LRO i amerykańskie lądowniki księżycowe

0

Należący do NASA orbiter naszego jedynego, naturalnego satelity wykonał obserwacje miejsc lądowań amerykańskich pojazdów, wykorzystywanych w ramach programu Surveyor. Lądowniki te miały dokonać analiz powierzchni Srebrnego Globu w celu określenia jej właściwości fizycznych, koniecznych do określenia czy planowane lądowanie załogowe jest w ogóle możliwe. W pięciu przypadkach z siedmiu sondy wykonały powierzone im zadania, jedna z nich – Surveyor 3 – została nawet odwiedzona przez załogę Apollo 12, która zabrała kilka jej elementów z powrotem na Ziemię.

Choć pojazdy tej serii są nieduże, to jednak kamera LROC zdołała zarejestrować zarówno same pojazdy jak i ich cienie rzucane na powierzchnię Księżyca, umożliwiając precyzyjne wyznaczenie ich pozycji.

Pierwszym z serii lądowników był wystrzelony 30 Maja 1966 roku Surveyor 1, który trzy dni później osiadł na Srebrnym Globie w regionie zwanym Oceanem Burz (Oceanus Procellarum). Podstawowym badanym zagadnieniem był księżycowy regolit – wówczas istniały jeszcze obawy, że lądujący pojazd natrafi na bardzo luźny materiał, w którym zapadnie się na znaczną głębokość. Było to także pokazanie w praktyce, że miękkie lądowanie jest wykonalne – wcześniejsze misje NASA jedynie uderzały o powierzchnię Księżyca. Jedynym ładunkiem “naukowym” Surveyora 1 była kamera, która w całości sterowana była poleceniami wysyłanymi z Ziemi i zamontowana na stałe w lądowniku – możliwość obserwacji terenu zapewniało nastawne lustro, odbijające powierzchnię, kierując jej obraz do urządzenia. Dostępne były dwie ogniskowe kamery –  szerokokątne 25 i umożliwiające zbliżenia 100 milimetrów. Uzyskane obrazy można było następnie skanować w dwóch ‘rozdzielczościach’ wynoszących 200 i 600 linii – przy czym mniejsza mogła być wysyłana za pośrednictwem anteny dookólnej. W przypadku 600 linii wykorzystywano antenę kierunkową.

Zdjęcie przedstawia bezpośrednie okolice punktu lądowania – w tym 190 metrowy krater widoczny na południowy wschód od pojazdu, na którego krawędzi widoczne są jasne punkty głazów. Surveyor 1 uzyskał ponad 11 tysięcy obrazów i funkcjonował aż do 7 Stycznia 1967 roku. Zdjęcia – zwłaszcza przedstawiające stopy lądownika, umożliwiły wnioskowanie o strukturze regolitu – uznano, że jest on granulatem, prawdopodobnie powstałym na skutek bombardowania powierzchni przez meteoryty, przez niemal cały okres istnienia Księżyca.

Kolejnym Surveyorem, który z powodzeniem wylądował na Srebrnym Globie był lądownik numer trzy. Jego poprzednik – Surveyor 2 – rozbił się podczas próby lądowania w pobliżu krateru Kopernik. Powodem była awaria jednego z silniczków o niewielkim ciągu (vernier thruster) przed wykonaniem manewru korekty kursu, co spowodowało, że cały pojazd zaczął wirować i nie udało się już go uratować. Trzeci Surveyor również wylądował w regionie Oceanu Burz (jego części zwanej Mare Cognitum) – jego przyszłość była jednak znacznie bardziej ciekawa. W pobliżu tego pojazdu odbyła się druga, załogowa misja księżycowa – Apollo 12.

Surveyor 3 zarejestrowany przez kamerę LRO w pobliżu miejsca lądowania Apollo 12 credit: NASA/GSFC/Arizona State University

Lądownik został wyposażony w podobną kamerę co jego poprzednik, umieszczoną pod obrotowym lustrem oraz specjalny przyrząd, mający za zadanie przemieścić regolit na powierzchni Księżyca, a także sprawdzić jak zachowuje się on pod wierzchnią warstwą. Wykopano dołek o maksymalnej głębokości 175 milimetrów.

W dwa lata po wylądowaniu Surveyor 3 został “odwiedzony” przez załogę lądownika Intrepid, stanowiącego element misji Apollo 12. Ze starego lądownika zabrano kilka części, które następnie poddano na Ziemi wnikliwej analizie, w tym całego modułu kamery, który do dziś można obejrzeć w należącym do Smithsonian – National Air and Space Museum, znajdujący się w Washington D.C. Urządzenie zakończone łopatką, wykorzystane do kopania, również powróciło na Ziemię. Na powyższym zdjęciu widoczny jest właśnie rejon lądowania misji załogowej – miejsce rozłożenia eksperymentów ALSEP, kratery Head i Surveyor, a także ślady pozostawione przez astronautów na powierzchni. Dokładniejsza analiza dostępna jest tutaj.

Kolejna misja Surveyorów podzieliła los Surveyora 3. Przyczyna nieudanej misji nie jest znana – łączność z pojazdem urwała się na około 2,5 minuty przed planowanym lądowaniem. Przypuszcza się, że doszło do eksplozji silniczków na paliwo stałe, które w tym czasie nadal pracowały.

Następny w kolejności był Surveyor 5, który wykonał prawidłowe lądowanie w rejonie Morza Spokoju, choć odbiegające od nominalnego., o czym pisała również ówczesna polska prasa. W efekcie uszkodzenia zaworu z instalacji lądownika zaczął uciekać hel, stosowany jako czynnik roboczy, służący do przemieszczania właściwego paliwa do silniczków korekcyjnych tego pojazdu. W efekcie rozpoczęto prace nad rozwiązaniem umożliwiającym uratowanie misji, choć rozważano także wykorzystanie pojazdu jako sztucznego satelity Ziemi do wykonania jedynie prostych obserwacji. Ostatecznie udało się wylądować zmieniając program lądowania i czasy uruchomienia silników – główny silnik odpalono na niemal dwukrotnie mniejszej wysokości niż pierwotnie.

Wkrótce po uruchomieniu kamery zauważono, że wylądował on wewnątrz niewielkiego krateru, konkretnie na jego stromej krawędzi – wykonane analizy materiału wykazały później, że nachylenie pojazdu wynosiło niemal 20 stopni.

Surveyor 5 w niewielkim kraterze na powierzchni Księżyca credit: NASA/GSFC/Arizona State University

Ładunkiem naukowym pojazdu również była kamera obserwacyjna oraz specjalny eksperyment mający określić skład księżycowej powierzchni. Aby to osiągnąć Surveyora wyposażono w sześć źródeł promieniowania alfa (izotop Kiuru 242), które naświetlało niewielki obszar, a następnie dwa niezależne detektory badały skład próbki. W efekcie uzyskano skład ważniejszych elementów za wyjątkiem wodoru, helu i litu. W czasie trwania eksperymentu, dane były wysyłane na Ziemię w sposób ciągły.

Kolejny Surveyor wylądował już bez przeszkód w rejonie Sinus Medii. Posiadał podobny zestaw urządzeń co jego poprzednik, jednak oprócz przeprowadzonych badań na powierzchni wykonał jeden dodatkowy element misji, który czyni go wyjątkowym w historii astronautyki. Surveyor-6 był jedynym pojazdem, który lądował na powierzchni dwa razy – stało się to wynikiem działań kontroli naziemnej, która wydała urządzenie polecenie uruchomienia na krótki czas swoich silniczków rakietowych. Spowodowało to jego oderwanie się od powierzchni Księżyca, uniesienie na około cztery metry i ponowne lądowanie w niewielkiej odległości od miejsca startu.

Surveyor 6 na powierzchni regionu Sinus Medii credit: NASA/GSFC/Arizona State University

Ostatnim próbnikiem wysłanym na powierzchnię Srebrnego Globu okazał się Surveyor 7, który do tej pory nie został zidentyfikowany na materiale zdjęciowym przesłanym przez LRO.

Kamera LROC zainstalowana na amerykańskim satelicie pozwala na wykonywanie zdjęć powierzchni z rozdzielczością graniczną około pół mtera na pixel, co umożliwia rejestrację zarówno miejsc lądowań załóg programu Apollo, a także mniejszych urządzeń bezzałogowych, w tym niewielkich aparatów pozostawionych w ramach programu ALSEP oraz EASEP (eksperymenty rozstawione przez załogi lądujące na Księżycu).

Źródło: Oficjalna strona LROC

Share.

Comments are closed.