SURVEYOR

Высота аппарата при сложенном шасси составляла - 3,05 м, диаметр окружности, проходящей через опоры развернутого посадочного шасси, - 4,27 м. Каркас аппарата изготовлялся из алюминиевых полых трубок треугольного сечения. К каркасу крепились 2 всенаправленные антенны, два контейнера с электронным оборудованием, тормозной РДТТ, 3 верньерных ЖРД, посадочное шасси и другое оборудование. На верхней части каркаса монтировалась мачта, к которой крепились остронаправленная антенна и панель с солнечными элементами. Посадочное шасси имело 3 ноги, изготовленные из алюминиевого листового сплава толщиной 1 мм с опорами диаметром 20 см сотовой конструкции также изготовленными из алюминиевого сплава. К углам нижней части корпуса крепятся блоки разрушающейся сотовой конструкции из алюминиевого сплава, обеспечивающие амортизацию удара при посадке. Конструкция аппарата рассчитана на посадку при вертикальной составляющей скорости до 6 м/с и горизонтальной составляющей до 2,2 м/с на склоны крутизной до 15° при отклонении продольной оси аппарата от вертикали до 10°.

Выносной механизм весом 8,2 кг с ковшом-захватом объемом около 15 см³ был предназначен для изучения характеристик лунного грунта. В состав механизма входил ковш и складывающаяся гapмошкой стрела-кронштейн, на которой ковш был жестко закреплен. Ковш снабжен заслонкой, открывающейся и закрывающейся по командам с Земли. Под действием пружины складывающийся стрела стремилась максимально раздвинуться. В сложенном или частично сложенном положении стрела удерживался металлической лентой, один конец которой был закреплен, а другой наматывается на вал электродвигателя. По командам декодирующего устройства аппарата электродвигатель наматывал или разматывал ленту, и стрела с ковшом складывалась или раздвигалась.

1. Аппарат Surveyor A (SC-1) был запущен 30 мая 1966 года и после выхода на траекторию полета к Луне получил название Surveyor I. Основной целью запуска являлась доставка аппарата на Луну, осуществление мягкой посадки, получение телевизионных изображений лунной поверхности в районе посадки и отработка различных систем аппарата. Предполагалось также решение задач по изучению характеристик лунного грунта по погружению опор посадочного устройства, испытанию систем коррекции траектории, мягкой посадки и связи. В одну из полых трубок каркаса был помещен американский флаг. Вывод аппарата на траекторию полета к Луне производился по программе, несколько отличной от штатной: не предусматривался повторный запуск двигателей 2-й ступени, а аппарат выводился непосредственно на траекторию полета к Луне. Через 5 часов после запуска 2-я ступень отдалилась от аппарата на расстояние не менее 300 км. После этого маневра 2-я ступень перешла на геоцентрическую орбиту с апогеем 400 000 км, наклонением 33,6° и периодом обращения 11 сут.

2 июня в 6 ч 17 мин 37 с аппарат совершил посадку в Океане Бурь в точке с селенографическими координатами 2°27' ю.ш. и 43°13' з.д. всего в 14 км от расчетной точки посадки. Вертикальная составляющая скорости при посадке аппарата равнялась примерно 3,3 м/с, а горизонтальная составляющая была очень мала. При сближении аппарата с Луной угол между вектором скорости и местной вертикалью составлял 6°. После проверки панорамной телекамеры началась передача на Землю через всенаправленную антенну изображений лунной поверхности и деталей аппарата с разверткой 200 строк. Было получено около десятка изображений опор посадочного устройства, участка лунной поверхности около аппарата и горизонта. В непосредственной близости от аппарата видны камни высотой 1,5 м и длиной до 2 м. Первые же снимки были переданы в телевизионную сеть США и через связной спутник Early Bird в телевизионную сеть Западной Европы. После передачи изображений была проведена ориентация панели с солнечными элементами на Солнце, а остронаправленной антенны - на Землю. Через 3 ч 15 мин после посадки аппарат был подготовлен для передачи изображений с разверткой 600 строк с помощью остронаправленной антенны. Со 2 по 8 июня ежедневно, в те периоды, когда аппарат находился в зоне видимости наземного комплекса, проводилась передача телевизионных изображений с разверткой 600 строк.

4 июня для изучения воздействия истекающих газов на грунт 7 раз включена одна из пар управляющих реактивных сопел системы ориентации, расположенная на опоре № 2. Сопла находятся на расстоянии около 20 см от поверхности и направлены вниз под углом 72° от вертикали. Сопла работали импульсами по 20 мс с интервалами между включениями в 30 мс, длительность одного из импульсов составила 1 с. Общее время работы - 4,5 с. Сопла развивали тягу 0,014 кг. Съемка этого эксперимента производилась камерой. Снимки, сделанные до и после включения сопел, различий не имеют. Это позволило предположить, что работа сопел не привела к образованию пылевого облака.

14 июня в 15 ч 39 мин через место посадки прошел лунный терминатор. На телевизионных изображениях, переданных во время и после захода Солнца видны звезды, Солнце, его корона, тень аппарата длиной до 30 м. 14 июня в 16 ч 18 мин передача изображений прекратилась с наступлением ночи в районе посадки аппарата. С начала съемки до этого момента получено 10 338 телевизионных изображений, часть из них через цветные фильтры, которые реконструировались на Земле в цветные снимки.

29 июня, после восхода Солнца над местом посадки, была сделана первая попытка войти в связь с аппаратом, но попытка оказалась неудачной. 30 июня эта попытка была повторена, но также оказалась неудачной. 6 июля в 12 ч 29 мин в период лунного полудня с аппаратом удалось установить связь. Проверка показала, что бортовые системы работали удовлетворительно, однако мощность, обеспечиваемая солнечными элементами, была на 12% ниже номинальной. 7 июля от панорамной камеры была получена серия из 38 снимков. 9 июля был проведен эксперимент по включению одного из корректирующих двигателей и наблюдению степени воздействия истекающих газов на состояние грунта. После проведения эксперимента следов воздействия не было обнаружено.

За второй лунный день с 7 до 13 июля было получено 812 телевизионных изображений. 14 июля перед заходом Солнца сделана попытка получить изображение солнечной короны, однако при передаче девятого изображения связь с аппаратом внезапно прекратилась, вероятно, из-за резкого падения напряжения основной батареи (после захода Солнца прекратилась ее подзарядка). Всего с начала съемки до этого момента от аппарата было получено 11 150 изображений: 23 имеют развертку 200 строк (14 изображений, полученных 2 июля, и неполных 9 изображений солнечной короны, полученных 14 июля), остальные имеют развертку 600 строк.

В конце июля все работы, связанные с аппаратом Surveyor I, были прекращены, однако 8 октября связь с аппаратом Surveyor I удалось восстановить. Аппарат выполнил посланные команды и передал телеметрическую информацию; бортовое оборудование было исправно, за исключением основной батареи, которая не подзаряжалась солнечными элементами. Телевизионные изображения получить не удалось из-за высокого уровня шумов. 12 октября в районе посадки аппарата наступила ночь и связь прекратилась. В ноябре 1966 года на короткий промежуток времени удалось установить связь с аппаратом, а 9 января 1967 года состоялся еще один, последний сеанс связи. 15 - 20 февраля 1967 года участок посадки аппарата Surveyor I был сфотографирован аппаратом Lunar Orbiter III. На снимках удалось обнаружить аппарат Surveyor I в виде белого пятна и отбрасываемую им тень.

2. Аппарат Surveyor B (SC-2) был запущен 20 сентября 1966 года, и после выхода на траекторию полета к Луне получил название Surveyor II. Аппарат должен был совершить посадку в районе Центрального залива в точке с селенографическими координатами 0,00° и 0,67° з.д., примерно в 1 200 км к востоку от места посадки аппарата Surveyor I. Через 16 часов после запуска, когда аппарат находился на расстоянии 163 000 км от Земли, была предпринята попытка провести коррекцию траектории, но один из двигателей (№ 3) не включился и аппарат начал беспорядочно вращаться со скоростью 60 - 70 об/мин. Попытка стабилизировать аппарат соплами системы ориентации окончились неудачей. Через 2 часа после первой попытки была дважды подана команда на включение двигателей, однако двигатель № 3 снова не запустился. В условиях беспорядочного вращения аппарата панель с солнечными элементами потеряла ориентацию на Солнце и для питания бортового оборудования были включены химические батареи. Позже проведено еще 5 включений двигателей системы ориентации, но двигатель № 3 ни разу не включился. Всего было предпринято 38 попыток включить все 3 двигателя, но при этих попытках двигатель № 3 ни разу не срабатывал. Многочисленные включения увеличили скорость вращения аппарата до 136 - 146 об/мин.

22 сентября в 9 ч 36 мин 30 с с целью стабилизации аппарата был включен тормозной РДТТ, который снизил скорость вращения аппарата до 116 об/мин, но через 30 с после включения РДТТ связь с аппаратом была потеряна. 23 сентября в 3 ч 18 мин аппарат упал на Луну в районе, расположенном к юго-востоку от кратера Коперник в точке с селенографическими координатами 5°30' с.ш. и 12° з.д.

3. Аппарат Surveyor C (SC-3) был запущен 17 апреля 1967 года. Основной целью запуска являлась доставка аппарата на Луну с осуществлением мягкой посадки, получение телевизионных изображений в районе посадки и определение характеристик лунного грунта с помощью специального устройства. При запуске программой полета предусматривалось проведение, впервые при запусках аппаратов Surveyor, повторного включения двигателей 2-й ступени. Согласно программе 2-й ступень с аппаратом вышла на круговую орбиту высотой 166 км и обращалась по ней 22 мин, после повторного включения двигателей она вместе с аппаратом перешла на траекторию полета к Луне. В 7 ч 40 мин аппарат отделился от 2-й ступени. После выхода аппарата Surveyor С на траекторию полета к Луне он получил название Surveyor III.

20 апреля в 0 ч 04 мин 17 с аппарат совершил посадку в пограничном районе Моря Познанного и Океана Бурь в точке с селенографическими координатами 2°56' ю.ш. и 23°20 з.д. и всего в 3,8 км от расчетной точки прилунения. Место посадки аппарата находилось в 610 км к востоку от места посадки аппарата Surveyor I. Вектор скорости аппарата при сближении с Луной составлял угол 25,6° с местной вертикалью, а скорость в момент контакта с поверхностью Луны равнялась 2,1 м/с. Так как верньерные двигатели, которые должны были сработать высоте 4,2 м от поверхности Луны, не выключились, аппарат при посадке дважды подскочил, прежде чем установился на поверхности Луны. Высота первого подскока достигла 10,7 м, высота второго подскока - 4,3 м, расстояние между первой и второй точками касания Луны - 8,5 м. Аппарат опустился на внутренний восточный склон кратера диаметром 195 м и глубиной 15 м с углом наклона места посадки 14,7° примерно на середине длины склона кратера. Через 60 мин после посадки началась передача телевизионных изображений, и за 12 ч пребывания аппарата на Луне было получено 382 снимка с разверткой 200 и 600 строк. К 22 апреля было принято уже 1610 снимков с разверткой 600 строк и 53 снимка с разверткой 200 строк.

21 апреля было проведено первое испытание ковша грунтозахвата без контакта с грунтом (повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях). 22 апреля начался эксперимент с применением ковша, наблюдение за ходом эксперимента проводилось камерой. Вначале ковш был опущен на поверхность с закрытой заслонкой и прижат к грунту с максимальным усилием. Затем была прорыта первая канавка шириной около 5 см. Ее стенки на снимке выглядели правильными, хорошо сформированными, без признаков осыпания. Эксперименты с ковшом продолжились 26 и 27 апреля. 28 апреля ковшом был захвачен небольшой кусок породы, сброшенный затем в районе над опорой посадочной ноги аппарата. Всего до 2 мая ковшом-захватом было проделано 4 канавки: 1-я имела в глубину 7,5 см, длину - 38 см; 2-я - глубину 17 см, длину - 38 см; 3-я - глубину 19 см, длину - 60 см; 4-я - глубину 12,7 см, длину - 25 см.

К настоящему времени Surveyor III является единственным космическим аппаратом, который через несколько лет после посадки на планету был осмотрен экипажем пилотируемого корабля. Произошло это 20 ноября 1969 года, когда Чарлз Конрад (Charles Conrad) и Алан Бин (Alan Bean) - экипаж посадочного модуля Intrepid (корабль Apollo 12), опустившегося в 200 ярдах (~180 м) от зонда Surveyor, подошли к нему и сняли с него образцы материалов для их доставки на Землю. Благодаря этому мы имеем уникальную возможность увидеть, как выглядят на другой планете посланные нами автоматические станции.

4. Аппарат Surveyor D (SC-4) был запущен 14 июля 1967 года. Дополнительной целью запуска было установление наличия магнитных веществ в лунном грунте. При запуске повторного включения двигателей 2-й ступени не предусматривалось, и аппарат не выводился на промежуточную орбиту, а был непосредственно выведен на траекторию полета к Луне, после чего аппарат получил название Surveyor IV. 16 июля в 2 ч 30 мин проведена коррекция траектории, без коррекции аппарат достиг бы Луны в 174 км от расчетной точки. На подлетном участке тормозной РДТТ включился в расчетное время, но за 2 с до прекращения работы связь с аппаратом прервалась. Предполагаемая причина потери связи - взрыв РДТТ на последних секундах работы. 17 июля в аппарат упал на Луну в Центральном заливе в точке с селенографическими координатами 0°26' с.ш. и 1°20' з.д. (запланированные координаты - 0,58° с.ш. и 0,83° з.д.). Все попытки установить связь с аппаратом после расчетного времени посадки окончились неудачей.

5. Аппарат Surveyor E (SC-5) был запущен 8 сентября 1967 года. При запуске программой полета проведение повторного включения двигателей 2-й ступени. Согласно программе 2-й ступень с аппаратом вышла на промежуточную орбиту и обращалась по ней 7 мин, после повторного включения двигателей она вместе с аппаратом перешла на траекторию полета к Луне, и аппарат получил название Suveyor V. 9 сентября в 1 ч 45 мин, когда станция находилась на расстоянии 160 000 км от Земли, с помощью верньерных ЖРД была проведена коррекция траектории полета. После их отключения выяснилось, что давление в основном баллоне со сжатым гелием в вытеснительной системе подачи топлива в верньерные двигатели упало до 210 кг/см² и продолжало падать. Причиной этого было неплотное закрытие клапана редуктора. Утечка гелия поставила под угрозу осуществление мягкой посадки аппарата на Луну, т.к. не было уверенности в том, что ЖРД включатся на участке спуска. Тем не менее, было принято решение попытаться осуществить мягкую посадку аппарата. 11 сентября в 00 ч 46 мин 46 с аппарат совершил мягкую посадку на Луну в Море Спокойствия в точке с селенографическими координатами 1°25' с.ш. и 23°11' в.д., всего в 29 км от расчетной точки. Вертикальная составляющая скорости в момент контакта аппарата с поверхностью составляла 3,6 м/с.

Через 75 мин после посадки началась передача на Землю телевизионных изображений с разверткой 200 и 600 строк. 11 сентября в 15 ч 35 мин началось изучение химического состава лунного грунта α-анализатором. 12 - 13 сентября трижды включались ЖРД с целью выяснения: не будут ли при работе двигательной установки лунной кабины корабля Apollo образовываться воронки в грунте, и не поднимается ли облако пыли, которое может затруднить ее посадку и взлет.

В период с 18 по 24 сентября (17 сентября оборудование аппарата отключалось из-за наступления лунного полденя) бортовое оборудование функционировало в рабочем режиме. 24 сентября было получено несколько снимков, сделанных после захода Солнца при свете Земли, а также снимки солнечной короны. С момента посадки аппарата на Луну и до 24 сентября было получено и передано на Землю 18 006 телевизионных изображений лунной поверхности и окружающего пространства. С наступлением лунной ночи 24 сентября связь с аппаратом прекратилась.

15 октября, после восхода Солнца в районе посадки, связь с аппаратом возобновилась. По показаниям телеметрии все оборудование станции было в исправности. 16 октября была подана команда на возобновление передачи телевизионных изображений, но они имели очень низкое качество, по-видимому из-за того, что в условиях лунной ночи произошло повреждение камеры. 29 октября в районе посадки аппарата наступила лунная ночь и связь с аппаратом снова прекратилась.

10 ноября в начале наступления лунного дня была сделана попытка возобновить связь с аппаратом, но она, как и несколько последующих, не увенчались успехом. 14 декабря вновь удалось установить связь со станцией, и был проведен эксперимент по приему сигналов от одновременно находящихся на Луне аппаратов Surveyor V и Surveyor VI. Эксперимент имел целью уточнить характер либрации Луны. Расстояние между аппаратами составляло около 640 км.

6. Аппарат Surveyor F (SC-6) был запущен 7 ноября 1967 года. Вывод аппарата на траекторию полета к Луне был осуществлен при повторном включении двигателей 2-й ступени, предварительно выведшей станцию на промежуточную орбиту, на которой аппарат обращался в течение 13 мин. После выхода аппарата на траекторию полета к Луне он получил название Surveyor VI. 8 ноября, когда аппарат находился на расстоянии 173 300 км от Земли, была проведена коррекция траектории полета.

10 ноября в 01 ч 01 мин аппарат совершил посадку в районе Центрального залива в точке с селенографическими координатами 0°28' с.ш. и 1°29' з.д. Точка посадки находилась в 5 км от центра расчетного района прилунения и в 9 км от места падения аппарата Surveyor IV. Скорость аппарата в момент посадки равнялась 4,4 м/с. При сближении с Луной вектор скорости аппарата составлял угол около 25° с местной вертикалью.

Через 50 мин после посадки началась передача телевизионных изображений. 11 ноября началось определение химического состава лунного грунта α-анализатором. К 17 ноября, до момента проведения эксперимента по перемещению аппарата над лунной поверхностью, на Землю было передано около 14 500 телевизионных изображений.

17 ноября впервые был проведен эксперимент по перемещению аппарата над лунной поверхностью. В 10 ч 32 мин по команде с Земли были включены ЖРД, которые проработали 2,5 с. Аппарат оторвался от лунной поверхности, поднялся на высоту 3 м и опустился на расстоянии 2,4 м от места первоначальной посадки. В полете аппарат находился 8,5 с. В 11 ч 07 мин снова началась передача телевизионных изображений. Эксперимент по перемещению аппарата предназначался для исследования воздействия истекающей струи на лунный грунт и получения стереоскопических изображений элементов поверхности (путем съемки одних и тех же элементов поверхности под разными углами). Часть этих задач была увязана с изучением проблемы посадки и старта с Луны лунной кабины корабля Apollo. Эксперимент по перемещению аппарата прошел успешно. Удалось установить, что воздействие истекающей струи на грунт не приводит к образованию глубоких кратеров.

С момента посадки и до 24 ноября на Землю передано 30 027 телевизионных изображений, в том числе изображения следов воздействия струи двигателя на грунт при первой посадке и при взлете. На основе изображений, полученных с двух различных точек, специалисты NASA получили трехмерные стереоскопические изображения лунного рельефа. Некоторые из снимков использовались для уточнения местонахождения аппарата путем сравнения со снимками Центрального залива, ранее полученными аппаратом Lunar Orbiter IV. 14 декабря была установлена связь с находящимися на Луне аппаратами Surveyor V и Surveyor VI. Эксперимент имел целью уточнить характер либрации Луны. Расстояние между аппаратами составляло около 640 км.

6. Аппарат Surveyor G (SC-7) был запущен 7 января 1968 года в 6 ч 30 мин. Вывод аппарата на траекторию полета к Луне был осуществлен при повторном включении двигателей 2-й ступени, выведшей аппарат предварительно на промежуточную орбиту, на которой он обращался в течение 22 мин. После выхода аппарата на траекторию полета к Луне он получил название Surveyor VII. В отличие от предыдущих аппаратов он предназначался не для исследований в районах посадки лунной кабины корабля Apollo, а для исследований в научных целях вне этих районов. Первоначальными планами посадка аппарата рассматривалась возможность посадки в районах кратеров Коперник, Фра Мауро, Гиппарх и Тихо. Интерес к материковым районам этих кратеров был вызван тем, что предыдущие аппараты исследовали лунную поверхность только в морских районах экваториальной зоны. Окончательно был выбран кратер Тихо, поскольку по сравнению с остальными тремя районами он дальше отстоит от лунного экватора, вдоль которого располагается зона, выбранная для посадки лунной кабины. Исследование выброшенных из кратера пород представляли большой научный интерес, т.к. эти породы в значительно меньшей степени засорены обломками метеоритов.

7 января была проведена коррекция траектории и 10 января в 01 ч 05 мин аппарат совершил посадку в точке с селенографическими координатами 40°53' ю.ш. и 11°22' з.д., в 2,5 км от расчетной точки и в 25,6 км к северу от кратера Тихо. Скорость аппарата в момент контакта с поверхностью составляла 3,3 м/с.

Через 42 мин были переданы первые снимки лунной поверхности с разверткой в 200 строк. Затем началась передача снимков с разверткой 600 строк. Позже начались эксперименты с использованием ковша-захвата. Была вырыта канавка глубиной 0,3 м и собран в кучу грунт для последующего исследования его α-анализатором. 20 января был произведен эксперимент по облучению аппарата лучом лазера с Земли с регистрацией этого луча телекамерой аппарата с целью изучения проблем лазерной связи, в частности, определение точности нацеливания луча, посылаемого с Земли и определения влияния земной атмосферы и Солнца на прохождение лазерных лучей. В этом эксперименте использовались телескопы, оборудованных лазерными источниками излучения. Лучи были зарегистрированы телекамерой аппарата Surveyor VII, причем луч лазера от 24-дюймового телескопа регистрировался как более яркое пятно на поверхности Земли.

23 января в 6 часов в районе посадки аппарата наступила первая лунная ночь. Оборудование аппарата было выключено и включены нагреватели. До этого момента камерой было получено около 21 000 изображений лунной поверхности в месте посадки. 12 февраля через несколько суток после восхода Солнца была подана команда на включение бортового оборудования, в том числе телекамеры. 13 февраля началась передача телевизионных изображений. Было дополнительно получено около 40 снимков с разверткой 200 строк. В связи с неисправностью батарей и системы сканирования снимков с разверткой 600 строк получить не удалось. До наступления 20 февраля следующей лунной ночи были проведены различные эксперименты с помощью ковша-захвата и α-анализатора.

* * *

Всего было осуществлено семь запусков аппаратов Surveyor, из которых два закончились неудачей. Пятью аппаратами Surveyor получено около 86 500 телевизионных изображений лунной поверхности в месте посадки, частей конструкции аппарата, окружающего лунного пространства, Солнца и др. Впервые осуществлено перемещение над лунной поверхностью аппарата, совершившего посадку на Луну - в ходе этого эксперимента решались экспериментальные вопросы взлета и посадки аппаратов на Луну, исследовалось воздействие истекающих струй двигателей на лунный грунт. Проведен эксперимент по уточнению либрации Луны, осуществленный при одновременном установлении связи с аппаратами Surveyor V и Surveyor VI. Исследования аппаратами Surveyor проводились в районах, являвшихся потенциальными местами посадки лунной кабины корабля Apollo (Океан Бурь, Море Спокойствия, Центральный Залив), и в районе, представляющим научный интерес (район кратера Тихо).

Изучение характеристик лунного грунта по результатам исследований с помощью КА Surveyor позволили американским ученым сделать предварительные выводы о том, что прочность грунта достаточна для того, чтобы лунная кабина корабля Apollo при посадке не погрузилась в него. Прочность поверхностного слоя такова, что космонавты, вышедшие на лунную поверхность, могут передвигаться без опасения провалиться.

Сводная таблица полётов КА Surveyor

 

Назад

Лунные зонды США

Энциклопедия