Nave que aluniza varias veces

Surveyor 6

Surveyor model on Earth

Mission type: Lunar lander

Operator: NASA

COSPAR ID: 1967-112A

SATCAT no.: 03031

Mission duration: 65 hours^{[citation needed]}

Spacecraft properties

Manufacturer: Hughes Aircraft

Launch mass: 1,006 kilograms (2,218 lb)

Landing mass:299.6 kilograms (661 lb) after landing

Start of mission

Launch date: November 7, 1967, 07:39:00 UTC

Rocket: Atlas SLV-3C Centaur-D

Launch site: Cape Canaveral LC-36B

End of mission

Last contact: 14 December 1967

Lunar lander

Landing date: November 10, 1967, 01:01:06 UTC

Return launch: November 17, 1967, 10:32 UTC

Landing site: 0.49°N 1.40°W

Lunar lander

Landing date: November 17, 1967

Landing site: 2.5 metres (8 ft 2 in) west of original landing site

Surveyor 6 fue el sexto lander lunar del programa estadounidense Surveyor no tripulado que llegó a la superficie de la Luna. El Surveyor 6 aterrizó en el Sinus Medii. Un total de 30,027 imágenes fueron transmitidas a la Tierra.

Esta nave espacial fue la cuarta de la serie Surveyor en lograr un aterrizaje suave en la luna, obtener imágenes de televisión posteriores al aterrizaje, determinar la abundancia de los elementos químicos en el suelo lunar, obtener datos de dinámica de toma de contacto, obtener datos de reflectividad térmica y radar, y llevar a cabo un experimento Vernier de erosión del motor. Prácticamente idéntica a Surveyor 5, esta nave espacial llevaba una cámara de televisión, un pequeño imán de barra conectado a una almohadilla para el pie, y un instrumento de dispersión alfa, así como el equipo de ingeniería necesario. Aterrizó el 10 de noviembre de 1967 en Sinus Medii, a 0.49 grados de latitud y 1.40 grados de longitud oeste (coordenadas selenográficas), el centro del hemisferio visible de la luna. La nave espacial logró todos los objetivos planeados. La finalización exitosa de esta misión satisfizo la obligación del programa Surveyor con el proyecto Apollo. El 24 de noviembre de 1967, la nave espacial fue cerrada por la noche lunar de dos semanas. El contacto se realizó el 14 de diciembre de 1967, pero no se obtuvieron datos útiles.

Las encuestas del suelo lunar se completaron utilizando métodos de retrodispersión fotográfica y de partículas alfa. Un instrumento similar, el APXS, se usó a bordo de varias misiones de Marte. [1]

Primera nave en alunizar varias veces.

En una prueba adicional de tecnología espacial, los motores del Surveyor 6 se reiniciaron y quemaron durante 2,5 segundos en el primer despegue lunar el 17 de noviembre a las 10:32 UTC. Esto creó 150 lbf (700 N) de empuje y levantó el vehículo a 12 pies (4 m) de la superficie lunar. Después de moverse hacia el oeste a 8 pies (2,5 m), la nave espacial volvió a aterrizar suavemente con éxito y continuó funcionando según lo diseñado.

Television

La cámara de TV consistía en un tubo vidicón, lentes de distancia focal de 25 y 100 mm, obturadores, filtros polarizadores (a diferencia de los filtros de color utilizados en las cámaras Surveyor anteriores) e iris montado casi verticalmente y superado por un espejo que podía ajustarse mediante motores paso a paso para moverse tanto en azimut como en elevación. Los filtros de polarización sirvieron como analizadores para la detección de la medición de la componente de luz polarizada linealmente dispersada desde la superficie lunar. Se usó un espejo auxiliar para ver la superficie lunar debajo de la nave espacial. La cobertura fotograma a fotograma de la superficie lunar proporcionó una vista de azimut de 360 ​​grados y una vista en alzado de aproximadamente +90 grados sobre el plano normal al eje z de la cámara a -60 grados debajo de este mismo plano. Se usaron modos de operación de 600 líneas y 200 líneas. El modo de 200 líneas transmitido a través de una antena omnidireccional y un fotograma escaneado cada 61,8 segundos. Una transmisión de video completa de cada imagen de 200 líneas requirió 20 segundos y utilizó un ancho de banda de 1.2 kHz. La mayoría de las transmisiones consistían en las imágenes de 600 líneas, que fueron telemetradas por una antena direccional. Los marcos fueron escaneados cada 3.6 segundos. Cada cuadro requirió nominalmente un segundo para ser leído desde el vidicón y utilizó un ancho de banda de 220 kHz para la transmisión. Las superficies ópticas eran las más limpias de cualquier misión debido a una capucha de espejo rediseñada. Las imágenes de televisión se muestran en un monitor de escaneo lento cubierto con un fósforo de larga persistencia. La persistencia se seleccionó para coincidir de forma óptima con la velocidad de fotogramas máxima nominal. Se recibió un cuadro de identificación de TV para cada fotograma de TV entrante y se visualizó en tiempo real a una velocidad compatible con la de la imagen entrante. Estos datos se grabaron en una grabadora de cinta magnética de video y en una película de 70 mm. El rendimiento de la cámara fue excelente en términos de cantidad y calidad de imágenes. Entre el aterrizaje lunar, el aterrizaje lunar “segundo” y el primer ocaso lunar del 24 de noviembre de 1967, se tomaron 29.914 imágenes y se transmitieron.

The mare surface

Another view of the mare surface

Analizador de superficie de alfa-dispersión

El analizador de superficie de dispersión alfa se diseñó para medir directamente la abundancia de los elementos principales de la superficie lunar. La instrumentación consistía en una fuente alfa (curio 242) colimada para irradiar una abertura de 100 mm (3,94 pulgadas) de diámetro en el fondo del instrumento donde se ubicaba la muestra y dos sistemas de detección de partículas cargadas paralelas pero independientes. Un sistema, que contiene dos sensores, detectó los espectros de energía de las partículas alfa dispersas desde la superficie lunar y el otro, que contiene cuatro sensores, detectó los espectros de energía de los protones producidos mediante reacciones (alfa y protones) 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, telemétrico continuamente señales a tierra cada vez que el experimento estaba en funcionamiento. Los espectros contenían información cuantitativa sobre todos los elementos principales en las muestras a excepción de hidrógeno, helio y litio. El curio se acumuló en las películas del colimador y se dispersó por el chapado en oro en la parte inferior interna de la cabeza del sensor. Esto dio como resultado un fondo gradualmente creciente y una reducción de la técnica de sensibilidad para elementos pesados. Un detector de protones se apagó durante el segundo día de operación debido al ruido. Se obtuvieron un total de 43 horas de datos del 11 de noviembre al 24 de noviembre de 1967. Los datos finales se obtuvieron 4 horas después del ocaso local. Sin embargo, después de la maniobra de ‘salto’ de la nave espacial el 17 de noviembre de 1967, la cabeza del sensor estaba boca abajo. Se continuaron las mediciones para obtener información sobre protones solares y rayos cósmicos. Por lo tanto, los datos con el propósito del análisis químico del material de la superficie lunar se obtuvieron solo durante las primeras 30 horas de operación. Durante este período, se sabía que 27 horas y 44 minutos de datos estaban libres de ruido.

Logros

Surveyor 6 fue el primer lanzamiento de cohete desde la superficie de la Luna, que fue monitoreado por el Jet Propulsion Laboratory en Pasadena. Usó sus motores vernier de combustible líquido para levantarse desde su lugar de aterrizaje original hasta una posición a unos 10 pies de distancia. [2]

Esto fue notado más tarde por la misión Mars Geyser Hopper como un salto de propulsión post-aterrizaje suave que precedió a su propuesta. [3]

Surveyor 6NSSDCA/COSPAR ID: 1967-112ADescription Surveyor 6 fue la cuarta de la serie Surveyor en lograr con éxito un aterrizaje suave en la Luna. Los objetivos principales del programa Surveyor, una serie de siete vuelos robóticos de vuelo suave lunar, fueron para apoyar los aterrizajes Apollo tripulados próximos por: (1) el desarrollo y la validación de la tecnología para aterrizar suavemente en la Luna; (2) proporcionar datos sobre la compatibilidad del diseño Apollo con las condiciones encontradas en la superficie lunar; y (3) añadiendo al conocimiento científico de la Luna. Los objetivos principales específicos para esta misión fueron realizar un aterrizaje suave en la Luna en la región del Sinus Medii y obtener imágenes de la superficie lunar después de aterrizar. Los objetivos secundarios fueron determinar la abundancia relativa de los elementos químicos en el suelo lunar mediante la operación del instrumento de dispersión alfa, obtener datos de dinámica de toma de contacto, obtener datos de reflectividad térmica y de radar, y realizar un experimento de erosión con motor vernier.

Nave espacial y subsistemas

La estructura básica de la nave espacial Surveyor consistía en un trípode de tubos de aluminio de pared delgada y abrazaderas de interconexión que proporcionaban superficies de montaje y accesorios para los sistemas de alimentación, comunicaciones, propulsión, control de vuelo y carga útil. Un mástil central se extendía aproximadamente un metro por encima del vértice del trípode. Tres patas de aterrizaje con bisagras se unieron a las esquinas inferiores de la estructura. Las patas sostenían amortiguadores, bloques de aluminio moldeables y apisonados, y el mecanismo de bloqueo de despliegue y terminaban en almohadillas con fondos aplastables. Las tres almohadillas se extendieron a 4.3 metros del centro del Topógrafo. La nave espacial tenía unos 3 metros de altura. Las piernas dobladas para caber en una mortaja de la nariz para el lanzamiento.

Un conjunto de 0.855 metros cuadrados de 792 células solares se montó en un posicionador en la parte superior del mástil y generó hasta 85 vatios de potencia que se almacenaron en baterías recargables de plata y zinc. Las comunicaciones se lograron a través de una antena móvil de gran ganancia móvil montada cerca de la parte superior del mástil central para transmitir imágenes de televisión, dos antenas cónicas omnidireccionales montadas en los extremos de las barreras plegables para enlace ascendente y descendente, dos receptores y dos transmisores. El control térmico se logró mediante una combinación de pintura blanca, acabado térmico de alta emisión IR, superficie inferior de aluminio pulido. En la estructura de la nave espacial se montaron dos compartimentos controlados térmicamente, equipados con mantas superinsulares, trayectorias de calor conductivo, interruptores térmicos y pequeños calentadores eléctricos. Un compartimento, mantenido a 5 – 50 grados C, alberga electrónica de comunicaciones y suministro de energía. El otro, mantenido entre -20 y 50 grados C, alojó los componentes de comando y procesamiento de señal. La cámara de inspección de TV se montó cerca de la parte superior del trípode y se incorporaron medidores de tensión, sensores de temperatura y otros instrumentos de ingeniería en toda la nave espacial. Se montaron unos objetivos fotométricos cerca del extremo de una pata de aterrizaje y uno en una pluma corta que se extiende desde la parte inferior de la estructura. Otros paquetes de carga útil, que difieren de una misión a otra, se montaron en varias partes de la estructura en función de su función.

Un sensor solar, un seguidor de Canopus y giroscopios de velocidad en tres ejes proporcionaban conocimiento de actitud. El control de la propulsión y la actitud fueron proporcionados por chorros de control de actitud de gas frío (nitrógeno) durante las fases de crucero, tres motores de cohetes vernier accionables durante las fases motorizadas, incluido el aterrizaje, y el motor retrorocket de propelente sólido durante el descenso de la terminal. El retrorocket era una caja de acero esférica montada en el centro inferior de la nave espacial. Los motores Vernier usaron el combustible de hidratos de monometilhidrazina y el oxidante MON-10 (90% N2O2, 10% NO). Cada cámara de empuje podría producir 130 N a 460 N de empuje en la leva, un motor podría girar para controlar el balanceo. El combustible se almacenó en tanques esféricos montados en la estructura del trípode. Para la secuencia de aterrizaje, un radar de marcado de altitud inició el disparo del retrocohete principal para el frenado primario. Después de que se completó el disparo, el retrorocket y el radar se descartaron y los radares Doppler y altímetro se activaron. Estos proporcionaron información al piloto automático que controlaba el sistema de propulsión de Vernier para aterrizar.

 Con una carga útil prácticamente idéntica a la del Surveyor 5, esta nave espacial llevaba una cámara de televisión, un pequeño imán de barra conectado a una almohadilla para detectar material magnético, un instrumento de dispersión alfa para estudiar la composición de la superficie y espejos auxiliares convexos montados en el marco para ver la superficie debajo de la nave espacial, así como también el equipo de ingeniería necesario. Las principales diferencias fueron que el Surveyor 6 tenía filtros polarizadores en la cámara de TV, un tipo diferente de capucha antideslumbrante, y tenía 3 espejos auxiliares en lugar de 2. El topógrafo 6 tenía una masa de 1006 kg en el lanzamiento y 299.6 kg en el aterrizaje.

Perfil de la misión

Surveyor 6 se lanzó el 7 de noviembre de 1967 a las 7:39:00 UT (2:39 a.m. EST) desde el complejo de lanzamiento 36B de la gama Eastern Test en Cape Kennedy. El refuerzo del Atlas-Centauro colocó a la nave espacial en una órbita de estacionamiento terrestre inicial desde la cual se inyectó en una trayectoria de transferencia lunar a las 8:03:30 UT. El 8 de noviembre de 1967 se realizó una maniobra de corrección a mitad de camino a las 2:20:00 UT. El topógrafo 6 aterrizó en la superficie lunar el 10 de noviembre de 1967 a las 01:01:06 UT (8:01:06 EST 9 de noviembre) en Sinus Medii. , una región de yegua plana, con muchos cráteres, en 0.4743 N, 358.5725 E (según lo determinado por las imágenes de Luner Reconnaissance Orbiter), cerca del centro del hemisferio visible de la Luna.

 El 17 de noviembre a las 10:32 UT, los motores Vernier se dispararon durante 2,5 segundos, lo que provocó que Surveyor despegara de la superficie lunar de 3 a 4 metros y aterrizara a unos 2,4 metros al oeste de su posición original. Este “salto” lunar representaba el primer despegue impulsado desde la superficie lunar y proporcionaba nueva información sobre los efectos de los motores de cohetes en la Luna, permitía ver el sitio de aterrizaje original y proporcionaba una línea base para la visualización estereoscópica y el mapeo fotogramétrico de los alrededores terreno. La misión transmitió imágenes hasta unas pocas horas después de la puesta del sol el 24 de noviembre, devolviendo un total de 29.952 imágenes. El experimento de dispersión alfa adquirió 30 horas de datos en el material de la superficie.

La nave espacial fue puesta en hibernación por la noche lunar el 26 de noviembre. El contacto con la nave espacial se reanudó el 14 de diciembre por un corto período, pero no se devolvieron datos útiles y la última transmisión se recibió a las 19:14 UT del 14 de diciembre de 1967. Los resultados de los experimentos mostraron que la superficie tenía una composición basáltica. similar al encontrado en el sitio de aterrizaje del Surveyor 5. Los datos de ingeniería y mecánica del suelo indicaron que la resistencia de la superficie era más que adecuada para soportar los aterrizajes humanos. Esta nave espacial logró todos los objetivos planeados. La finalización exitosa de esta misión satisfizo la obligación del programa Surveyor con el proyecto Apollo. El programa Surveyor involucró la construcción y lanzamiento de 7 naves espaciales Surveyor a la Luna a un costo total de $ 469 millones.

Imagen del Surveyor 6 proyectando una sombra de 18 metros de largo con el sol a solo 8 grados sobre el horizonte. Imagen LROC NAC M117501284L. Crédito: NASA / Goddard / Arizona State University

Surveyor 6 on the Plains of Sinus Medii