달 탐사선 프로그램

Lunar Orbiter program
달 탐사선

달 궤도선 프로그램은 1966년부터 1967년까지 미국이 발사한 5개의 무인 달 궤도선 임무였다.달 표면을 [1]지도화함으로써 아폴로 착륙 지점을 선정하는 데 도움을 주기 위해, 그들은 달 궤도에서 첫 사진을 제공하고 달과 지구를 모두 촬영했다.

5개의 미션은 모두 성공적이었고, 달 표면의 99%는 60미터(200피트) 이상의 해상도로 찍은 사진으로부터 지도를 만들었다.첫 번째 3개의 미션은 20개의 잠재적인 유인 달 착륙 지점을 촬영하는 데 전념했으며, 지구에서의 관측에 기초하여 선정되었습니다.이것들은 저경사 궤도로 비행했다.네 번째와 다섯 번째 임무는 보다 광범위한 과학적 목적을 위해 이루어졌으며 높은 극지 궤도로 비행했다.Lunar Orbiter 4는 전체 근방과 먼 쪽의 9%를 촬영했고, Lunar Orbiter 5는 뒷면 커버리지를 완성하여 미리 선택된 36개 영역의 중간 해상도(20m)와 높은 해상도(2m)의 이미지를 획득했습니다.모든 달 궤도선은 아틀라스-아제나-D 발사체에 의해 발사되었다.

Lunar Orbiters는 듀얼 렌즈 카메라, 필름 처리 장치, 판독 스캐너, 필름 핸들링 장치로 구성된 기발한 영상 시스템을 가지고 있었다.610mm(24인치) 협각 고해상도(HR) 렌즈와 80mm(3.1인치) 광각 중 해상도(MR) 렌즈 두 렌즈 모두 70mm 필름 한 롤에 프레임 노출을 배치했습니다.두 카메라의 축이 일치했기 때문에 HR 프레임에서 이미징된 영역이 MR 프레임 영역 내에서 중앙에 배치되었습니다.필름은 전기 광학 센서에 의해 추정된 우주선 속도를 보상하기 위해 노출 중에 움직였다.그 후 필름이 처리되고 스캔되어 영상이 지구로 전송되었다.

1966년 8월 달 궤도 탐사선 1호가 달 표면 위로 지구가 떠오르는 것을 시작으로, 달 궤도 탐사선 임무 기간 동안 지구 전체의 첫 번째 사진이 촬영되었다.1967년 [2]8월 8일 달 궤도선 5호가 지구 전체의 첫 전체 사진을 찍었다.1967년 11월 10일 달 궤도선 5호가 지구 전체의 두 번째 사진을 찍었다.

우주선 및 서브시스템

달 궤도도(NASA)
달 궤도선 설계 모형

보잉 이스트먼 코닥의 제안은 1963년 12월 20일 NASA에 의해 발표되었다.달 궤도선의 주 버스는 높이가 1.65m(5피트 5인치)이고 밑부분의 지름이 1.5m(4피트 11인치)인 잘린 원추형의 일반적인 형태를 가지고 있었다.그 우주선은 트러스 1개와 아치로 지탱되는 3개의 갑판으로 구성되었다.우주선 밑부분의 장비 갑판에는 배터리, 트랜스폰더, 비행 프로그래머, 관성 기준 장치(IRU), 카노푸스 스타 트래커, 명령 디코더, 멀티플렉스 인코더, 이동파 튜브 앰프(TWTA), 사진 시스템이 들어 있었다.4개의 태양 전지판이 3.72m(12.2ft)의 총 스팬으로 이 갑판에서 확장되도록 설치되었다.또한 우주선 바닥에서 뻗어 나온 것은 1.32m(4피트 4인치) 붐의 고이득 안테나, 2.08m(6피트 10인치) 붐의 저이득 안테나였다.장비 갑판 위에는 속도 조절 엔진, 추진제, 산화제, 가압 탱크, 태양 센서, 마이크로메탈로이드 검출기가 있었다.세 번째 갑판은 속도 조절 엔진의 발사로부터 우주선을 보호하기 위한 방열판으로 구성되었다.엔진 노즐이 실드 중앙을 통해 돌출되어 있었다.상단 갑판 주변에는 4개의 자세 제어 스러스터가 장착되어 있었다.

375W의 전력은 우주선을 직접 구동하고 12A·h 니켈카드뮴 배터리를 충전하는 10,856n/p 태양전지를 포함한 4개의 태양전지 어레이에 의해 공급되었다.이 배터리는 태양 에너지가 없는 짧은 엄폐 기간 동안 사용되었습니다.주요 기동을 위한 추진력은 440뉴턴(100lbf)의 초고압 추력 마카르트 로켓 모터인 김볼식 속도 제어 엔진에 의해 제공되었다.3축 안정화 및 자세 제어는 4뉴턴(1lbf) 질소 가스 제트 4개를 통해 제공되었습니다.항해 지식은 5개의 태양 센서, 카노푸스 별 센서, 관성 항법 시스템에 의해 제공되었다.통신은 사진 전송을 위해 10W 송신기와 직경 1m의 고이득 안테나, 기타 통신을 위해 0.5W 송신기와 전방향 저이득 안테나를 통해 이루어졌다.두 송신기 모두 약 2295MHz로 S 대역에서 작동했습니다.열 제어는 메인 버스, 특수 페인트, 단열재 및 소형 히터를 포함하는 다층 알루미늄 도금 마일러 및 데이크론 열 담요에 의해 유지되었습니다.

카메라는 두 개의 렌즈를 사용하여 광각과 고해상도 이미지를 동일한 필름에 동시에 노출시켰습니다.광각, 중간 해상도 모드는 서독의 Schneider Kreuznach가 제조한 80mm F 2.8 Xenotar 렌즈를 사용했습니다.고해상도 모드에서는 Pacific Optical [3]Company가 제조한 610mm F 5.6 파노라마 렌즈를 사용했습니다.

사진 필름은 반원형 과정을 통해 궤도 내에서 현상된 후 광전자 증배관에 의해 스캔되어 지구로 전송되었다.이 시스템은 코닥이 단기간 USAF 근실시간 위성 이미징 프로젝트를 [4]위해 제작한 SAMOS E-1 정찰 카메라의 NRO의 허가를 받아 개조되었습니다.

원래 공군은 NASA에 KH-7 GAMB의 예비 카메라 몇 대를 제공했었다.IT 프로그램이지만, 그 후 당국은 달의 이미지가 그들의 해상도를 보여줄 수 있는 가능성 등 기밀 카메라를 둘러싼 보안에 대해 우려하게 되었다.일부 제안들은 NASA가 고도를 통해 이미지의 해상도를 계산할 수 없도록 달 궤도 탐사선의 궤도 매개변수를 공개하지 말 것을 제안했다.결국, 나사의 기존 카메라 시스템은 낮은 해상도였지만, 임무의 필요성에 적합하다는 것이 입증되었다.

잠재적인 백업

NASA와 NRO는 KH-7 정찰 위성을 기반으로 한 달 지도 및 측량 시스템(LM&SS)에 협력했다.새턴 V의 달 착륙선을 대체하여 아폴로 우주인들은 달 궤도에서 LM&SS를 원격으로 작동시킬 것이다.NASA는 1967년 여름 달 궤도선의 [5]완전한 성공 이후 이 프로젝트를 취소했다.

결과.

달 궤도 프로그램은 달 표면의 99%를 1미터(3피트 3인치) 해상도로 촬영한 5대의 우주선으로 구성됐다.Orbiters는 총 2180개의 고해상도 프레임과 882개의 중간 해상도 프레임을 반환했습니다.22번의 충돌로 기록된 미소 유성 실험은 달 근처의 평균 미소 유성 플럭스가 행성간 공간보다 약 2배 더 크지만 지구 근방 환경보다는 약간 더 작다는 것을 보여준다.방사선 실험은 아폴로 하드웨어의 설계가 우주 비행사들을 평균적이고 태양 입자 사건에 대한 평균적인 단기적인 노출로부터 보호해 줄 것이라는 것을 확인시켜 주었다.

유인 우주 비행 네트워크 추적 스테이션과 아폴로 궤도 결정 프로그램을 평가하기 위한 추적에 달 궤도선을 사용하는 것은 1967년 8월부터 10월까지 3개의 달 궤도선(2, 3, 5)을 동시에 추적하는 데 성공했다.달 궤도 탐사선들은 결국 그들의 자세 제어 연료가 떨어지기 전에 달에 충돌하라는 명령을 받았다. 그래서 그들은 이후의 아폴로 비행에 항해나 통신상의 위험을 초래하지 않았다.달 탐사선 프로그램은 NASA 랭글리 연구 센터에 의해 총 2억 달러의 비용이 들었다.

5개의 궤도선들의 도플러 추적은 달의 중력장을 매핑하고, 달마리아의 [6]일부(전부는 아니지만) 중심에 위치한 질량 농도, 즉 중력 고도를 발견할 수 있게 했다.

달 궤도 카메라(NASA)

다음은 5개의 달 궤도선 촬영 임무의 비행 [7]일지 정보입니다.

  • 달 궤도선 1호
    • 1966년 8월 10일 출시
    • 이미지 문: 1966년 8월 18일부터 29일까지
    • 달과의 영향: 1966년 10월 29일
    • 아폴로 착륙 지점 조사 임무
  • 달 궤도선 2호
    • 1966년 11월 6일 출시
    • Imaged Moon : 1966년 11월 18일 ~ 25일
    • 달과의 영향 1967년 10월 11일
    • 아폴로 착륙 지점 조사 임무
  • 달 궤도선 3호
    • 1967년 2월 5일 출시
    • 달 이미지화: 1967년 2월 15일~23일
    • 달과의 영향 1967년 10월 9일
    • 아폴로 착륙 지점 조사 임무
  • 달 궤도선 4호
    • 1967년 5월 4일 출시
    • Imaged Moon : 1967년 5월 11일부터 26일까지
    • 달과의 충돌: 1967년 10월 31일경
    • 달 탐사 임무
  • 달 궤도선 5호
    • 1967년 8월 1일 출시
    • 이미지 문: 1967년 8월 6일 ~ 18일
    • 달과의 영향: 1968년 1월 31일
    • 달 지도 제작 및 고해상도 조사 미션

데이터 가용성

달 궤도 사진들은 원본 필름을 일련의 스트립으로 스캔한 후 아날로그 데이터로 지구로 전송되었다.데이터는 자기 테이프와 필름에 쓰여졌다.이 필름 데이터는 달 궤도선 프레임의 손으로 만든 모자이크를 만드는 데 사용되었다.각 LO 노출은 80mm 초점 거리 렌즈에 의해 기록된 중간 해상도 프레임과 610mm 초점 거리 렌즈에 의해 기록된 고해상도 프레임의 두 가지 사진이 생성되었습니다.HR 프레임은 크기가 크기 때문에 3개의 섹션, 즉 서브프레임으로 분할되었습니다.모자이크의 대형 인쇄물(16x20인치(410mm×510mm)이 만들어졌고, 여러 개의 복사본이 미국 전역에 걸쳐 지역별 행성 정보 시설로 알려진 NASA 이미지 및 데이터 라이브러리에 배포되었습니다.그 결과 나타난 뛰어난 시야는 일반적으로 매우 높은 공간 분해능으로 달 표면의 상당 부분을 차지했지만, "베네티안 블라인드" 스트라이핑, 데이터 누락 또는 중복, 잦은 포화 효과로 인해 어려움을 겪었다.수년 동안 이 이미지들은 달 과학 연구의 기초가 되어 왔다.그것들은 낮거나 중간 정도의 태양 각도에서 얻었기 때문에, 달 궤도 사진 모자이크는 달의 지형적 특징의 형태학을 연구하는데 특히 유용합니다.

달 궤도선 사진을 담은 여러 권의 지도책과 책들이 출판되었다.아마도 가장 결정적인 것은 보커와 휴즈(1971년)일 것이다. 그것은 달에 대한 대략적인 전지구적 커버리지가 있는 675개의 사진 판을 포함하고 있었다.부분적으로 데이터에 대한 관심이 높고 부분적으로 그 지도책이 절판되었기 때문에 달과 행성 연구소에서 달 궤도선 데이터의 [8]대형 인쇄물을 스캔하는 작업을 수행했습니다.이것들은 달의 [9]디지털 달 궤도 사진 지도책으로 온라인에서 이용할 수 있게 되었다.

데이터 복구 및 디지털화

LOIRP에 의해 생성된 하단의 재처리 버전과 비교하여 상단의 원본 이미지 세부 정보입니다.

2000년, 애리조나 주 플래그스태프에 있는 미국 지질 조사국의 우주 지질 연구 프로그램은 원본 [10]데이터에서 생성된 25 마이크로미터 해상도의 보관 LO 양성 필름 스트립을 스캔하기 위해 NASA의 자금 지원을 받았다(Wayback Machine에서 2017-11-23 Lunar Orbiter Digitalization Project Archive 2017-11-23).목표는 이용 가능한 최고의 달 궤도선 프레임을 사용하여 전지구적인 달의 모자이크를 만드는 것이었다(보커와 휴즈, 1971년과 대체로 동일).프레임은 스캔한 필름 스트립으로 제작되었으며, 디지털 방식으로 구성되고 기하학적으로 제어되며 원래 사진 프레임에서 눈에 띄는 줄무늬 없이 지도 투영되었습니다.이 프로젝트는 글로벌 모자이크 구축에 중점을 두었기 때문에 이용 가능한 달 궤도선 사진 프레임의 약 15%만 스캔했습니다.달 궤도 탐사선 III, IV, V의 데이터는 지구 [11]모자이크에 포함되었다.

게다가 USGS 디지털화 프로젝트는 과학적으로 관심 있는 몇몇 사이트들을 위해 고해상도 달 궤도선 이미지에서 프레임을 만들었다.이 장소들은 아폴로 착륙 지점이 선정되던 1960년대에 확인되었다.아폴로 12호 착륙지점, 마리우스 힐스, 술피시우스 갈루스 릴과 같은 장소의 프레임이 [12]공개되었다.

2007년, LOIRP는 우주선 데이터의 원본 Ampex FR-900 아날로그 비디오 녹화에서 디지털 이미지 형식으로 직접 변환하는 과정을 시작했는데, 이것은 1960년대에 공개된 원본 이미지보다 훨씬 향상된 해상도를 제공했다.복원된 첫 번째 이미지는 2008년 [13]말에 공개되었습니다.2014년 2월 현재 거의 모든 달 궤도선 이미지는 성공적으로 복구되었으며 NASA의 Planetary Data [14]System에 제출되기 전에 디지털 처리를 거치고 있다.

달에서 찍은 지구의 첫 이미지.왼쪽은 원본이고 오른쪽은 LOIRP에 의해 작성된 디지털 복원 버전입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 보커, 데이비드 E.와 J. 켄릭 휴즈, 달의 달 궤도 사진 지도책 [1], NASA SP-206(1971).
  2. ^ "Whole Earth". Lunar Orbiter V. NASA. August 8, 1967. p. 352. Retrieved 2008-12-24. Clearly visible on the left side of the globe is the eastern half of Africa and the entire Arabian peninsula.
  3. ^ Byers, Bruce K. (April 1977). "DESTINATION MOON: A History of the Lunar Orbiter Program". NASA. Retrieved 2010-12-18.
  4. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2020-04-11. Retrieved 2016-12-05.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  5. ^ Day, Dwayne A. (2010-11-29). "Black Apollo". www.thespacereview.com. Retrieved 2010-12-17.
  6. ^ P. M. Muller, W. L. Sjogren (1968). "Mascons: Lunar Mass Concentrations". Science. 161 (3842): 680–684. Bibcode:1968Sci...161..680M. doi:10.1126/science.161.3842.680. PMID 17801458.
  7. ^ 한센, T.P.(1970년)달 궤도 사진 안내서.워싱턴 DC: NASA.
  8. ^ 제프리 길리스, 폴 D스푸디스, 메리 앤 헤이거, 메리 노엘, 데브라 루브, 제임스 코헨, 디지털화된 달 궤도선 IV 이미지: Bowker & Hughes, Lunar and Planetary Science XX, Abstract #1770(1999년)의 달 오리버터 이미지 글로벌 세트를 기록하기 위한 초기 단계
  9. ^ Jeffrey J. Gillis, Debra Rueb, James Cohen 및 Mary Ann Hager, The Lunar Orbiter Photographic Atlas 디지털 아카이브, 달 및 행성 과학 XXXI, Abstract #1815 (2000)
  10. ^ L.R. Gaddis, T.수차스키, T. 베커, A.Gitlin, 디지털 달 궤도선 데이터 지도 처리, 달 및 행성 과학 XXXII(2001)
  11. ^ T. Becker, L. Weller, L. Gaddis, D.요리사 B.Archinal, M. Rosiek, C.Isbell, T. Hare, R. Kirk, 달의 궤도선 모자이크, 달과 행성의 과학 XXXIX(2008).
  12. ^ L. 웰러, T. 베커, B.아치날, A.베넷, DCook, L. Gaddis, D. Galuszka, R. Kirk, B.레딩, D.솔테즈, USGS 달 궤도선 디지털화 프로젝트: 갱신 및 현황, 달 및 행성 과학 XXXVII (2007)
  13. ^ "Repaired data drives restoring the Moon". collectSPACE.com. November 14, 2008. Retrieved 2008-12-24.
  14. ^ LOIRP Moon Views, 2014년 2월

외부 링크

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