Ай орбиталық станциялары бағдарламасы: 1966-67 ж. АҚШ-тың 5 ұшқышсыз миссиясы. Ай бетін суреттеу, Apollo қондыру орындарын таңдауға көмектесті. 99% картографияланды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бес экипажсыз ай орбиталық миссиялар сериясы
Series of five uncrewed lunar orbiter missions
Лунный орбиталь бағдарламасы – АҚШ-тың 1966 жылдан 1967 жылға дейін іске қосқан бес экипажсыз ай орбиталық миссиялар сериясы. Айдың бетін картаға түсіру арқылы Аполлонның қону орындарын таңдауға көмектесу мақсатымен жасалған бұл миссиялар, алғаш рет ай орбитасынан суреттерді түсіріп, Ай мен Жердің суреттерін ұсынды. Бес миссияның барлығы сәтті аяқталды, ал айдың 99 пайызы осы немесе одан да жақсы ажыратымдылықпен түсірілген фотосуреттер арқылы картаға түсірілді. Алғашқы үш миссия Жердегі бақылауларға негізделген 20 әлеуетті экипажды айға қону орындарын бейнелеуге арналған еді. Бұл миссиялар төмен инклинациялы орбитада орындалды. Төртінші және бесінші миссиялар кең ғылыми мақсаттарға бағытталған және жоғары биіктіктегі полярлық орбиталарда жүзеге асырылды. Лунный орбиталь 4 айдың жақын және алыс жақтарының 9 пайызын суретке түсті, ал Лунный орбиталь 5 алыс жақтың суреттерін толықтырып, алдын ала таңдалған 36 аймақтың орташа және жоғары ажыратымдылықтағы суреттерін алды. Лунный орбитальдың барлық ғарыш кемелері Atlas Agena D атқарушы құралдарымен ұшырылды. Лунный орбиталь аппараттарында екі линзалы камера, пленканы өңдеу блогы, сканер және пленканы өңдеу аппаратынан тұратын тапқыр бейнелеу жүйесі орнатылған. Екі линза да – тар бұрышты жоғары ажыратымдылық (HR) линзасы және кең бұрышты орта ажыратымдылық (MR) линзасы – кадрлық экспозицияларын 70 мм пленканың бір рулонына орналастырды. Екі камераның осьтері үйлесімді болғандықтан, HR кадрларында бейнеленген аймақ MR кадр аймақтарының ортасында орналасқан. Пленка экспозиция кезінде ғарыш кемесінің жылдамдығын өтеу үшін жылдырылды, ол электрооптикалық сенсормен бағаланды. Содан кейін пленка өңделді, сканерленді және суреттер Жерге жіберілді. Лунный орбиталь миссиялары кезінде 1966 жылдың тамызында Лунный орбиталь 1 арқылы ай бетінен Жердің көтерілуінен бастап, тұтастай Жердің алғашқы суреттері түсірілді. Бүкіл Жердің алғашқы толық суретін 1967 жылдың 8 тамызында Лунный орбиталь 5 түсірді. Бүкіл Жердің екінші суретін 1967 жылдың 10 қарашасында Лунный орбиталь 5 түсірді.
The Lunar Orbiter program was a series of five uncrewed lunar orbiter missions launched by the United States from 1966 through 1967. Intended to help select Apollo landing sites by mapping the Moon's surface, they provided the first photographs from lunar orbit and photographed both the Moon and Earth. All five missions were successful, and 99 percent of the lunar surface was mapped from photographs taken with a resolution of or better. The first three missions were dedicated to imaging 20 potential crewed lunar landing sites, selected based on Earth based observations. These were flown at low inclination orbits. The fourth and fifth missions were devoted to broader scientific objectives and were flown in high altitude polar orbits. Lunar Orbiter 4 photographed the entire nearside and nine percent of the far side, and Lunar Orbiter 5 completed the far side coverage and acquired medium and high resolution images of 36 preselected areas. All of the Lunar Orbiter spacecraft were launched by Atlas Agena D launch vehicles. The Lunar Orbiters had an ingenious imaging system, which consisted of a dual lens camera, a film processing unit, a readout scanner, and a film handling apparatus. Both lenses, a narrow angle high resolution (HR) lens and an wide angle medium resolution (MR) lens, placed their frame exposures on a single roll of 70 mm film. The axes of the two cameras were coincident so the area imaged in the HR frames were centered within the MR frame areas. The film was moved during exposure to compensate for the spacecraft velocity, which was estimated by an electro optical sensor. The film was then processed, scanned, and the images transmitted back to Earth. During the Lunar Orbiter missions, the first pictures of Earth as a whole were taken, beginning with Earth rise over the lunar surface by Lunar Orbiter 1 in August, 1966. The first full picture of the whole Earth was taken by Lunar Orbiter 5 on 8 August 1967. A second photo of the whole Earth was taken by Lunar Orbiter 5 on 10 November 1967.
Ғарыш кемелері мен жүйелер
Boeing Eastman Kodak ұсынысын NASA 1963 жылғы 20 желтоқсанда жариялады. Ай орбиталық аппаратының негізгі корпусы негізінен биік және диаметрі бойынша қысқартылған конус пішіндес болды. Ғарыш кемесі үш палубадан тұрды, олар арматуралар мен аркалармен демеліп тұрды. Кеме түбіндегі жабдықтар палубасында аккумулятор, транспондер, ұшу бағдарламасы, инерциялық анықтамалық блок (IRU), Canopus жұлдызды бақылаушы, команданы түсіндіргіш, мультиплекстік кодтаушы, жүріп тұрған толқын түтігі күшейткіші (TWTA) және фотожүйе орналасқан. Бұл палубадан төрт күн панелі орнатылды. Сонымен қатар, ғарыш кемесінің түбінен жоғары сезімталдық антеннасы және төмен сезімталдық антеннасы шығып тұрды. Жабдықтар палубасының үстіндегі ортаңғы палубада жылдамдықты басқару қозғалтқышы, отын, тотықтырғыш және қысымды сақтау ыдыстары, күн сенсорлары және микрометеорит детекторлары орналасқан. Үшінші палубада ғарыш кемесін жылдамдықты басқару қозғалтқышының жұмыс істеуінен қорғау үшін жылу қалқаны болды. Қозғалтқыштың соплосы қалқанның ортасынан шығып тұрды. Жоғарғы палубаның шетіне төрт бағытты басқару қозғалтқышы орнатылған. 375 Вт қуатты 10856 н/п күн жасушаларынан тұратын төрт күн панелі ғарыш кемесін тікелей қуаттап, сондай-ақ 12 А·сағ никель-кадмий аккумуляторын зарядтады. Аккумуляторлар күн энергиясы болмаған қысқа уақыт аралығында қолданылды. Басты маневрлерді гимбалдық жылдамдықты басқару қозғалтқышы, Marquardt Corp. гиперголикалық итеркіш қозғалтқышы қамтамасыз етті. Үш осьті тұрақтандыру және бағытты басқаруды төрт азот газы сорғысы қамтамасыз етті. Навигациялық ақпаратты бес күн сенсоры, Canopus жұлдыз сенсоры және инерциялық навигациялық жүйе берді. Байланыс 10 Вт-тық таратушы және фотосуреттерді жіберу үшін бір метрлік диаметрлі жоғары сезімталдық антеннасы, сондай-ақ басқа байланыс үшін 0,5 Вт-тық таратушы және толық айналмалы төмен сезімталдық антеннасы арқылы жүзеге асырылды. Екі таратушы да S жолағында шамамен 2295 МГц жиілікте жұмыс істеді. Жылуды басқару үшін көп қабатты алюминийленген майлар және дакрон жылулық жамылғысы, арнайы бояу, оқшаулау және кішкентай жылытқыштар қолданылды. Камерада бір уақытта кең бұрышты және жоғары ажыратымды суретті бір пленкаға түсіру үшін екі линза қолданылды. Кең бұрышты, орташа ажыратымды режимде Батыс Германияның Schneider Kreuznach компаниясы жасаған 80 мм F 2.8 Xenotar линзасы қолданылды. Жоғары ажыратымды режимде Pacific Optical Company компаниясы жасаған 610 мм F 5.6 панорамалық линза қолданылды. Фотопленка орбитада жартылай құрғақ әдіспен өңделді, содан кейін Жерге жіберу үшін фотомультипликатормен сканерленді. Бұл жүйе NRO рұқсатымен Кодак компаниясы USAF үшін жасаған SAMOS E 1 барлау камерасынан бейімделді, ол USAF-тың қысқа мерзімді спутниктік бейнелеу жобасы үшін жасалған. Бастапқыда Әуе күштері NASA-ға KH 7 GAMBIT бағдарламасынан бірнеше қосалқы камераларды ұсынды, бірақ кейін билік құпия камералардың қауіпсіздігіне, оның ішінде Айдың суреттері олардың ажыратымдылығын ашып беру мүмкіндігіне алаңдады. Кейбір ұсыныстар NASA-ға Ай орбиталық аппаратының орбиталық параметрлерін жарияламау туралы жасалды, осылайша суреттердің ажыратымдылығын олардың биіктігі арқылы есептеуге болмайды. Ақырында, NASA-ның қазіргі камера жүйелері, ажыратымдылығы төмен болғанымен, миссияның қажеттіліктеріне жеткілікті екеніне көз жеткізді.
The Boeing Eastman Kodak proposal was announced by NASA on 20 December 1963. The main bus of the Lunar Orbiter had the general shape of a truncated cone, tall and in diameter at the base. The spacecraft was composed of three decks supported by trusses and an arch. The equipment deck at the base of the craft held the battery, transponder, flight programmer, inertial reference unit (IRU), Canopus star tracker, command decoder, multiplex encoder, traveling wave tube amplifier (TWTA), and the photographic system. Four solar panels were mounted to extend out from this deck with a total span across of Also extending out from the base of the spacecraft were a high gain antenna on a boom and a low gain antenna on a boom. Above the equipment deck, the middle deck held the velocity control engine, propellant, oxidizer, and pressurization tanks, Sun sensors, and micrometeoroid detectors. The third deck consisted of a heat shield to protect the spacecraft from the firing of the velocity control engine. The nozzle of the engine protruded through the center of the shield. Mounted on the perimeter of the top deck were four attitude control thrusters. Power of 375 W was provided by the four solar arrays containing 10,856 n/p solar cells which would directly run the spacecraft and also charge the 12 A·h nickel cadmium battery. The batteries were used during the brief periods of occultation when no solar power was available. Propulsion for major maneuvers was provided by the gimballed velocity control engine, a hypergolic thrust Marquardt Corp. rocket motor. Three axis stabilization and attitude control were provided by four nitrogen gas jets. Navigational knowledge was provided by five sun sensors, the Canopus star sensor, and the inertial navigation system. Communications were via a 10 W transmitter and the directional one meter diameter high gain antenna for transmission of photographs, and a 0.5 W transmitter and omnidirectional low gain antenna for other communications. Both transmitters operated in the S band at about 2295 MHz. Thermal control was maintained by a multilayer aluminized Mylar and Dacron thermal blanket which enshrouded the main bus, special paint, insulation, and small heaters. The camera used two lenses to simultaneously expose a wide angle and a high resolution image on the same film. The wide angle, medium resolution mode used an 80 mm F 2.8 Xenotar lens manufactured by Schneider Kreuznach of West Germany. The high resolution mode used a 610 mm F 5.6 Panoramic lens manufactured by the Pacific Optical Company. The photographic film was developed in orbit with a semidry process, and then it was scanned by a photomultiplier for transmission to Earth. This system was adapted under permission of the NRO from the SAMOS E 1 reconnaissance camera, built by Kodak for a short lived USAF near realtime satellite imaging project. Originally, the Air Force had offered NASA several spare cameras from the KH 7 GAMBIT program, but then authorities became concerned over security surrounding the classified cameras, including the possibility of images of the Moon giving away their resolution. Some proposals were made that NASA not publish the orbital parameters of the Lunar Orbiter probes so that the resolution of the images could not be calculated through their altitude. In the end, NASA's existing camera systems, while lower resolution, proved to be adequate for the needs of the mission.
Әлеуетті резервтік
Ай орбитасы бағдарламасына қосымша резерв ретінде НАСА және NRO KH-7 барлау спутнигінің негізінде Айды картографиялау және зерттеу жүйесі (LM&SS) бойынша ынтымақтастық жасады. Аполлон ғарышкерлері Сатурн V-тегі Ай модулін алмастырып, LM&SS-ті ай орбитасында қашықтан басқаратын болжаныпты. НАСА 1967 жылдың жазында Ай орбиталық станцияларының толыққанды табысқа ие болғаннан кейін жобаны тоқтатты.
As a backup for the Lunar Orbiter program, NASA and the NRO cooperated on the Lunar Mapping and Survey System (LM&SS), based on the KH 7 reconnaissance satellite. Replacing the Lunar Module in the Saturn V, Apollo astronauts would operate LM&SS remotely in lunar orbit. NASA canceled the project in the summer of 1967 after the complete success of the Lunar Orbiters.
Деректердің қол жетімділігі
Ай орбитасының орбиталық суреттері түпнұсқа фильмді бірнеше жолақтарға сканерлегеннен кейін аналогтық деректер түрінде Жерге жіберілді. Деректер магниттік таспаға, сондай-ақ пленкаға жазылды. Пленкадағы деректер Ай орбитасы кадрларының қолмен жасалған мозаикаларын құру үшін пайдаланылды. Әрбір LO экспозициясы екі фотосуреттің түзілуіне әкелді: 80 мм фокус арақашықтығы бар линзамен түсірілген орташа ажыратымдылықтағы кадрлар және 610 мм фокус арақашықтығы бар линзамен түсірілген жоғары ажыратымдылықтағы кадрлар. HR кадрлары үлкен өлшемді болғандықтан, үш бөлікке немесе кіші кадрларға бөлінді. Мозаикалардың үлкен форматтағы басылымдары жасалды және бірнеше данасы АҚШ-тағы NASA суреттері мен деректері кітапханаларына – Аймақтық планеталық ақпараттық орталықтарға таратылды. Нәтижесінде алынған керемет суреттердің кеңістіктік ажыратымдылығы жоғары болды және Ай бетінің үлкен бөлігін қамтыды, бірақ олар "венециандық жалюзи" сияқты жолақтың болуынан, деректердің жоғалтылуынан немесе қайталануынан, сондай-ақ оларды пайдалануды қиындататын жиі қанығу эффектісінен зардап шекті. Көп жылдар бойы осы суреттер ай ғылымының көптеген зерттеулерінің негізін құрады. Олар Күннің төмен және орташа бұрыштарында алынғандықтан, Ай орбитасының фотомозаикалары айлық топографиялық нысандардың морфологиясын зерттеу үшін ерекше пайдалы. Ай орбитасының суреттерін көрсететін бірнеше атлас пен кітап жарық көрді. Ең толықтырған атлас – Боукер мен Хьюздің (1971) еңбегі болды, онда Айдың жаһандық көлемін қамтитын 675 фотосуреттік тақтасы бар. Деректерге жоғары қызығушылық болғандықтан және атлас қазір басылымнан шыққандықтан, Ай және планета институтында Ай орбитасы деректерінің үлкен форматтағы басылымдарын сканерлеу жұмысы жүргізілді. Олар «Айдың цифрлық айлық орбиталық фотоатласы» ретінде онлайн қолжетімді болды.
The Lunar Orbiter orbital photographs were transmitted to Earth as analog data after onboard scanning of the original film into a series of strips. The data were written to magnetic tape and also to film. The film data were used to create hand made mosaics of Lunar Orbiter frames. Each LO exposure resulted in two photographs: medium resolution frames recorded by the 80 mm focal length lens and high resolution frames recorded by the 610 mm focal length lens. Due to their large size, HR frames were divided into three sections, or sub frames. Large format prints from the mosaics were created and several copies were distributed across the U. S. to NASA image and data libraries known as Regional Planetary Information Facilities. The resulting outstanding views were of generally very high spatial resolution and covered a substantial portion of the lunar surface, but they suffered from a "venetian blind" striping, missing or duplicated data, and frequent saturation effects that hampered their use. For many years these images have been the basis of much of lunar scientific research. Because they were obtained at low to moderate Sun angles, the Lunar Orbiter photographic mosaics are particularly useful for studying the morphology of lunar topographic features. Several atlases and books featuring Lunar Orbiter photographs have been published. Perhaps the most definitive was that of Bowker and Hughes (1971); it contained 675 photographic plates with approximately global coverage of the Moon. In part because of high interest in the data and in part because that atlas is out of print, the task was undertaken at the Lunar and Planetary Institute to scan the large format prints of Lunar Orbiter data. These were made available online as the Digital Lunar Orbiter Photographic Atlas of the Moon.
Деректерді қалпына келтіру және цифрландыру
2000 жылы АҚШ-тың Аризона штатындағы Флагстафф қаласындағы Геологиялық қызметтің астрогеологиялық зерттеу бағдарламасы НАСА-ның қаржыландыруымен (Ай орбитасын цифрландыру жобасының бөлігі ретінде) түпнұсқа деректерден алынған 25 микрометрлік ажыратымдылықтағы LO оң таспалық архивтік фильмдерді сканерлеуді жүзеге асырды. Мақсат – Айдың жаһандық мозаикасын Лунар орбитердің ең жақсы кадрларын (көбінесе Боукер мен Хьюздің 1971 жылғы жарияланымдарымен бірдей көлемде) пайдалану еді. Кадрлар сканерленген фильмдерден құрастырылды; олар цифрлық түрде жасалды, геометриялық бақылаудан өтті және бастапқы фотокадрларда көзге түскен жолақтарсыз картаға түсірілді. Бұл жобаның басты назары жаһандық мозаиканы құру болғандықтан, Лунар орбитердің барлық фотокадрларының шамамен 15% ғана сканерленді. Лунар орбитердің III, IV және V миссияларынан алынған деректер жаһандық мозаикаға енгізілді. Сонымен қатар, USGS цифрландыру жобасы бірнеше «ғылыми қызығушылық тудыратын орындар» үшін Лунар орбитердің жоғары ажыратымдылықтағы суреттерінен кадрлар жасады. Бұл орындар 1960 жылдары Аполлонның қону орындары таңдалып жатқан кезде анықталған. Аполлон 12 қонған жер, Мариус таулары және Сулпициус Галлус шатқалы сияқты орындардың кадрлары жарияланды. 2007 жылы Lunar Orbiter Image Recovery Project (LOIRP) Лунар орбитер суреттерін тікелей Ampex FR 900 аналогты бейнежазбаларынан ғарыш аппаратының деректерін цифрлық бейне форматқа түрлендіру процесін бастады, бұл 1960 жылдары жарық көрген түпнұсқа суреттерге қарағанда едәуір жоғары ажыратымдылықты қамтамасыз етті. Осы қалпына келтірілген суреттердің алғашқылары 2008 жылдың соңында жарияланды. 2014 жылдың ақпан айына дейін Лунар орбитердің суреттерінің көбі қалпына келтірілді және NASA-ның Планеталық деректер жүйесіне жіберілгенге дейін цифрлық өңдеуден өтті.
In 2000, the Astrogeology Research Program of the US Geological Survey in Flagstaff, Arizona was funded by NASA (as part of the Lunar Orbiter Digitization Project ) to scan at 25 micrometer resolution archival LO positive film strips that were produced from the original data. The goal was to produce a global mosaic of the Moon using the best available Lunar Orbiter frames (largely the same coverage as that of Bowker and Hughes, 1971). The frames were constructed from scanned film strips; they were digitally constructed, geometrically controlled, and map projected without the stripes that had been noticeable in the original photographic frames. Because of its emphasis on construction of a global mosaic, this project only scanned about 15% of the available Lunar Orbiter photographic frames. Data from Lunar Orbiter missions III, IV and V were included in the global mosaic. In addition, the USGS digitization project created frames from very high resolution Lunar Orbiter images for several 'sites of scientific interest.' These sites had been identified in the 1960s when the Apollo landing sites were being selected. Frames for sites such as the Apollo 12 landing site, the Marius Hills, and the Sulpicius Gallus rille have been released. In 2007, the Lunar Orbiter Image Recovery Project (LOIRP) began a process to convert the Lunar Orbiter Images directly from the original Ampex FR 900 analog video recordings of the spacecraft data to digital image format, a change which provided vastly improved resolution over the original images released in the 1960s. The first of these restored images were released in late 2008. Almost all of the Lunar Orbiter images had been successfully recovered as of February 2014 and were undergoing digital processing before being submitted to NASA's Planetary Data System.