«Серве́йер-1» () — беспилотный космический аппарат НАСА, запущенный в 1966 году и предназначенный для исследований Луны. Второй в истории посадочный модуль, совершивший мягкую посадку на небесное тело (после советской «Луны-9», прилунившейся за 4 месяца до этого).

Этот космический аппарат был первым в серии беспилотных аппаратов «Сервейер», предназначенных для мягкой посадки на поверхность Луны. «Сервейер-1» был запущен 30 мая 1966 года, с космодрома на мысе Канаверал, штат Флорида, и успешно прилунился 2 июня 1966 года в Океане Бурь. После мягкой посадки на Луну аппарат начал собирать данные, необходимые для подготовки к пилотируемым полётам программы «Аполлон».

«Сервейер-1» передал на Землю лунной поверхности при помощи телевизионной камеры и сложных радиотелеметрических систем.

Программа «Сервейер» управлялась Лабораторией реактивного движения в Лос-Анджелесе; сборкой и проектированием аппарата занималась компания «Хьюз Эйркрафт» (Эль-Сегундо, штат Калифорния).

Цели миссии

Среди целей миссии «Сервейер-1» значились: изучение лунного рельефа; исследование гравитационного поля Луны; изучение различных физических условий на лунной поверхности; телесъёмка поверхности Луны.

Конструкция Серия космических аппаратов «Сервейер» была разработана с целью совершения мягкой посадки на Луну. Рама аппарата сделана из тонкостенных алюминиевых труб. Она представляет собой треножник из трёх посадочных опор длиной с амортизаторами и тарелями. Подошвы опорных тарелей и амортизирующие блоки, укреплённые на каждой опоре, выполнены из алюминиевых сот, за счет деформации которых поглощается энергия посадочного удара. В двух отсеках с контролируемой температурой размещена электронная аппаратура, на вертикальной мачте высотой , укреплённой на вершине треножника, находятся солнечная батарея и планарная узконаправленная антенная решётка.

Доставка аппарата «Сервейер-1» к Луне осуществлялась ракетной системой «Атлас-Центавр», совершившей свой первый полёт. Посадка в заданную точку реализована с помощью основного тормозного твердотопливного двигателя, который заканчивал свою работу и отбрасывался на высоте около , после чего замедление спуска осуществлялось жидкостными двигателями. Радиосвязь аппарата обеспечивалась планарной подвижной узконаправленной антенной решёткой, использовавшейся для передачи телесигнала, двумя всенаправленными коническими антеннами, расположенными на концах складных стрел и предназначавшимися для передачи телеметрии и приёма команд, а также двумя приёмниками и двумя передатчиками.

Источниками электропитания служили солнечная батарея (792 отдельных элемента общей площадью , мощность до ) и два серебряно-цинковых химических источника тока (один из них заряжаемый). Один из отсеков с контролируемой температурой (от +5 до +50 °C) содержал всю электронику связи и блок питания. Второй, где температура поддерживалась в диапазоне от −20 до +50 °C, предназначался для электроники, которая дешифровала команды и обрабатывала сигналы. Ориентация в полёте контролировалась с помощью солнечного и звёздного (по Канопусу) датчиков, а также гироскопического трёхосного измерителя. Управление ориентацией осуществлялось двигателями ориентации на сжатом азоте. Три жидкостных реактивных двигателя с регулируемой тягой (от 130 до в вакууме) использовали гидрат монометилгидразина (H2N-NHCH3·H2O) в качестве топлива и смесь оксидов азота MON-10 (90 % N2O4, 10 % NO) в качестве окислителя. Топливо и окислитель хранились в сферических баках, закреплённых на раме-треножнике.

На всех аппаратах серии «Сервейер», кроме «Сервейера-1», устанавливались зеркала, позволявшие вести съемку в местах, недоступных для прямой видимости телекамеры. В составе аппарата находились солнечный датчик и датчик опорной звезды Канопус, а также несколько радиолокаторов, служащих для определения скорости спуска и расстояния до лунной поверхности. Радиовысотомер давал сигнал на выключение тормозного двигателя. Другой высотомер с помощью бортового компьютера управлял двигателями малой тяги. Посадочное устройство аппарата при старте находилось в сложенном состоянии и развертывалось только лишь после того, как аппарат выводился на траекторию полета к Луне. Максимальный диаметр «Сервейера-1» составлял , а высота (при сложенном шасси) около .

Телевизионная система На «Сервейере-1» были установлены две телевизионные камеры на видиконах (одна из них была навигационной и направлена вниз) и около 100 датчиков для измерения температур, напряжений, положения подвижных элементов аппарата, а также акселерометры. Специальной научной аппаратуры на «Сервейере-1» не было. Телевизионная система массой 7,31 кг могла работать в двух режимах: с разложением изображения на 200 или на 600 строк, в зависимости от условий радиосвязи с Землей.

Она обладала полем зрения от 25,3 до 6,43 квадратного градуса (от ~3° до 0,36° по горизонтальной стороне кадра), при этом её угловое разрешение составляло 0,5 миллирадиана по уровню 15 % отклика, что вдвое лучше среднего углового разрешения человеческого глаза. Это обеспечивало линейное разрешение на расстоянии от камеры (соответствующее расстоянию от камеры до конца посадочной опоры). Специальный вариообъектив с диапазоном 25~100 мм был совместно разработан компаниями Bell&Howell и Hughes Aircraft на основе серийного зума 8-мм кинокамеры. Кроме укороченного диапазона фокусных расстояний, главным отличием стала замена склеенных дублетов отдельными линзами из-за риска их расклеивания в вакууме. Моторизованная ирисовая диафрагма регулировала относительное отверстие от /4 до /22 автоматически или по команде с Земли.

Камера, жёстко установленная в вертикальном положении, была сверху оснащена наклонным подвижным зеркалом из полированного бериллия, которое поворачивалось в любом направлении по азимуту, а по углу места наклонялось от +40° до −65° к плоскости горизонта. По командам с Земли она могла фокусироваться на расстояния от до бесконечности и была оборудована турелью с тремя цветными светофильтрами основных цветов. Последовательная съёмка за этими светофильтрами, которые менялись по команде с Земли, позволяла получать фотографии в натуральных цветах. Обычная чёрно-белая съёмка выполнялась при четвёртом положении турели, через прозрачную стеклянную пластинку. Для калибровки телекамеры на посадочной опоре № 2 была установлена фотометрическая мишень. Фокальный затвор гильотинного типа перед видиконом с диаметром 5/8 дюйма обеспечивал единственную автоматическую выдержку в 150 миллисекунд, но мог вручную открываться на любой интервал времени. Была предусмотрена блокировка затвора в случае слишком высокой интенсивности света.

Описание миссии «Сервейер-1» был запущен 30 мая 1966 года в 14:41:01 UT с помощью ракеты-носителя «Атлас-Центавр», и сразу направился в сторону Луны, без выхода на низкую околоземную орбиту. В ходе полёта в 06:45 UT 31 мая была выполнена коррекция траектории. На расстоянии от поверхности Луны по сигналу от радара был запущен тормозной твердотопливный двигатель, горевший в течение и затормозивший аппарат со скорости до (относительно поверхности); после этого на высоте около двигатель был отстрелен, и дальнейшее торможение осуществлялось жидкостными двигателями под управлением бортового компьютера, получавшего данные от радиовысотомера и доплеровского измерителя скорости. «Сервейер-1» осуществил успешное прилунение в 6:17:36 UT 2 июня 1966 года в юго-восточной части Океана Бурь в точке с координатами (в к северо-северо-востоку от кратера Флемстид). Двигатели были выключены на высоте от поверхности Луны. Удар о поверхность, произошедший с вертикальной скоростью около и горизонтальной составляющей , погасили амортизированные опоры. Аппарат после первого контакта подскочил примерно на и через вновь встал на поверхность. Записи показаний датчиков натяжения во время удара позволили определить механические свойства поверхности; в частности, динамическое давление, выдержанное грунтом во время удара, составляло .

Продолжительность полета «Сервейера-1» составила примерно 63 часа и 30 минут. Стартовый вес аппарата составлял , а при прилунении (израсходовалось топливо для маневрирования, а также отделился основной тормозной двигатель и радиолокационный высотомер) около . «Сервейер-1» начал телевизионную съемку поверхности Луны через час после прилунения. На момент посадки Солнце находилось на высоте 28° над восточным горизонтом, двигаясь к верхней кульминации. В течение первого лунного дня, до захода Солнца 14 июня, аппарат передал . Поскольку Луна всегда обращена к Земле одной стороной, поддержка радиосвязи с «Сервейером-1» требовала только смен наземных станций, из-за постоянного вращения Земли. Наиболее ответственные этапы полёта управлялись с наземной станции комплекса Goldstone в Калифорнии. Всего за период с 30 мая до 14 июня с радиотелескопа было передано команд. Периоды уверенной связи длились 10 часов 20 минут, и более половины этого времени после прилунения использовалось для приёма фотографий.

Электроэнергия не вырабатывалась во время двухнедельных лунных ночей (так как аппарат работал от солнечных батарей), поэтому ночью «Сервейер-1» находился в бездействии, потребляя электроэнергию только от аккумулятора для обогрева электроники. Исключением стал короткий период времени сразу после захода Солнца 14 июня. В этот момент были выполнены 84 фотографии солнечной короны над горизонтомSurveyor Program Results . NASA, SP-184, Wash., D.C., 1969.. А сразу после этого в «суммирующем режиме» с выдержкой в 4 минуты камера сняла собственную опору №2 в отражённом от Земли свете. Во время второго лунного дня новая передача фотографий началась в лунный полдень, 7 июля, когда камера попала в тень от солнечной батареи. До этого передача не велась из-за слишком высокой температуры, достигающей на поверхности 250 . 8 и 9 июня камеру также выключали из-за перегрева.

Благодаря специальной наземной системе, принятые на Goldstone изображения могли конвертироваться в стандарт для обычного телевидения, и в первый же день фотографии начали транслировать по американским коммерческим телесетям, а на следующее утро к ним присоединились европейские телестанции. Все полученные с Луны фотографии, вместе с телеметрией и временными отметками, регистрировались на 70-мм киноплёнке, которая в дальнейшем использовалась для синтеза цветных изображений. За второй лунный день были переданы 899 фотографий. Сразу после начала второй лунной ночи, 13 июля в 7:30 UT, миссия была прекращена ввиду значительного падения напряжения бортовой аккумуляторной батареи. Однако попытки возобновить связь продолжались до 7 января 1967 года. В общей сложности «Сервейер-1» передал на Землю .

Галерея

См. также Лунная программа «Сервейер» «Луна-9» — первое успешное прилунение в истории космонавтики.

Примечания

Источники

Литература Jaffe L. D. et al., Surveyor 1 mission report, JPL, Calif. Inst. Technol., TR 32-1023, Pts. 1, 2, and 3, Pasadena, CA, Aug. 1966.

Surveyor 1: a preliminary report, NASA, SP-126, Wash., D.C., 1966. Surveyor Program Results. NASA, SP-184, Wash., D.C., 1969.

Категория:Автоматические межпланетные станции США Категория:1966 год в науке Категория:Спускаемые аппараты Категория:Мягкие посадки на Луну