La Surveyor 7 fue enviada a la Luna en 1968 en una misión científica y fotográfica como la séptima y última sonda lunar del programa estadounidense no tripulado Surveyor . Tras dos misiones previas fallidas de la serie Surveyor y el éxito del aterrizaje de la Surveyor 7, la Surveyor 7 se convirtió en la quinta y última nave espacial de la serie en lograr un aterrizaje suave en la Luna . Se transmitieron un total de 21.091 imágenes desde la Surveyor 7 a la Tierra.
Los objetivos de esta misión fueron realizar un aterrizaje suave en la Luna (en un área bien alejada de los mares para proporcionar un tipo de fotografía del terreno y una muestra lunar significativamente diferentes de 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 dinámica de aterrizaje; y obtener datos de reflectividad térmica y de radar.
Esta nave espacial tenía un diseño similar al de las Surveyors anteriores, pero llevaba más equipo científico, incluida una cámara de televisión con filtros polarizadores, un muestreador de superficie, imanes de barra en dos plataformas, dos imanes de herradura en la pala de superficie y espejos auxiliares. De los espejos auxiliares, tres se usaban para observar áreas debajo de la nave espacial, uno para proporcionar vistas estereoscópicas del área del muestreador de 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, cuando la nave todavía estaba a la luz del día, la cámara de televisión vio claramente dos rayos láser dirigidos hacia ella desde el lado nocturno de la Tierra en forma de medialuna, uno desde el Observatorio Nacional de Kitt Peak, en Tucson, Arizona, y el otro desde Table Mountain en Wrightwood, California. [2] [3]
Las operaciones del segundo día lunar se llevaron a cabo del 12 al 21 de febrero de 1968. Los objetivos de la misión se cumplieron plenamente con las operaciones de la nave espacial. Se produjeron daños en la batería durante la primera noche lunar y, posteriormente, el contacto de transmisión fue esporádico. El contacto con Surveyor 7 se perdió el 21 de febrero de 1968. [4]
Los planificadores de misiones de la NASA y Bellcom consideraron el sitio Surveyor 7 como un objetivo potencial para una misión tripulada Apolo tardía, tal vez Apolo 20 , aunque una combinación de limitaciones operativas, incluida la alta latitud del sitio y su terreno accidentado, y la cancelación temprana de las misiones lunares posteriores al Apolo 17 , contribuyeron a la eliminación del sitio. [5] [6]
Surveyor 7 fue la primera sonda en detectar el débil 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 estaba compuesta por un tubo vidicón , 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 acimut como en elevación. Los filtros polarizadores servían como analizadores para la detección de mediciones del componente polarizado lineal de la luz dispersada desde la superficie lunar. La cobertura cuadro por cuadro de la superficie lunar proporcionaba una vista de acimut de 360 grados y una vista de 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 requerida ]
Se utilizaron modos de operación 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. [8] Una transmisión de video completa de cada imagen de 200 líneas requería 20 segundos y utilizaba un ancho de banda de 1,2 kHz. [8] La mayoría de las transmisiones consistían en imágenes de 600 líneas, que eran telemetradas por una antena direccional . Los cuadros se escaneaban cada 3,6 segundos. [8] Cada cuadro requería nominalmente un segundo para ser leído desde el vidicón y utilizaba 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 eran excelentes. Las imágenes de televisión se mostraban en un monitor de escaneo lento recubierto con un fósforo de larga persistencia . La persistencia se seleccionó para que coincidiera óptimamente con la velocidad de cuadro máxima nominal. Se recibió un fotograma de identificación de TV por cada fotograma 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 cinta magnética de vídeo y en una película de 70 mm.
Las características de la cámara Surveyor 7 en el modo de 600 líneas fueron: [8]
La cámara transmitió 20.961 imágenes 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 imágenes antes de que la 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 las abundancias de los elementos principales 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 de detectores de partículas cargadas paralelos pero independientes. Un sistema, que contenía dos sensores, detectaba los espectros de energía de las partículas alfa dispersadas desde la superficie lunar, y el otro, que contenía cuatro sensores, detectaba los espectros de energía de los protones producidos por reacción (alfa y protón) en el material de la superficie. Cada conjunto de detectores estaba conectado a un analizador de altura de pulso . Un paquete de electrónica digital, ubicado en un compartimento de la nave espacial, telemetría continuamente señales a la Tierra siempre que el experimento estaba en funcionamiento. Los espectros contenían información cuantitativa sobre todos los elementos principales en 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 se realizaron en una parte de la superficie lunar local intacta, una roca lunar y una zona extensamente excavada de la superficie lunar. Los datos se obtuvieron durante el primer y el segundo día lunar, del 12 al 23 de enero de 1968 y del 13 al 21 de febrero de 1968. [ cita requerida ]
El instrumento de retrodispersión alfa no se desplegó correctamente. Los controladores de la misión utilizaron con éxito la pinza del muestreador de suelo de la superficie para empujar el instrumento de retrodispersión alfa a la posición adecuada para realizar sus experimentos. [ cita requerida ]
El muestreador de superficie de mecánica de suelos fue diseñado para recoger, excavar, raspar y hacer zanjas en la superficie lunar, y transportar material de la superficie lunar mientras se lo fotografiaba para poder determinar las propiedades de la superficie lunar. El muestreador consistía principalmente en una pala con un recipiente, una cuchilla afilada y un motor eléctrico para abrir y cerrar el recipiente. La base plana de la pala incorporaba dos imanes rectangulares en forma de herradura incrustados. 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 podía moverse desde un acimut de +40° a -72° o elevarse 130 mm mediante motores. También podía dejarse caer sobre la superficie lunar bajo la fuerza proporcionada por la gravedad y un resorte. La pala 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 volver a desplegarlo en otra ubicación seleccionada. El instrumento realizó 16 pruebas de apoyo, siete pruebas de zanjas y dos pruebas de impacto. También liberó el instrumento de dispersión alfa cuando no logró desplegarse en la superficie lunar, lo protegió y lo trasladó para evaluar otras muestras. Su rendimiento fue impecable durante las 36 horas de funcionamiento entre el 11 y el 23 de enero de 1968. El instrumento respondió a las órdenes el 14 de febrero de 1968, lo que verificó que había sobrevivido a la noche lunar. Sin embargo, el sistema de energía no pudo soportar ninguna operación. [ cita requerida ]
