Program Lunar Orbiter

Snaha o vytvoření umělé družice Měsíce se objevily již v samém počátku kosmické éry. První pokusy uskutečnili Američané již v letech 1958 až 1960 pomocí sond Pioneer, ale ani jeden ze šesti pokusů nebyl úspěšný.

Sonda Lunar Orbiter Credit: NASA

Projekt vytvoření umělé družice Měsíce sondami Pioneer byl podle pozdějších hodnocení označen jako předčasný a technicky nepřipravený. Programy se neřídily technickými možnostmi, ale převládaly politické snahy získat co nejvíce bodů v kosmické "košíkové".

V roce 1959 byl v Jet Propulsion Laboratory spuštěn nový projekt Surveyor pro výzkumu Měsíce, v jehož rámci se zpracovávala studie dvou sond: Surveyor-Lander a Surveyor-Orbiter. Po vyhlášení amerického měsíčního Programu Apollo dostal přednost první projekt, který byl zaměřen na přistání na Měsíci a zkoumání vlastností jeho povrchu. V roce 1962 byla výroba Landeru předána společnosti Hughes Aircraft a teprve v létě 1963 se v jiném středisku NASA - Langley Research Center - znovu rozběhla práce na orbitální části projektu, který dostal nové označení: Lunar Orbiter. Koncem roku byla výroba zadána společnosti Boeing (ale kontrakt byl podepsán až v květnu následujícího roku).

Hlavním úkolem pro Lunar Orbiter bylo získání podkladů pro přesnou mapu Měsíce, a proto nejdůležitější částí konstrukce byla fotografické aparatura, kterou zhotovila firma Eastman Kodak, a která měla hmotnost 58 kg. Celková hmotnost sondy, jež byla 170 cm vysoká s průměrem základny 150 cm (s rozevřenými panely sluneční baterie je průměr téměř 4 metry), se pohybovala kolem 385 kg (prameny uvádějí hmotnost od 385 do 390 kg); pro zajímavost: druhou nejhmotnější částí konstrukce s 45 kg byl energetický systém sestávající ze čtyř panelů sluneční baterie, nikl-kadmiových akumulátorů a příslušné ovládací elektroniky.

Důležitým konstrukčním prvkem byl také raketový motor Marquardt R-4D, který umožnil navedení na selenocentrickou dráhu a dvě korekce letové dráhy. Palivo a okysličovadlo byly do motoru dodávány přetlakem dusíku. Pro řízení polohy sondy v prostoru byly po obvodu spodní části nainstalovány čtyři malé motorky, jež byly řízeny příkazy z jednotky Flight Electronics Control Assembly (FECA). Systém FECA rovněž řídil orientaci sondy při snímkování povrchu Měsíce.

Komunikační systém sloužící pro přenos telemetrie a fotografií ze sondy a povelů na sondy byl sestaven z komponentů používaných na sondách Ranger a Mariner. Jednalo se tedy o prověřenou technologii, které je spolehlivá a při nízké spotřebě vykazuje vysoký výkon. Systém mohl souběžně přijímat i vysílat při rychlosti přenosu 50 bit/s (instrukce na sondu se ale předávaly rychlostí 20 bit/s). Vysílání bylo přijímáno čtyřmi stanicemi americké sítě Deep Space Network - Goldstone (USA), Madrid (Španělsko), Johannesburg (JAR) a Woomera (Austrálie). Přijímaná data byla nahrávána na magnetofonový pásek a současně byla zobrazována (fotografie) na monitoru, z něhož byla kopírována. Magnetofonový záznam byl zpracováván v laboratořích společnosti Eastman Kodak.

O řadu let později se NASA vrátil k záznamům ze sond Lunar Orbiter a v rámci programu Lunar Orbiter Image Recovery Project (LOIRP) se pokusil o restaurování původních fotografií. V rámci programu LOIRP byl původní analogový záznam (pořízený na zapisovačích FR-500) převeden do digitální podoby a digitalizovaná data byla dále zpracována. Výsledkem operací byly "vylepšené" snímky - pro ilustraci na horní části obrázku je původní snímek pořízený sondou Lunar Orbiter 2 koncem roku 1966 a v dolní části je tentýž snímek po zpracování v programu LOIRP.

K Měsíci bylo vysláno celkem pět sond typu Lunar Orbiter - první v srpnu 1966, poslední v srpnu 1967 - a všechny pořizovaly detailní snímky měsíčního povrchu. Každá ze sond pořídila asi 200 dvojsnímků vybraných oblastí Měsíce; jejich počet byl omezen délkou filmu, která byla 60 metrů. Jeden dvojsnímek obsahoval záběr z dlouhofokální kamery zabírající oblast asi 4x16 km a jeden snímek z krátkofokální kamery zachycující plochu o rozměru 45x45 km (vše při výšce dráhy 45 km, při snímkování z vyšší dráhy se současně zvětšila snímkované oblast, ale snížila se rozlišovací schopnost. Fotografie se pořizovaly na speciální film o šířce 70 mm, který se přímo na sondě vyvolával (k filmu se přitiskla fólie obsahující lázeň, jež působila současně jako vývojka i ustalovač). Po usušení se získané záběry předávaly na zemi zařízením připomínajícím telefoto. Přenos jednoho dvojsnímku, který byl rozdělen do 17.000 řádků, trval asi 40 minut.

Díky sondám Lunar Orbiter se podařilo zmapovat 99% přivrácené strany a 95% odvrácené strany Měsíce a získané mapy se staly pomůckou pro americké astronauty při jejich výpravách na Měsíc. (Snímky pořízené sondami Lunar Orbiter si lze prohlédnout na http://www.lpi.usra.edu/resources/lunar_orbiter/.)

Kromě hlavní fotografické aparatury byly na sondách Lunar Orbiter umístěny ještě detektory mikrometeoritů a senzorzy měřící kosmické záření. Obě zařízení získávala data důležitá pro budoucí pilotované lety do oblasti Měsíce. A neméně významné bylo i přesné měření parametrů selenocentrické dráhy, které přispělo k lepšímu poznání gravitačního pole Měsíce, jeho tvaru a rozložení hmoty.

Po skončení aktivní životnosti byly všechny sondy navedeny proti měsíčnímu povrchu - opatření pro vyčištění oběžné dráhy. Dráha sond protínala dráhu připravovanou pro budoucí pilotované mise.

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] P. Lála, A. Vítek: Malá encyklopedie kosmonautiky, Mladá fronta, Praha 1982
[2] M. Grün, P. Koubský: Lunar Orbiter - in: Letectví a kosmonautika, ročník 1967, číslo 3
[3] http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/TM-3487/ch6-1.htm[4] http://www.lib.cas.cz/space.40/[5] http://www.lpi.usra.edu/resources/lunar_orbiter/

-----
Příště: Události v kosmonautice; plánované zveřejnění: 28.2.2012.