente menores que los de la cámara Surveyor 6. La resolución y la calidad fueron excelentes. 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.
Las características de la cámara Surveyor 7 en modo de 600 líneas fueron: [8]
La cámara transmitió 20.961 fotografías durante el primer día lunar, del 10 al 22 de enero de 1968. Del 12 al 14 de febrero, la cámara funcionó en el modo de 200 líneas debido a la pérdida de barrido horizontal en el modo de 600 líneas. Durante el segundo día lunar, se transmitieron 45 fotografías antes de que una pérdida de energía provocara la suspensión del funcionamiento de la cámara.
El 20 de enero de 1968, detectó con éxito dos láseres de argón del Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona y del Observatorio Table Mountain en Wrightwood, California . [9] Esta fue una de las primeras pruebas de comunicación láser en el espacio .
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 una fuente alfa ( curio 242) colimada para irradiar una abertura de 10 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 contiene 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 reacción (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 46 horas de datos acumulados a partir de tres mediciones de muestras de la superficie lunar. Estas mediciones fueron de una porción de la superficie lunar local no perturbada, una roca lunar y un área extensamente excavada de la superficie lunar. Los datos se obtuvieron durante el primer y segundo día lunar, del 12 al 23 de enero de 1968 y del 13 al 21 de febrero de 1968. [ cita necesaria ]
El instrumento de retrodispersión alfa no se desplegó correctamente. Los controladores de la misión utilizaron con éxito la garra del muestreador de suelo de superficie para empujar el instrumento de retrodispersión alfa a la posición adecuada para realizar sus experimentos. [ cita necesaria ]
El muestreador de superficie de mecánica del suelo fue diseñado para recoger, excavar, raspar y excavar zanjas en la superficie lunar, y transportar material de la superficie lunar mientras se fotografía para poder determinar las propiedades de la superficie lunar. El muestreador constaba principalmente de una pala con un recipiente, una cuchilla afilada y un motor eléctrico para abrir y cerrar el recipiente. El pie plano de la pala incorporaba dos imanes de herradura rectangulares incrustados. La pala estaba montada en un brazo de pantógrafo que podía extenderse aproximadamente 1,5 mo retraerse cerca del motor de la nave espacial. El brazo también podría moverse desde un acimut de +40° a -72° o elevarse 130 mm mediante motores. También podría dejarse caer sobre la superficie lunar bajo la fuerza de la gravedad y un resorte. La primicia estaba montada debajo de la cámara de televisión en una posición que le permitía alcanzar el instrumento de dispersión alfa en su posición desplegada y redesplegarlo en otra ubicación seleccionada. El instrumento realizó 16 pruebas de rodamientos, siete pruebas de zanjas y dos pruebas de impacto. También liberó el instrumento de dispersión alfa cuando no pudo desplegarse en la superficie lunar, dio sombra a este instrumento y lo movió para evaluar otras muestras. El funcionamiento fue impecable durante 36 horas de funcionamiento entre el 11 y el 23 de enero de 1968. El instrumento respondió a las órdenes del 14 de febrero de 1968, que comprobaron que había sobrevivido a la noche lunar. Sin embargo, el sistema eléctrico no pudo soportar ninguna operación. [ cita necesaria ]
