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Junio 2, 2016: Cincuenta años de polvo de luna: 1 topógrafo fue un pionero de Apolo

Image of Surveyor 1's shadow against the lunar surface in the late lunar afternoon, with the horizon at the upper right.
Imagen de sombra del Surveyor 1 contra la superficie lunar , con el horizonte en la parte superior derecha. Imagen crédito: NASA / JPL


Antes de que los seres humanos podrían dar sus primeros pasos en la Luna, misterioso y la amenazadora superficie tuvieron que ser reconocidos por los robots. Cuando el Presidente John Kennedy establece una meta de aterrizaje de los astronautas en la superficie lunar en 1961, poco se sabe de ese mundo, más allá de lo que podría deducirse de observaciones por telescopios.
¿Sabíamos que era rocoso, sombrío y pesadamente craterizado--cómo podrían afectar estas condiciones el aterrizaje de una nave espacial allí? ¿Era la superficie suficientemente sólido para soportar el lander lunar del Apolo 33.500 libras? ¿O fue tan profundamente cubierto en polvo de miles de millones de años de impactos del meteorito, como algunos esgrimían la teoría, que el módulo lunar se hundiría simplemente fuera de la vista, condenando a los astronautas? Estas y cien otras preguntas acerca de la composición superficial perseguía a los planificadores de la misión, por lo que un robot haría el viaje peligroso primero - el lander lunar del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Las puntas de prueba primeras para alcanzar el vecino más cercano de la Tierra eran los rusos. Luna 2 impactó la superficie en 1959, y la luna fue fotografiada desde la órbita por otro robot soviético más adelante ese año. Los Estados Unidos voló una serie de sondas impactadoras llamadas Ranger; el primer éxito de ese programa era Ranger 7, que volvió a 4.300 imágenes de aumento de resolución durante los últimos 17 minutos de vuelo en 1964. La URSS anotó otro golpe cuando hizo el primer aterrizaje suave y tomó las primeras fotos de baja resolución de la superficie lunar, en febrero de 1966.

Una serie de naves espaciales de cartografía de Estados Unidos llamada Lunar Orbiter fotografió la luna desde la órbita en 1966 y 1967. Pero verían los encuestadores que la superficie rugosa para Apolo y hace 50 años esta semana, la primera de esa serie de landers aterrizó con éxito. Surveyor 1 aterrizó en la luna en 02 de junio de 1966.

El salto de los impactadores y aterrizajes airbag a un aterrizaje controlado fue un salto grande y requiere nuevas técnicas nunca antes intentado en orientación, navegación, robótica y la proyección de imagen. Surveyor fue la primera nave de su clase, un programa que se hizo a la carrera para devolver datos como el programa Apolo estaba en marcha. La primera llegada del Apolo con tripulación se esperaba que en algún momento en 1968 o 1969, por lo que el tiempo era corto.

Justin Rennilson, de JPL, es el co-investigador principal en el experimento de la televisión del topógrafo. "Planificación de Apolo requiere obtener imágenes de muy alta resolución que muestra los detalles de la superficie lunar, porque estaban hablando sobre el diseño de una nave espacial que sería con seguridad de la Tierra en la superficie lunar como lo haríamos con el topógrafo", dijo. "Se tomaron fotografías telescópicas de la Luna desde la Tierra, pero lo que necesitábamos eran imágenes de alta resolución para estudiar las rocas en la superficie lunar. Incluso algo dos pies de tamaño podría derribar una nave espacial".

El programa del topógrafo ( Surveyor ) ya estaba en la tubería antes de que el Presidente Kennedy anunció sus metas para la exploración lunar. Surveryor había sido concebido como una investigación científica de la luna. Pero su misión fue revisado inmediatamente después de la dirección del Presidente a una sesión conjunta del Congreso: "Creo que esta nación debe comprometerse a alcanzar la meta, antes de esta década, de aterrizar un hombre en la luna y devolverlo de forma segura a Tierra". Con esas palabras, NASA dirigen la mayor parte de la misión del topógrafo a apoyar ese objetivo.

Los primeros topógrafos fueron tarea de llegar a la superficie lunar con éxito a través de un aterrizaje suave, entonces investigar las propiedades físicas del paisaje cercano para entender los riesgos y desafíos al aterrizaje de los astronautas allí. Pero ese primer aterrizaje acertado era lejos de seguro. La NASA había realizado sobrevuelos de Venus y Marte, pero no había intentado aterrizar en cualquier cuerpo celeste antes del topógrafo. Entre cientos de otros desafíos, un enlace de comunicación ininterrumpida para navegación y control sería crucial para el éxito.

"Pensamos que la probabilidad de éxito en alrededor de 10 a 15 por ciento", dijo Rennilson. "Hemos tenido muchos problemas, no sólo en la nave espacial, sino también en el JPL. El laboratorio, que logró el Programa Surveyor de la NASA, recientemente había terminado un nuevo centro de operaciones de vuelo espacial, el SFOF. Esto tenía una conexión de la telemetría con Goldstone, una estación de seguimiento en el desierto de California (ahora parte de red del espacio profundo de la NASA) que sería acomodar las necesidades de comunicación de la nave durante el aterrizaje. Pero hay caídas de señal. No saben qué hacer, así que me enviaron a Goldstone". Llegó a la estación de seguimiento justo antes del aterrizaje el 2 de junio.

Surveyor había sido enviado en una trayectoria directa--no quiso entrar en órbita lunar antes de aterrizar, pero se precipitaba directamente hacia la superficie a 6.000 millas por hora (9.700 kilómetros por hora). Los propulsores tenían fuego en precisamente el momento adecuado y mantener la orientación perfecta para comunicarse con la Tierra, todo el camino.

«Recuerdo sentado allí mirando el osciloscopio como la nave espacial fue bajando, hasta la superficie lunar.» Dios, la señal todavía está allí y sigue trabajando Pensé. Tuvimos éxito y fue simplemente asombroso. Inmediatamente a su llegada del topógrafo en la Luna, Rennilson saltó a otro avión para volver a JPL.

Después de la falta de un número de la nave Ranger en la ruta a la luna, el éxito de la Surveyor primer aterrizaje fue un alivio increíble. William Pickering, director del JPL de 1954 a 1976, recordó en una entrevista de 1978 Caltech que tenía algunas preocupaciones sobre la petición de las cadenas de televisión en realizar el aterrizaje en directo en lo que él creía que iba a ser de cobertura nacional: "finalmente terminamos aceptando que se deje hacerlo, y nos mantuvo con los dedos cruzados y esperar que iba a estar bien. Pero lo que me sorprendió fue que sobre una media hora antes de que fuera debido a la tierra, una de las personas de la red, dijo, 'Oh, por cierto, estamos en todo el mundo,' realmente ese tipo me sacudió . Afortunadamente, funcionó, y de hecho, algún tiempo después un amigo mío me dijo que él estaba en París y volvió a brazos cruzados en el televisor y la Surveyor 1 aterrizaje en la luna.

Con el Surveyor 1 abajo y seguro, la exploración de la Luna ahora comenzaría en serio. El sitio de aterrizaje fue algunas docena millas al norte de un cráter de 13 millas de ancho (21 kilómetros) llamada Flamsteed que residía dentro de Oceanus Procellarum, el más grande suelo basáltico liso de la luna, o llanuras. Las primeras vistas de la superficie lunar fueron sorprendentes, pero no fácilmente se adquirieron. Fotografía desde el espacio estaba todavía en su infancia.

La cámara fue avanzada para su época, un sensor lento-Explore la televisión con un objetivo zoom, la primera vez que tal acuerdo había sido utilizado en el espacio. El objetivo de los investigadores era reunir suficientes imágenes para identificar e investigar las características específicas de superficie y también para crear fotos panorámicas que le permitiera tener una idea de la naturaleza global de la superficie y cualquier amenaza que podría representar para el módulo de aterrizaje lunar de Apolo.

Los primeros conjuntos de imágenes panorámicas fueron creados usando una nueva técnica de imágenes de fotografía instantánea de una pequeña pantalla de TV y luego montar las fotografías en una imagen más grande. Rennilson recuerda vívidamente el proceso: "teníamos una cámara Polaroid conectada a un CRT de 5 pulgadas de diámetro que puede capturar imágenes en película Polaroid. Estas imágenes fueron dadas a un equipo que habíamos entrenado--que la pondría en un orden determinado, para crear los panoramas." Que el equipo entrenó mucho para prepararse para el proceso. "Tenemos que después de años de práctica, hemos sido capaces de colocar un panorama unos tres o cuatro minutos después de terminar todo lo que barrido de la superficie lunar".

Al final de la misión Surveyor 1 seis meses después de que aterrizó en la luna, 11.240 imágenes se habían devuelto a la Tierra, lo que permite la creación de decenas de panoramas amplios y permitiendo el examen de detalles tan pequeños como 0,04 pulgadas (1 milímetro) en diámetro. Imágenes de los tres bandoleros demostraron que no sólo fue el aterrizaje en la luna posible, pero que la lander no se había hundido en el polvo de la luna profundo--como era temido por algunos científicos--pero había aterrizado en una superficie firme y de apoyo. Partir de topógrafo 3, una bola unida a un brazo extensible permitido a los científicos investigar la textura y la dureza de la superficie lunar. Cuando el Surveyor 7 terminó las operaciones en la luna en febrero de 1968, apenas 10 meses  antes de Apolo 8 orbitó la luna, el camino para el primer aterrizaje lunar con tripulación del Apollo 11 el 20 de julio de 1969, estaba abierto. El Programa Surveyor había sido fundamental para ese logro.

Rennilson concluye: "los chinos tienen un dicho interesante: 'Cuando usted toma un vaso de agua, debe pensar en la fuente'. Creo que se aplica para el programa de espacio sin tripulación sirvió temprano. JPL ha diseñado gran parte de las cosas modernas que hacemos hoy en el espacio. Mis recuerdos son sobre todo de las grandes cosas que vimos. Así que cuando aterrizó el Apolo, y Curiosidad aterrizó en Marte, fue una gran sensación."

DC Agle
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-393-9011
agle@jpl.nasa.gov

Written by Rod Pyle
Traducción: El Quelonio Volador


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