Surveyor 5

Ο Surveyor 5 (ελλ. επιθεωρητής) ήταν το διαστημικό σκάφος της πέμπτης κατά σειρά αποστολής στα πλαίσια του ομώνυμου προγράμματος για την εξερεύνηση της Σελήνης. Εκτοξεύτηκε στις 3 Σεπτεμβρίου 1967, και προσσεληνώθηκε στις 11 Σεπτεμβρίου 1967 στην θάλασσα Mare Tranquillitatis. Κατά την προσσελήνωση είχε βάρος 303 kg και διαβίβασε στη Γη σημαντικό φωτογραφικό υλικό, που έφτασε συνολικά τις 19.049 φωτογραφίες.

 Κατά τη διάρκεια της αποστολής παρουσιάστηκε διαρροή ηλίου που θα μπορούσε να είχε οδηγήσει στην αποτυχία. Μια αυτοσχέδια ακολουθία προσσελήνωσης όμως ήταν επιτυχής και έσωσε την αποστολή, που μετέδωσε στοιχεία για διάρκεια δύο εβδομάδων μετά από την προσσελήνωση. Ένα μικροσκοπικό εργαστήριο για χημικές αναλύσεις που χρησιμοποιούσε μια συσκευή οπισθοσκέδασης άλφα χρησιμοποιήθηκε για να αποκαλύψει ότι το χώμα της σεληνιακής επιφάνειας αποτελείται από βασαλτικό βράχο. Παρόμοια όργανα, τα APXS, χρησιμοποιήθηκαν σε διάφορες αποστολές με προορισμό τον Άρη. Ο Surveyor 5 ήταν το τρίτο διαστημικό σκάφος του ομώνυμου προγράμματος που προσσεληνώθηκε ομαλά. Το διαστημικό σκάφος είχε τριγωνική βάση από αλουμίνιο. Οι στόχοι της αποστολής ήταν η λήψη τηλεοπτικών φωτογραφιών από την επιφάνεια της Σελήνης η πραγματοποίηση ενός πειράματος διάβρωσης των μηχανών Vernier, η μελέτη του εδάφους και ο καθορισμός της σχετικής περιεκτικότητας χημικών στοιχείων, η μέτρηση των δυνάμεων κατά την προσσελήνωση, και η μέτρηση της ανακλαστικότητας της θερμότητας και των κυμάτων ραντάρ.Ο εξοπλισμός του διαστημικού σκάφους ήταν παρόμοιος με αυτόν των προηγούμενων αποστολών Surveyor και περιελάμβανε τα σκέλη προσσελήνωσης, ένα σύστημα προώθησης Vernier, και τους πολυάριθμους αισθητήρες των επιστημονικών πειραμάτων. Αντί της δειγματοληπτικής συσκευής επιφάνειας εγκαταστάθηκε ένα όργανο οπισθοσκέδασης άλφα, και συμπεριλήφθηκε και ένας μικρός ραβδοειδής μαγνήτης στο ένα σκέλος για να ανιχνεύσει τυχόν μαγνητικό υλικό στο σεληνιακό έδαφος. Το διαστημικό σκάφος προσσεληνώθηκε στις 11 Σεπτεμβρίου 1967 στις 00:46:44 UT (που αντιστοιχεί 7:46 μ.μ. EST της 10 Σεπτεμβρίου) στη θάλασσα Maris Tranquillitatis με σεληνογραφικές συντεταγμένες 1,41° N και 23,18° Ε, και κλίση περίπου 20 μοιρών, στο εσωτερικό ενός μικρού κρατήρα. Το σκάφος μετέδωσε άριστα στοιχεία από όλα τα πειράματα αρχίζοντας αμέσως μετά την προσσελήνωση και μέχρι τις 18 Οκτωβρίου 1967. Έκανε διακοπή μετάδοσης από τις 24 Σεπτεμβρίου έως τις 15 Οκτωβρίου 1967, κατά τη διάρκεια της πρώτης σεληνιακής νύχτας. Μετά τη διανυκτέρευση συνέχισε τις μεταδόσεις έως την 1 Νοεμβρίου 1967, κάνοντας καινούργια διακοπή για τη δεύτερη σεληνιακή νύχτα. Επαναλειτούργησε και συνέχισε τις μεταδόσεις και την τρίτη αλλά και την τέταρτη σεληνιακή ημέρα, με τελευταία μετάδοση στις 17 Δεκεμβρίου 1967. Μετέδωσε φωτογραφίες κατά τη διάρκεια της πρώτης, δεύτερης και τέταρτης σεληνιακής ημέρας. Ο Surveyor 5 προσσεληνώθηκε σε μικρή απόσταση από το σημείο που αργότερα προσσεληνώθηκε το Απόλλων 11. Η τηλεοπτική κάμερα του Surveyor 5 έφερε οπτικό σωλήνα vidicon (εφεύρεση του 1950 της εταιρείας RCA), φακούς εστιακής απόστασης 25 και 100 χιλ., κλείστρο, διάφραγμα και έγχρωμα οπτικά φίλτρα. Η κάμερα ήταν προσαρμοσμένη σε θέση με κλίση περίπου 16° ως προς τον άξονα του διαστημικού σκάφους. Η φωτογραφική μηχανή τοποθετήθηκε κάτω από έναν καθρέφτη που μπορούσε να αλλάξει γωνία κλίσης οριζόντια και κάθετα. Η φωτογραφική μηχανή ήταν πλήρως κατευθυνόμενη από τη γη και η λειτουργία της εξαρτάτο εντελώς από την λήψη των κατάλληλων εντολών. Η επιφάνεια της σελήνης φωτογραφήθηκε συστηματικά παρέχοντας πανοραμική κάλυψη 360 μοιρών οριζόντια και από περίπου +40° άνω του οριζόντιου επιπέδου της κάμερας, μέχρι 65° κάτω από αυτό. Η τηλεοπτική κάμερα είχε δύο μεγέθη λήψης φωτογραφιών: πλαίσιο 600 γραμμών (σάρωσης) και πλαίσιο 200 γραμμών (σάρωσης), που χρησιμοποιήθηκαν και οι δύο. Η μηχανή πλαισίου 200 γραμμών είχε ταχύτητα φωτογράφισης 61,8 δευτερόλεπτα ανά εικόνα και τις διαβίβαζε στην συχνότητα 1,2 kHz με ταχύτητα μετάδοσης ένα πλαίσιο ανά 20 δευτερόλεπτα μέσω της πανκατευθυντικής κεραίας. Η κάμερα πλαισίου 600 γραμμών ήτανε πιο ταχείας τεχνολογίας. Με ρυθμό 3,6 δευτερόλεπτα ανά πλαίσιο, η μηχανή έπαιρνε φωτογραφίες πλαισίου 600 γραμμών και τις έστελνε μέσω κατευθυντικής κεραίας στη συχνότητα των 220 kHz με ταχύτητα 1 πλαίσιο ανά δευτερόλεπτο. Στην γη οι φωτογραφίες προβάλλονταν σε οθόνη με χαμηλή ταχύτητα σάρωσης, επιστρωμένη με φώσφορο, ώστε η μεταδιδόμενη εικόνα να αργεί να σβήσει. Η ικανότητα διατήρησης φωτοβολίας του φωσφόρου επιλέχθηκε να είναι αντίστοιχη της ταχύτητας μετάδοσης των δεδομένων. Τα δεδομένα στην συνέχεια μαγνητοσκοπήθηκαν σε ταινίες βίντεο 70 χιλιοστών. Κατά τη διάρκεια της πρώτης σεληνιακής ημέρας, που τελείωσε στις 24 Σεπτεμβρίου 1967 μεταδόθηκαν 18.006 τηλεοπτικές εικόνες υψηλής ποιότητας. Μετά από την νυκτερινή διακοπή διάρκειας περισσότερο από 20 ημέρες, η φωτογραφική μηχανή επανήλθε σε λειτουργία και διαβίβασε άλλες 1.048 εικόνες μεταξύ 15 και 23 Οκτωβρίου 1967. Την τέταρτη σεληνιακή ημέρα ακολούθησαν άλλες 64 εικόνες, υποβαθμισμένης όμως ποιότητας. Γενικά, από την πρώτη διανυκτέρευση και μετά οι εικόνες σταδιακά έχασαν ποιοτικά ως αποτέλεσμα των παγερών σεληνιακών θερμοκρασιών της νύχτας. Η συσκευή ανάλυσης της επιφάνειας μέσω σκέδασης σωματιδίων a σχεδιάστηκε για να μετρήσει άμεσα την περιεκτικότητα των σημαντικότερων στοιχείων της σεληνιακής επιφάνειας. Η κατασκευή αποτελείτο από έξι ραδιενεργές πηγές σωματιδίων a (κιούριο 242) και δυο παράλληλα αλλά και ανεξάρτητα συστήματα ανίχνευσης φορτισμένων σωματιδίων. Το ραδιενεργό κιούριο ακτινοβολούσε σωματίδια a διαμέσου ενός ανοίγματος διαμέτρου 100 χιλιοστών στο κάτω μέρος του οργάνου όπου βρίσκονταν τα προς ανάλυση δείγματα. Το ένα από τα δύο συστήματα, που περιείχε δυο αισθητήρες, ανίχνευε το ενεργειακό φάσμα των σωματιδίων a που σκεδάζονταν από τη σεληνιακή επιφάνεια, ενώ το άλλο σύστημα, που περιείχε τέσσερις αισθητήρες, ανίχνευε το ενεργειακό φάσμα των πρωτονίων που παρήχθησαν μέσω της αντίδρασης (a και p) στο δείγμα του εδάφους. Οι ανιχνευτές ήταν συνδεδεμένοι με μια συσκευή ανάλυσης ύψους παλμών. Μια συστοιχία ψηφιακών ηλεκτρονικών, που βρισκόταν μέσα σε ένα διαμέρισμα του διαστημικού σκάφους, διαβίβαζε τα αποτελέσματα των αναλύσεων στη γη όποτε το πείραμα λειτουργούσε. Τα φάσματα περιείχαν την ποσοτική περιεκτικότητα καθενός από τα σημαντικότερα στοιχεία στα δείγματα εκτός από το υδρογόνο, το ήλιο και το λίθιο. Συνολικά το πείραμα λειτούργησε για 83 ώρες διαβιβάζοντας δεδομένα υψηλής ποιότητας κατά τη διάρκεια της πρώτης σεληνιακής ημέρας. Την δεύτερη ημέρα ακολούθησαν 22 ώρες λειτουργίας, παρουσιάστηκε όμως πρόβλημα διαχωρισμού του θορύβου από τον ανιχνευτή. Surveyor Program Results (PDF) 1969