Surveyor 7 был отправлен на Луну в 1968 году с научной и фотографической миссией в качестве седьмого и последнего лунного посадочного модуля американской беспилотной программы Surveyor . С двумя предыдущими неудачными миссиями в серии Surveyor и успешной посадкой Surveyor 7, Surveyor 7 стал пятым и последним космическим аппаратом в серии, совершившим мягкую посадку на Луну . Всего с Surveyor 7 на Землю было передано 21 091 снимков.
Целями этой миссии были: выполнение мягкой посадки на Луну (в районе, значительно удаленном от морей, что позволило получить тип фотографий рельефа и лунных образцов, существенно отличающийся от тех, что были получены в ходе других миссий Surveyor); получение телевизионных изображений после посадки; определение относительного содержания химических элементов; манипулирование лунным материалом; получение данных о динамике посадки; а также получение данных о тепловой и радиолокационной отражательной способности.
Этот космический аппарат был похож по конструкции на предыдущие Surveyors, но он нес больше научного оборудования, включая телевизионную камеру с поляризационными фильтрами, поверхностный пробоотборник, стержневые магниты на двух опорных лапах, два подковообразных магнита на поверхностном ковше и вспомогательные зеркала. Из вспомогательных зеркал три использовались для наблюдения за областями под космическим аппаратом, одно для обеспечения стереоскопических видов области поверхностного пробоотборника и семь для показа лунного материала, отложившегося на космическом аппарате. Космический аппарат приземлился на лунную поверхность 10 января 1968 года на внешнем крае кратера Тихо .
Эксплуатация космического корабля началась вскоре после мягкой посадки и была прекращена 26 января 1968 года, через 80 часов после захода солнца. 20 января, когда корабль все еще находился в дневном свете, телевизионная камера ясно увидела два лазерных луча, направленных на него с ночной стороны полумесяца Земли, один из Национальной обсерватории Китт-Пик, Тусон, Аризона, а другой из Столовой горы в Райтвуде, Калифорния. [2] [3]
Операции на второй лунный день проводились с 12 по 21 февраля 1968 года. Цели миссии были полностью выполнены операциями космического корабля. Батарея была повреждена в первую лунную ночь, и впоследствии связь была спорадической. Связь с Surveyor 7 была потеряна 21 февраля 1968 года. [4]
Планировщики миссии NASA и Bellcom рассматривали место проведения Surveyor 7 как потенциальную цель для пилотируемой миссии Apollo, возможно, Apollo 20 , хотя сочетание эксплуатационных ограничений, включая высокую широту места и его пересеченную местность, а также раннюю отмену лунных миссий после Apollo 17 , способствовали исключению этого места. [5] [6]
Surveyor 7 был первым зондом, который обнаружил слабое свечение на лунном горизонте после наступления темноты, которое теперь считается светом, отраженным от электростатически левитирующей лунной пыли , явление, известное как свечение лунного горизонта [7]
Телевизионная камера состояла из видикона , объективов с фокусным расстоянием 25 и 100 мм , затворов, поляризационных фильтров и диафрагмы, установленных почти вертикально и увенчанных зеркалом, которое можно было регулировать шаговыми двигателями для перемещения как по азимуту , так и по высоте. Поляризационные фильтры служили анализаторами для обнаружения измерений линейно поляризованной составляющей света, рассеянного от лунной поверхности. Покадровое покрытие лунной поверхности обеспечивало обзор по азимуту на 360 градусов и обзор по высоте от примерно +90 градусов выше плоскости, нормальной к оси камеры A, до -60 градусов ниже этой же плоскости. [ необходима цитата ]
Использовались как 600-строчный, так и 200-строчный режимы работы. 200-строчный режим передавал через всенаправленную антенну и сканировал один кадр каждые 61,8 секунды. [8] Полная видеопередача каждого 200-строчного изображения требовала 20 секунд и использовала полосу пропускания 1,2 кГц. [8] Большинство передач состояло из 600-строчных изображений, которые телеметрировались направленной антенной . Кадры сканировались каждые 3,6 секунды. [8] Каждому кадру требовалась номинально одна секунда для считывания с видикона и использовалась полоса пропускания 220 кГц для передачи. [8] Динамический диапазон и чувствительность этой камеры были немного меньше, чем у камеры Surveyor 6. Разрешение и качество были превосходными. Телевизионные изображения отображались на медленно сканирующем мониторе, покрытом люминофором с длительным послесвечением . Послесвечение было выбрано для оптимального соответствия номинальной максимальной частоте кадров. На каждый входящий телевизионный кадр получался один кадр телевизионной идентификации, который отображался в реальном времени со скоростью, совместимой с частотой входящего изображения. Эти данные записывались на видеомагнитофон и на 70-мм пленку.
Характеристики камеры Surveyor 7 в 600-строчном режиме были следующими: [8]
В течение первых лунных суток, с 10 по 22 января 1968 года, камера передала 20 961 снимок. С 12 по 14 февраля камера работала в режиме 200 строк из-за потери горизонтальной развертки в режиме 600 строк. Во время вторых лунных суток было передано 45 снимков, прежде чем отключение питания привело к остановке работы камеры.
20 января 1968 года он успешно обнаружил два аргоновых лазера из Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне и Обсерватории Тейбл-Маунтин в Райтвуде, Калифорния . [9] Это было одно из первых испытаний лазерной связи в космосе .
Анализатор поверхности альфа-рассеивания был разработан для непосредственного измерения распространенности основных элементов лунной поверхности. Приборы состояли из альфа-источника ( кюрий 242), коллимированного для облучения отверстия диаметром 10 мм в нижней части прибора, где находился образец, и двух параллельных, но независимых систем детекторов заряженных частиц. Одна система, содержащая два датчика, обнаруживала энергетические спектры альфа - частиц, рассеянных лунной поверхностью, а другая, содержащая четыре датчика, обнаруживала энергетические спектры протонов, полученных в результате реакции (альфа и протон) в поверхностном материале. Каждый узел детектора был подключен к анализатору высоты импульса . Цифровой электронный пакет, расположенный в отсеке на космическом корабле, непрерывно передавал сигналы на Землю во время работы эксперимента. Спектры содержали количественную информацию обо всех основных элементах в образцах, за исключением водорода , гелия и лития . Эксперимент предоставил 46 часов данных, накопленных в результате трех измерений образцов лунной поверхности. Эти измерения были сделаны на участке нетронутой локальной лунной поверхности, лунной скале и сильно изрытой траншеями области лунной поверхности. Данные были получены в течение первого и второго лунных дней, с 12 по 23 января 1968 года и с 13 по 21 февраля 1968 года. [ необходима цитата ]
Инструмент обратного альфа-рассеивания не развернулся должным образом. Контролеры миссии успешно использовали захват для отбора проб поверхностного грунта, чтобы переместить инструмент обратного альфа-рассеивания в правильное положение для проведения экспериментов. [ необходима цитата ]
Поверхностный пробоотборник механики почвы был разработан для сбора, выкапывания, соскабливания и траншейной обработки лунной поверхности, а также транспортировки лунного поверхностного материала во время фотографирования, чтобы можно было определить свойства лунной поверхности. Пробоотборник состоял в основном из ковша с контейнером, заостренного лезвия и электродвигателя для открытия и закрытия контейнера. Плоское основание ковша включало два встроенных прямоугольных подковообразных магнита. Черпак был установлен на рычаге пантографа , который мог выдвигаться примерно на 1,5 м или убираться близко к приводу двигателя космического корабля. Рычаг также мог перемещаться от азимута +40° до -72° или подниматься на 130 мм с помощью приводов двигателей. Его также можно было сбрасывать на лунную поверхность под действием силы тяжести и пружины. Черпак был установлен под телевизионной камерой в положении, которое позволяло ему достигать альфа-рассеивающего прибора в развернутом положении и повторно развертывать его в другом выбранном месте. Прибор выполнил 16 испытаний подшипников, семь испытаний на рытье траншей и два испытания на удар. Он также освободил альфа-рассеивающий инструмент, когда он не смог развернуться на поверхности Луны, затенил этот инструмент и переместил его для оценки других образцов. Производительность была безупречной в течение 36 часов работы с 11 по 23 января 1968 года. Инструмент ответил на команды 14 февраля 1968 года, что подтвердило, что он пережил лунную ночь. Однако система питания не смогла поддерживать какие-либо операции. [ необходима цитата ]
