Surveyor 7

Ο Surveyor 7 (ελλ. επιθεωρητής) ήταν το διαστημικό σκάφος της έβδομης αποστολής στα πλαίσια του ομώνυμου προγράμματος για την εξερεύνηση της Σελήνης. Εκτοξεύτηκε στις 7 Ιανουαρίου 1968, και προσσεληνώθηκε στις 10 Ιανουαρίου 1968 έξω από τον κρατήρα Tycho. Κατά την προσσελήνωση είχε βάρος 305,7 kg και διαβίβασε στη Γη σημαντικό φωτογραφικό υλικό, που έφτασε συνολικά τις 21.091 φωτογραφίες.

Surveyor 7
Οργανισμός	NASA
Χαρακτηριστικά αποστολής
Πύραυλος φορέας	Atlas-Centaur
Ημερομηνία εκτόξευσης	7  Ιανουαρίου 1968
Τόπος εκτόξευσης	Συγκρότημα εκτοξεύσεων 36
COSPAR ID	1968-001A
Μάζα	1.039 κιλά και 305,7 κιλά
δεδομένα ()

Σύνοψη

Το Surveyor 7 ήταν το πέμπτο και τελευταίο διαστημικό σκάφος του ομώνυμου προγράμματος που κατάφερε να προσσεληνωθεί ομαλά. Οι στόχοι της αποστολής ήταν:

1. η εκτέλεση ομαλής προσσελήνωσης (σε μια νέα περιοχή, πολύ απομακρυσμένη από τις σεληνιακές θάλασσες, έτσι ώστε να παρέχει φωτογραφίες εκτάσεων διαφορετικής μορφολογίας και να εξετάσει σεληνιακά δείγματα διαφορετικής σύστασης από εκείνα προηγουμένων αποστολών)
2. η λήψη τηλεοπτικών φωτογραφιών από την επιφάνεια της Σελήνης
3. η μελέτη του εδάφους και ο καθορισμός της σχετικής περιεκτικότητας χημικών στοιχείων
4. η συλλογή υλικού από τη σεληνιακή επιφάνεια
5. η μέτρηση των δυνάμεων κατά την προσσελήνωση
6. η μέτρηση της ανακλαστικότητας θερμότητας και κυμάτων ραντάρ

Το διαστημικό σκάφος ήταν παρόμοιο στο σχέδιο με αυτά προηγούμενων αποστολών, έφερε όμως περισσότερο επιστημονικό εξοπλισμό συμπεριλαμβανομένης και

• μιας τηλεοπτικής φωτογραφικής μηχανής με φίλτρα πόλωσης φωτός,
• μιας συσκευής δειγματοληψίας εδάφους,
• ραβδοειδείς μαγνήτες σε δύο από τους στατήρες,
• δύο πεταλοειδείς μαγνήτες στην αρπάγη εδάφους,
• και βοηθητικούς καθρέφτες.

Οι βοηθητικοί καθρέφτες χρησίμευαν στην παρατήρηση του γύρω τοπίου. Τρεις για την παρατήρηση της περιοχής κάτω από το διαστημικό σκάφος, ένας για την αποκατάσταση στερεοσκοπικής άποψης της περιοχής δειγματοληψίας, και επτά για την παρατήρηση απόθεσης σεληνιακού υλικού επάνω στο σκάφος. Το διαστημικό σκάφος προσσεληνώθηκε στις 10 Ιανουαρίου 1968, στο εξωτερικό χείλος του κρατήρα Tycho. Οι παρατηρήσεις του διαστημικού σκάφους άρχισαν αμέσως μετά από την ομαλή προσσελήνωση και ολοκληρώθηκαν στις 26 Ιανουαρίου 1968, 80 ώρες μετά το ηλιοβασίλεμα. Οι παρατηρήσεις τη δεύτερη σεληνιακή ημέρα διήρκεσαν από τις 12 έως 21 Φεβρουαρίου του 1968. Οι εργασίες του διαστημικού σκάφους εκπλήρωσαν πλήρως όλους τους στόχους της αποστολής.

Το Surveyor 5 προσσεληνώθηκε κοντά στο μεγάλο κρατήρα Tycho, που φέρει το όνομα του αστρονόμου Τύχο Μπράχε. Ο κρατήρας είναι ορατός με γυμνό μάτι από τη γη, με χαρακτηριστικές φωτεινές γραμμές σαν ακτίνες που εκτείνονται από το κέντρο του και προέρχονται από υλικό που εκτινάχτηκε κατά την πρόσκρουση του μετεώρου που τον δημιούργησε.

Το Surveyor 7 ήταν το τελευταίο διαστημικό σκάφος του προγράμματος. Έκανε μια τέλεια προσσελήνωση, λιγότερο από τρία χιλιόμετρα από τον προβλεπόμενο στόχο του. Το όργανο οπισθοσκέδασης άλφα αρχικά μπλοκάρισε και δεν αναπτύχθηκε. Οι τεχνικοί από τη γη όμως χρησιμοποίησαν μέσω τηλεχειρισμού με επιτυχία τον βραχίονα συλλογής εδαφολογικών δειγμάτων για να σπρώξουν το μπλοκαρισμένο όργανο στην κατάλληλη θέση έτσι ώστε να πραγματοποιήσει τα πειράματά του.

Την πρώτη σεληνιακή νύχτα χάλασε η μπαταρία και η περαιτέρω επαφή με την γη ήταν σποραδική. Η τελευταία επαφή με το διαστημικό σκάφος έγινε στις 20 Φεβρουαρίου 1968.

Επιστημονικός εξοπλισμός

Τηλεοπτική λήψη

Η τηλεοπτική κάμερα του Surveyor 7 έφερε οπτικό σωλήνα vidicon (εφεύρεση του 1950 της εταιρείας RCA), φακούς εστιακής απόστασης 25 και 100 χιλ., κλείστρο, διάφραγμα και οπτικά πολωτικά φίλτρα. Η κάμερα ήταν προσαρμοσμένη σε σχεδόν κάθετη θέση και ήταν τοποθετημένη κάτω από έναν καθρέφτη με μοτεράκι διακριτικών βημάτων με δυνατότητα μεταβολής της γωνίας και του ύψους λήψης.

Τα πολωτικά φίλτρα είχαν σκοπό την ανίχνευση του εν μέρει γραμμικά πολωμένου φωτός που θα ανακλούσε η επιφάνεια της σελήνης. Η επιφάνεια της σελήνης φωτογραφήθηκε συστηματικά παρέχοντας πανοραμική κάλυψη 360 βαθμών οριζόντια και από περίπου +90 μοίρες άνω του οριζόντιου επιπέδου της κάμερας, μέχρι -60 μοίρες κάτω από αυτό. Η τηλεοπτική κάμερα είχε δύο μεγέθη λήψης φωτογραφιών: πλαίσιο 600 γραμμών (σάρωσης) και πλαίσιο 200 γραμμών (σάρωσης), που χρησιμοποιήθηκαν και οι δύο. Η μηχανή πλαισίου 200 γραμμών είχε ταχύτητα φωτογράφισης 61,8 δευτερόλεπτα ανά εικόνα και τις διαβίβαζε στην συχνότητα 1,2 kHz με ταχύτητα ένα πλαίσιο ανά 20 δευτερόλεπτα μέσω της πανκατευθυντικής κεραίας. Οι κάμερα πλαισίου 600 γραμμών ήτανε πιο ταχείας τεχνολογίας. Με ρυθμό 3,6 δευτερόλεπτα η μηχανή έπαιρνε φωτογραφίες πλαισίου 600 γραμμών και τις έστελνε μέσω κατευθυντικής κεραίας στη συχνότητα των 220 kHz με ταχύτητα 1 πλαίσιο ανά δευτερόλεπτο. Αν και το δυναμικό εύρος και η ευαισθησία της φωτογραφικής μηχανής ήταν ελαφρώς χαμηλότερα από τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά των φωτογραφικών μηχανών του Surveyor 6, η ανάλυση και η ποιότητα των φωτογραφιών ήταν άριστα. Στην γη οι φωτογραφίες προβάλλονταν σε οθόνη με χαμηλή ταχύτητα σάρωσης, επιστρωμένη με "αργό" φώσφορο, ώστε η μεταδιδόμενη εικόνα να αργεί να σβήσει. Η ικανότητα διατήρησης φωτοβολίας του φωσφόρου επιλέχθηκε να είναι αντίστοιχη της ταχύτητας μετάδοσης των δεδομένων. Τα δεδομένα στην συνέχεια μαγνητοσκοπήθηκαν σε ταινίες βίντεο 70 χιλιοστών.

Κατά την διάρκεια της πρώτης σεληνιακής ημέρας από τις 10 μέχρι τις 22 Ιανουαρίου του 1968 οι κάμερες του Surveyor 7 διαβίβασαν 20.961 εικόνες. Από τις 12 έως τις 14 Φεβρουαρίου, λειτούργησε μόνο η μία φωτογραφική μηχανή των 200 γραμμών σάρωσης, καθώς αυτή των 600 γραμμών είχε χάσει την ικανότητα οριζόντιας σάρωσης. Κατά τη διάρκεια της δεύτερης σεληνιακής ημέρας, διαβιβάστηκαν 45 εικόνες, μέχρις ότου μια διακοπή ρεύματος στο σκάφος διέκοψε την λειτουργία των φωτογραφικών μηχανών.

Αναλυτής επιφάνειας σκέδασης άλφα

Η συσκευή ανάλυσης της επιφάνειας μέσω σκέδασης άλφα σχεδιάστηκε για να μετρήσει άμεσα την περιεκτικότητα των σημαντικότερων στοιχείων της σεληνιακής επιφάνειας. Η κατασκευή αποτελείτο από μια ραδιενεργή πηγή σωματιδίων άλφα (κιούριο 242) και δυο παράλληλα αλλά και ανεξάρτητα συστήματα καταμέτρησης φορτισμένων σωματιδίων. Το ραδιενεργό κιούριο ακτινοβολούσε σωματίδια a διαμέσου ενός ανοίγματος διαμέτρου 10 χιλιοστών στο κάτω μέρος του οργάνου όπου βρίσκονταν τα προς ανάλυση δείγματα. Το ένα από τα δύο συστήματα, που περιείχε δυο αισθητήρες, ανίχνευε το ενεργειακό φάσμα των σωματιδίων a που σκεδάζονταν από τη σεληνιακή επιφάνεια, ενώ το άλλο σύστημα, που περιείχε τέσσερις αισθητήρες, ανίχνευε το ενεργειακό φάσμα των πρωτονίων που παρήχθησαν μέσω της αντίδρασης (άλφα και πρωτόνιο) στο δείγμα του εδάφους.

Οι καταμετρητές ήταν συνδεδεμένοι με μια συσκευή ανάλυσης ύψους παλμών. Μια συστοιχία ψηφιακών ηλεκτρονικών, που βρισκόταν μέσα σε ένα διαμέρισμα του διαστημικού σκάφους, διαβίβαζε τα αποτελέσματα των αναλύσεων στη γη καθ' όλη την διάρκεια του πειράματος. Τα φάσματα περιείχαν την ποσοτική περιεκτικότητα καθ' ενός από τα σημαντικότερα στοιχεία στα δείγματα εκτός από το υδρογόνο, το ήλιο, και το λίθιο. Το πείραμα παρείχε 46 ώρες δεδομένων που συγκεντρώθηκαν από τρεις σεληνιακές μετρήσεις δειγμάτων επιφάνειας. Αυτές οι μετρήσεις ήταν σε μια ανέπαφη περιοχή της σεληνιακής επιφάνειας, έναν σεληνιακό βράχο, και μια βαθιά τομή στην σεληνιακή επιφάνεια αντιστοίχως. Τα στοιχεία λήφθηκαν κατά τη διάρκεια της πρώτης και της δεύτερης σεληνιακής ημέρας, στις 12 έως 23 Ιανουαρίου 1968, και 13 έως 20 Φεβρουαρίου 1968.

Η συσκευή δειγματοληψίας εδάφους

Η συσκευή δειγματοληψίας εδάφους ήτανε σχεδιασμένη για να διενεργήσει διάφορες μηχανικές εργασίες πάνω στο έδαφος, όπως να ξύσει την επιφάνεια, να σκάψει το έδαφος, ακόμα και να ανοίξει ανάχωμα στην επιφάνεια της σελήνης και κατόπιν να συλλέξει κάποια δείγματα εδάφους και να τα μεταφέρει, ενώ η φωτογραφικές κάμερες ήταν σε λειτουργία, έτσι ώστε οι παρατηρητές στην γη να μπορούν να κάνουν εκτιμήσεις για τις μηχανικές ιδιότητες της σεληνιακής επιφάνειας. Η συσκευή δειγματοληψίας αποτελείτο κυρίως από ένα μικρό κιβώτιο με ηλεκτρική μικρο-μηχανή λειτουργίας θυρών για να το ανοίγει και να το κλείνει και έναν βραχίονα, στον οποίο ήταν προσαρμοσμένη μια αρπάγη σε μορφή φτυαριού με ακονισμένη κόψη. Στο κάτω μέρος του, το φτυάρι έφερε ενσωματωμένους δύο ορθογώνιους πεταλοειδείς μαγνήτες.

Ο βραχίονας ήταν τύπου παντογράφου που έφτανε 1,5 μέτρα μακρυά, είχε ευελιξία οριζόντιου τομέα 112 μοιρών (από +40° έως -72°) και ύψους 130 mm με τη χρήση μοτέρ, ενώ μπορούσε να ριχθεί στο σεληνιακό έδαφος με τη δύναμη του βάρους του και ενός ελατηρίου. Ήταν τοποθετημένος κάτω από την τηλεοπτική φωτογραφική μηχανή σε μια θέση που του επέτρεπε να φθάνει το όργανο σκέδασης άλφα και να το ανατοποθετεί στις όποιες επιλεγμένες θέσεις.

Συνολικά εκτέλεσε δεκαέξι δοκιμές μεταφοράς δειγμάτων εδάφους, επτά εκσκαφές τάφρων και δυο κρουστικές δοκιμές. Ελευθέρωσε επίσης το όργανο σκέδασης άλφα όταν μετά την προσσελήνωση απέτυχε να επεκταθεί από μόνο του στη σεληνιακή επιφάνεια, και το μετακίνησε σε διάφορες θέσεις για την αξιολόγηση δειγμάτων, παρέχοντάς του και σκιά. Η απόδοση του ήταν άψογη καθ όλη τη διάρκεια των 36 ωρών της λειτουργίας μεταξύ 11 και 23 Ιανουαρίου το 1968. Το όργανο δέχθηκε εντολές και απάντησε στις 14 Φεβρουαρίου 1968 δείχνοντας ότι επέζησε της σεληνιακής νύχτας. Το σύστημα ηλεκτροδότησης, εντούτοις, είχε εξασθενήσει πολύ και δεν μπόρεσε να διενεργήσει οποιεσδήποτε άλλες εργασίες.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Surveyor Program Results (PDF) 1969