المساح 7

أُرسلت المركبة الفضائية "سيرفيور 7" إلى القمر عام 1968 في مهمة علمية وتصويرية، لتكون سابع وآخر مركبة هبوط قمرية ضمن برنامج "سيرفيور" الأمريكي غير المأهول . بعد مهمتين سابقتين غير ناجحتين ضمن سلسلة "سيرفيور"، ومع نجاح هبوط "سيرفيور 7"، أصبحت المركبة الخامسة والأخيرة في السلسلة التي تحقق هبوطًا سلسًا على سطح القمر . وقد تم إرسال ما مجموعه 21,091 صورة من "سيرفيور 7" إلى الأرض.

تاريخ

كانت أهداف هذه المهمة هي القيام بهبوط ناعم على سطح القمر (في منطقة بعيدة عن البحار القمرية لتوفير نوع من التصوير الفوتوغرافي للتضاريس وعينة قمرية تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك الخاصة بمهام Surveyor الأخرى)؛ والحصول على صور تلفزيونية بعد الهبوط؛ وتحديد الوفرة النسبية للعناصر الكيميائية؛ ومعالجة المواد القمرية؛ والحصول على بيانات ديناميكيات الهبوط؛ والحصول على بيانات الانعكاس الحراري والراداري.

نموذج مساح على الأرض.

كانت هذه المركبة الفضائية مشابهة في تصميمها لمركبات سيرفيور السابقة، لكنها حملت معدات علمية أكثر، بما في ذلك كاميرا تلفزيونية مزودة بمرشحات استقطاب، وجهاز أخذ عينات من السطح، ومغناطيسات قضيبية على قاعدتين، ومغناطيسين على شكل حدوة حصان على مجرفة السطح، ومرايا مساعدة. من بين المرايا المساعدة، استُخدمت ثلاث منها لمراقبة المناطق أسفل المركبة الفضائية، وواحدة لتوفير صور مجسمة لمنطقة أخذ العينات، وسبع لعرض المواد القمرية المترسبة على المركبة الفضائية. هبطت المركبة الفضائية على سطح القمر في 10 يناير 1968، على الحافة الخارجية لفوهة تيكو ، عند الإحداثيات 40°58′48″ جنوبًا 11°30′50″ غربًا / 40.980° جنوبًا 11.514° غربًا / -40.980؛ -11.514 . [ 2 ]

بدأت عمليات المركبة الفضائية بعد وقت قصير من هبوطها السلس، وانتهت في 26 يناير 1968، بعد 80 ساعة من غروب الشمس. وفي 20 يناير، بينما كانت المركبة لا تزال في ضوء النهار، رصدت كاميرا التلفزيون بوضوح شعاعي ليزر موجهين نحوها من الجانب المظلم للأرض الهلالية، أحدهما من مرصد كيت بيك الوطني في توكسون، أريزونا، والآخر من جبل تيبل في رايتوود، كاليفورنيا. [ 3 ] [ 4 ]

جرت العمليات في اليوم القمري الثاني في الفترة من 12 إلى 21 فبراير 1968. وقد حققت عمليات المركبة الفضائية أهداف المهمة بالكامل. تعرضت البطارية لأضرار خلال الليلة القمرية الأولى، وأصبح الاتصال بالإرسال متقطعًا بعد ذلك. وانقطع الاتصال بالمركبة الفضائية "سيرفيور 7" في 21 فبراير 1968. [ 5 ]

درس مخططو مهمات ناسا وبيلكوم موقع المركبة الفضائية "سيرفيور 7" كهدف محتمل لمهمة مأهولة متأخرة من برنامج أبولو، ربما أبولو 20 ، إلا أن مجموعة من القيود التشغيلية، بما في ذلك خط العرض المرتفع للموقع وتضاريسه الوعرة، والإلغاء المبكر لمهمات القمر بعد أبولو 17 ، ساهمت في استبعاد الموقع. [ 6 ] [ 7 ]

كان المسبار Surveyor 7 أول مسبار يكتشف التوهج الخافت على أفق القمر بعد حلول الظلام والذي يُعتقد الآن أنه ضوء منعكس من غبار القمر المعلق كهربائيا ، وهي ظاهرة تُعرف باسم توهج أفق القمر [ 8 ].

الأدوات العلمية

تلفزيون

يلاحظ المساح رقم 7 الغبار المتطاير

تألفت كاميرا التلفزيون من أنبوب فيديو ، وعدسات ببعد بؤري 25 و100  مم ، ومصاريع، ومرشحات استقطاب ، وفتحة عدسة مثبتة عموديًا تقريبًا، يعلوها مرآة قابلة للتعديل بواسطة محركات خطوية لتحريكها في كل من السمت والارتفاع. عملت مرشحات الاستقطاب كمحللات للكشف عن قياسات المكون المستقطب خطيًا للضوء المتناثر من سطح القمر. وفرت التغطية إطارًا بإطار لسطح القمر رؤية سمتية بزاوية 360 درجة، ورؤية ارتفاعية من حوالي +90 درجة فوق المستوى العمودي على محور الكاميرا A إلى -60 درجة أسفل هذا المستوى نفسه.

استُخدم نمطا التشغيل 600 خط و200 خط. في نمط 200 خط، كان الإرسال يتم عبر هوائي متعدد الاتجاهات ، حيث يتم مسح إطار واحد كل 61.8 ثانية. [ 9 ] استغرقت عملية إرسال الفيديو الكاملة لكل صورة من نمط 200 خط 20 ثانية، واستُخدم نطاق ترددي قدره 1.2  كيلوهرتز. [ 9 ] أما معظم عمليات الإرسال فكانت تتكون من صور من نمط 600 خط، والتي تم قياسها عن بُعد بواسطة هوائي اتجاهي . تم مسح الإطارات كل 3.6 ثانية. [ 9 ] استغرق قراءة كل إطار من جهاز الفيديوكون ثانية واحدة تقريبًا، واستُخدم نطاق ترددي  قدره 220 كيلوهرتز للإرسال. [ 9 ] كان النطاق الديناميكي وحساسية هذه الكاميرا أقل قليلًا من كاميرا Surveyor 6. أما الدقة والجودة فكانتا ممتازتين. عُرضت صور التلفزيون على شاشة مسح بطيئة مطلية بمادة فسفورية طويلة الأمد . تم اختيار مدة الثبات لتتوافق على النحو الأمثل مع الحد الأقصى لمعدل الإطارات الاسمي. تم استقبال إطار واحد من بيانات تعريف التلفزيون لكل إطار تلفزيوني وارد، وعُرض في الوقت الفعلي بمعدل يتوافق مع معدل الصورة الواردة. سُجلت هذه البيانات على مسجل فيديو مغناطيسي وعلى فيلم 70 مم. 

كانت خصائص كاميرا Surveyor 7 في وضع 600 خط كما يلي: [ 9 ]

  • النطاق الديناميكي: 11.1:1
  • نسبة الإشارة إلى الضوضاء (ديسيبل): 43.6
  • الاستجابة النسبية الأفقية عند 600 خط (في مركز جهاز عرض الفيديو): 0.20
  • الاستجابة النسبية الرأسية عند 600 خط (في مركز جهاز العرض): 0.33
  • ميل منحنى خصائص نقل النظام: 0.98

أرسلت الكاميرا 20961 صورة خلال اليوم القمري الأول، من 10 إلى 22 يناير 1968. ومن 12 إلى 14 فبراير، تم تشغيل الكاميرا بنظام 200 خط بسبب فقدان المسح الأفقي في نظام 600 خط. وخلال اليوم القمري الثاني، تم إرسال 45 صورة قبل أن يتسبب انقطاع التيار الكهربائي في توقف تشغيل الكاميرا.

في 20 يناير 1968، نجح الجهاز في رصد ليزرين من الأرجون من مرصد كيت بيك الوطني في أريزونا ومرصد تيبل ماونتن في رايتوود، كاليفورنيا . [ 10 ] كان هذا أحد الاختبارات المبكرة للاتصالات الليزرية في الفضاء .

محلل سطح تشتت جسيمات ألفا

صُمم محلل تشتت جسيمات ألفا السطحي لقياس وفرة العناصر الرئيسية في سطح القمر مباشرةً. يتألف الجهاز من مصدر جسيمات ألفا ( الكوريوم 242) مُجمّع لتسليط إشعاع على  فتحة قطرها 10 مم في أسفل الجهاز حيث توجد العينة، ونظامي كشف جسيمات مشحونة متوازيين لكنهما مستقلان. يكشف أحد النظامين، الذي يحتوي على مستشعرين، أطياف طاقة جسيمات ألفا المتشتتة من سطح القمر، بينما يكشف النظام الآخر، الذي يحتوي على أربعة مستشعرات، أطياف طاقة البروتونات الناتجة عن التفاعل (جسيمات ألفا والبروتون) في مادة السطح. تم توصيل كل مجموعة كاشف بمحلل ارتفاع النبضات . تقوم وحدة إلكترونية رقمية، موجودة في حجرة على المركبة الفضائية، بإرسال إشارات عن بُعد إلى الأرض باستمرار أثناء تشغيل التجربة. احتوت الأطياف على معلومات كمية عن جميع العناصر الرئيسية في العينات باستثناء الهيدروجين والهيليوم والليثيوم . وفرت التجربة 46 ساعة من البيانات المتراكمة من ثلاث قياسات لعينات من سطح القمر . شملت هذه القياسات جزءًا من سطح القمر المحلي غير المضطرب، وصخرة قمرية، ومنطقة واسعة من سطح القمر ذات خنادق عميقة. وقد جُمعت البيانات خلال اليومين الأول والثاني من الشهر القمري، من 12 إلى 23 يناير 1968، ومن 13 إلى 21 فبراير 1968. [ 11 ]

فشل جهاز قياس ارتداد جسيمات ألفا في الانتشار بشكل صحيح. وقد استخدم مراقبو المهمة بنجاح مخلب أخذ عينات التربة السطحية لدفع جهاز قياس ارتداد جسيمات ألفا إلى الموضع المناسب لإجراء تجاربه. [ 11 ]

جهاز أخذ عينات سطح التربة الميكانيكية

صُممت أداة أخذ عينات سطح التربة لدراسة ميكانيكا التربة بهدف التقاط عينات من سطح القمر، وحفرها، وكشطها، وحفر خنادق فيها، ونقلها أثناء تصويرها لتحديد خصائص سطح القمر. تتكون الأداة بشكل أساسي من مغرفة مزودة بحاوية، وشفرة حادة، ومحرك كهربائي لفتح الحاوية وإغلاقها. يحتوي الجزء السفلي المسطح للمغرفة على مغناطيسين مستطيلين على شكل حدوة حصان. رُكبت المغرفة على ذراع بانتوغراف يمكن تمديده لمسافة 1.5 متر تقريبًا أو تقليصه بالقرب من محرك المركبة الفضائية. كما يمكن تحريك الذراع من زاوية سمت +40° إلى -72° أو رفعه 130  ملم بواسطة محركات. ويمكن أيضًا إسقاطه على سطح القمر بفعل الجاذبية ونابض. رُكبت المغرفة أسفل كاميرا التلفزيون في موضع يسمح لها بالوصول إلى جهاز تشتت جسيمات ألفا في موضعها المفتوح وإعادة نشرها إلى موقع آخر مُختار. أجرى الجهاز 16 اختبارًا للتحمل، وسبعة اختبارات للحفر، واختبارين للصدم. كما قام بتحرير جهاز تشتيت جسيمات ألفا عندما فشل في الانتشار على سطح القمر، وحجب هذا الجهاز، ونقله لتقييم عينات أخرى. كان الأداء مثاليًا خلال 36 ساعة من التشغيل بين 11 و23 يناير 1968. استجاب الجهاز للأوامر في 14 فبراير 1968، مما أكد نجاته من ليل القمر. مع ذلك، لم يتمكن نظام الطاقة من دعم أي عمليات.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 "Surveyor 7" . موقع ناسا لاستكشاف النظام الشمسي. 27 ديسمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 2 ديسمبر 2022 .
  2. "Surveyor 7 - آخر مركبة هبوط قمرية أمريكية بدون طيار" . lroc.im-ldi.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أكتوبر 2025 .
  3. "بوينغ: مركز تطوير الأقمار الصناعية - الاستكشاف العلمي - سيرفيور" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مارس 2010 .ملاحظات حول تجربة الليزر.
  4. "ليزر الأرجون كما يُرى من القمر" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 سبتمبر 2023 .صورة لشعاع ليزر هيوز الأخضر الأرجون بقوة 2 واط في جبل تيبل
  5. "Surveyor VII" . مختبر القمر والكواكب بجامعة أريزونا . 28 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أبريل 2021 .
  6. بورتري، ديفيد إس إف (23 مارس 2012). "مهمة أبولو إلى تيكو (1969)" . وايرد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أبريل 2021 .
  7. ويد، مارك. "أبولو 20" . أسترونوتكس . مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 2016. تم الاسترجاع في 11 أبريل 2021 .
  8. تحدث أشياء غريبة عند اكتمال القمر | لايف ساينس
  9. 1 2 3 4 5 نتائج برنامج ناسا SP-184 - برنامج SURVEYOR (ملف PDF) . ناسا. 1969. الصفحات 22، 23. 
  10. "ليزر الأرجون كما يُرى من القمر" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-04-2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 06-07-2012 .
  11. 1 2 صديقي، آصف أ. (2018). ما وراء الأرض: سجل استكشاف الفضاء السحيق، 1958-2016 (ملف PDF) . سلسلة تاريخ ناسا ( الطبعة الثانية). واشنطن العاصمة: مكتب برنامج تاريخ ناسا. ص 77. ISBN   9781626830424. LCCN 2017059404 . SP2018-4041. مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 24-04-2019.