المركبة الفضائية الناجية إلى القمر

تم تخصيص برنامج سيرفيار بالكامل لاستكشاف المواقع المسطحة على سطح القمر، والتحقق مما إذا كان الهبوط المأهول ممكنًا هناك. في هذا البرنامج، كانت هناك سبع عمليات إطلاق، وفشلت مركبتان فضائيتان ونجح الباقي بشكل يتجاوز التقدير.

كان برنامج Surveyor مخصصًا بالكامل لاستكشاف المواقع المسطحة على سطح القمر، والتحقق من إمكانية الهبوط المأهول فيها. في هذا البرنامج، كانت هناك سبع عمليات إطلاق، وفشلت مركبتان فضائيتان ونجح الباقي بشكل يتجاوز التقدير. لأول مرة تم إجراء دراسة شاملة لبعض المناطق القمرية. وميزة هذه المركبات الفضائية مقارنة بأسلافها هي أنها سمحت لأول مرة بالتصوير من الأرض. أتاحت الاختبارات الفيزيائية والكيميائية التعرف على بنية سطح القمر وقوته وتكوينه. وتم تجهيز المركبة الفضائية بحفارات مصغرة لإجراء هذه الاختبارات. في المساح 3 والمساح 7 حفروا التربة القمرية ووزنوها وحفروا الخنادق. في سيرفيور 3، قام سيرفيور 6 وسورفيور 7 باختبار مكونات تربة القمر وصخوره.

وفي أربعة مواقع متباعدة عن بعضها البعض وجد أن الأرض والهيكل متماثلان. وخلص مخططو برنامج أبولو إلى أن رواد الفضاء في المستقبل سيكونون قادرين على السير على أرض صلبة. تتكون التربة النموذجية لـ "الأيام" من حبيبات دقيقة للغاية يبلغ قطرها 0.025 ملم ويتم خلطها بحبيبات وأحجار أكبر. تم قفز الناجي 6 والناجي 7 من الأرض. لقد كانت بمثابة محاولة إنقاذ لرواد الفضاء الذين لا يستطيعون تشغيل مركباتهم الفضائية بمفردهم.

هيكل سفينة الفضاء
ويبلغ وزن المركبة الفضائية 998 كجم، وينخفض ​​إلى 270 كجم بعد الهبوط بعد استخدام معظم مخزون الوقود. وتبلغ قوة الدفع للمحرك الرئيسي 4,536 كجم، ويبلغ وزن كل محرك من المحركات الملاحية 47 كجم. يبلغ ارتفاع المركبة الفضائية 3.05 متر، ولها ثلاث أرجل. يتم تثبيت وسادة هبوط مصنوعة من قرص العسل من الألومنيوم على كل ساق. المركبة الفضائية على شكل مثلث والهيكل العظمي مصنوع من الألومنيوم. يتم ترتيب 3,960 خلية شمسية على السطح وتوفر كل الطاقة اللازمة لتشغيل المعدات - 89 واط. بنك الطاقة الرئيسي عبارة عن بطارية من الفضة والزنك مكونة من 14 خلية. أبعاد رف الشمس 0.75 × 1 متر. كاميرا تلفزيونية واحدة في المركبة الفضائية. وبدلاً من تدوير الكاميرا بأكملها، فإنها تشير إلى الأعلى نحو مرآة يقودها محرك كهربائي وفقًا لتعليمات الأرض وتقوم بمسح محيطها. نطاق المرآة 360 درجة ويتراوح تركيز الكاميرا من 12 مترًا إلى ما لا نهاية في زوايا التصوير الضيقة والواسعة. قاذفة هو أطلس سنتور.

الهبوط
ويبدأ الهبوط على مسافة 3,200 كيلومتر من سطح القمر وقبل نحو 31 دقيقة من ملامسة الأرض. أثناء الهبوط، يتم إجراء مناورات مخططة بعناية بهدف ضبط محرك الكبح على خط الهبوط. وبعد 28 دقيقة استشعر مقياس الارتفاع اقتراب القمر. وعلى ارتفاع 95.75 كلم، يتم تفعيل آلية توقيت أوتوماتيكية تقوم أولاً بتفعيل محركات الملاحة الصغيرة ومن ثم المحرك الرئيسي. وكانت سرعة المركبة الفضائية في ذلك الوقت 9,400 كم/ساعة. المحرك الرئيسي يعمل لمدة 40 ثانية. على مسافة 40 كم إلى مسافة 10.7 كم، تتباطأ السرعة إلى 430 كم/ساعة. وعلى ارتفاع 9.5 كم، يتوقف المحرك الرئيسي تلقائياً وتقوم محركات الملاحة بإبطاء سرعة الرحلة حتى الهبوط. على ارتفاع 300 متر تصل السرعة إلى 115 كم/ساعة وعلى مسافة ثلاثة أمتار تتوقف عن العمل. ومن هنا تسقط سفينة الفضاء بحرية حتى تلامس الأرض بارتداد طفيف.

مساح 1

في 30 مايو 1966، تم إطلاق سيرفيار 1. بعد 63 ساعة و36 دقيقة من الإطلاق في 2 يونيو، وأثناء إجراء تصحيح بسيط لمسار الرحلة، هبطت المركبة الفضائية في محيط العواصف، على بعد 15 كم من موقع الهبوط. اخترقت منصات الهبوط 2.5 سم من تربة القمر. وأظهرت الصور الأولى أن "سرفيار 1" سقط داخل حفرة ضحلة يبلغ قطرها 100 كيلومتر. وكان الهبوط على منطقة مظلمة، ويمتد حولها في كل الاتجاهات منظر طبيعي غريب، تتناثر فيه الحفر الصغيرة التي يتراوح قطرها بين السنتيمترات ومئات الأمتار. تتناثر كتل صخرية خشنة وعدد لا يحصى من الحصى عبر حواف الحفر والمناطق المحيطة بها.

بعد الهبوط، تم فحص جميع الأنظمة وتبين أن المركبة الفضائية صمدت بشكل جيد أمام صدمة الهبوط. وفي نهاية الاختبارات، التقطت المركبة الفضائية سلسلة أولى مكونة من 14 صورة. تم التقاط ما مجموعه 12.5 صورة خلال 10,338 يومًا من التشغيل. وخلال الليلة القمرية في 16 يونيو، توقف نشاط سفينة الفضاء على أمل أن تتمكن من تحمل البرد القارس. في تلك الليلة تم شحن البطاريات واستخدامها لتدفئة الأنظمة. وفي 28 يونيو، تم بث أمر بتفعيل جهاز الإرسال، لكن لم يكن هناك استجابة. وبعد عدة محاولات في 6 يوليو، تمكنت محطة تتبع في كانبيرا بأستراليا من إيقاظ المركبة الفضائية.

واستعداداً لنشاط التصوير في اليوم القمري الثاني، تم بث إشارة لتفعيل الكاميرا. وأظهرت الصور الـ 24 التي تم بثها إلى إسرائيل أن الكاميرا كانت تعمل بشكل جيد. فقدت محطة التتبع في جوهانسبرج بجنوب أفريقيا الاتصال بمركبة الهبوط. وفي 13 يوليو، في نهاية الليلة القمرية الثانية، تمكنت مركبة الهبوط من إرسال 812 صورة إضافية وأظهرت بيانات القياس عن بعد أن البطارية كانت على وشك النفاد. لم يتوقع أحد أن يبقى المسبار على قيد الحياة في الليلة الثانية. وتفاجأ المسبار عندما استيقظ في شهري أكتوبر ونوفمبر لفترات قصيرة وفقًا لإشارات من الأرض. وفي يومها الـ 220 (أيام الأرض)، في 6 يناير 1967، تجددت العلاقة معها للمرة الأخيرة. ورغم أن الإشارات الواردة منه كانت ضعيفة للغاية، إلا أنه تمكن من الإرسال لمدة 12 ساعة أخرى ونقل بيانات مهمة عن حركة القمر. وفي 7 يناير، انقطع الاتصال بمركبة الهبوط أخيرًا.

تم بث ما مجموعه 11,150 صورة من أفق الجبال إلى صور قريبة لمظهرها من مركبة الهبوط. وكانت بعض الصور ملونة. سطح القمر في موقع الهبوط رمادي غامق. وبعد يومين من الهبوط، في 4 يونيو/حزيران، تم تشغيل محركات الملاحة ولكن لم ترتفع سحب الغبار. وهذا يعني أن سطح القمر صلب.

سيرفيار ب
في 20 سبتمبر 1966، تم إطلاق سفينة "سيرفيار بي" أثناء مناورة لتصحيح مسار الرحلة، ولم يشتعل أحد محركات الملاحة. فقدت المركبة الفضائية مدارها وبدأت في التدحرج حتى تحطمت في 23 سبتمبر على القمر. كان موقع التحطم جنوب شرق فوهة كوبرنيكوس. لو كانت المهمة ناجحة لكان اسم المركبة الفضائية هو Survivor 2.

مساح 3

في 17 أبريل 1967، تم إطلاق سيرفيار 3. وبعد ساعة من الإطلاق، نشرت المركبة الفضائية أرجل الهبوط والهوائيات، والتي كان بعضها موجهًا نحو الشمس. ملأت هذه المركبة الفضائية مكان Survivor 2 وحفرت أيضًا عدة ثقوب في الأرض. كان الغرض من التنقيب هو التحقق مما إذا كانت الأرض قوية بما يكفي لامتصاص صدمات المركبة الفضائية المأهولة أثناء الهبوط. يستطيع Serviar 3 حفر حفر بطول 30 سم وعمق 45 سم. كما يمكنها حفر حفرة بحجم 2.2 مم1 ورفع حمولة وزنها XNUMX كجم.

وبعد 65 ساعة من الإطلاق، هبطت المركبة الفضائية في محيط من العواصف. بعد الهبوط، حدث عطلان كاد أن يعطل الخطة بأكملها. واستمر أحد المحركات الكهربائية في العمل بعد الهبوط ومن الممكن أن يكون قد استنفد البطاريات. وهذا يعني شللًا كاملاً للكاميرات. وكان هناك أيضا نقص في الكهرباء. كان هناك قلق من أن المركبة الفضائية لن تكون قادرة على الحفر في التربة القمرية. وتم إصلاح الأعطال وأتمت سفينة الفضاء جميع المهام الموكلة إليها. وكانت الصور مشرقة وواضحة. اتضح أن المركبة الفضائية هبطت في حفرة. وتظهر إحدى الصور تلة يبلغ ارتفاعها 500 متر وتبعد عنها 32 كيلومترا. تم بث ما مجموعه 6,315 صورة.
وقد استنتج من التنقيبات أمرين:
1. كلما قمت بالحفر بشكل أعمق، تصبح الأرض أكثر صلابة.
2. موقع هبوط Serviar 3 مناسب أيضًا للهبوط المأهول.

مساح 4
في 14 يوليو 1967، تم إطلاق Survivor 4 للهبوط في الجيوب الأنفية المريخية في السادس عشر من الشهر. وقد تم تجهيز المركبة الفضائية بجهاز حفر صغير وكاميرا تلفزيون ومغناطيس. وقبل دقيقتين من الهبوط على ارتفاع 16 كيلومترا من سطح القمر، انقطع الاتصال بالمركبة الفضائية. ويعتقد أن محرك الفرامل قد انفجر أثناء الاشتعال. وكان الحادث في الجيوب المريخية.

مساح 5
في 8 سبتمبر 1967، تم إطلاق سيرفيار 5 وفي 10 سبتمبر هبط على الجانب الجنوبي الشرقي من المحيط الهادئ. تم إجراء تصحيح طفيف على مسار الرحلة. بعد ذلك، بدأ الهيليوم يتسرب من أحد الصمامات (يولد الهيليوم ضغطًا يضغط الوقود في محرك فرملة المركبة الفضائية)، وكان هناك قلق من فشل العملية برمتها. تقرر استخدام خطة الطوارئ. تم تنشيط محرك الكبح على ارتفاع أقل من السطح عما كان مخططًا له، وتم التنشيط عندما كانت المركبة الفضائية على مسافة عُشر الخطة الأصلية من سطح القمر. وهذا يترك ما يكفي من الوقود لمحركات الملاحة لإبطاء سرعة السقوط بمقدار خمسة كيلومترات. كانت سرعة الهبوط تزيد قليلاً عن ثلاثة كيلومترات ونصف. وبفضل هذه الطريقة، تمكنوا من الهبوط بمركبة الفضاء بأمان عندما تكون واقفة على الأرض بزاوية 15 درجة.

أظهرت مقاييس الحمل الموجودة على أرجل الهبوط الزنبركية الثلاثة أن الهبوط كان ناعمًا جدًا ويمكن أن يسمح بتنشيط الكاميرات والأنظمة الكيميائية. وبعد 75 دقيقة من الهبوط، بثت كاميرات التلفزيون صورًا ذات جودة جيدة جدًا. في الصورة الأولى شوهدت إحدى أرجل سفينة الفضاء سليمة وغير تالفة. ثم تم بث صور لموقع الهبوط. اتضح أن السلام مليء بالحفر الصغيرة والحجارة. تُظهر إحدى الصور جسمًا لامعًا ذو شكل دائري تقريبًا. كان تحت سفينة الفضاء.

تم إجراء التجربة الأولى برافعة خاصة قامت بإنزال صندوق مربع إلى الأرض، مفتوح من الأسفل ومغطى بالذهب ليعكس ضوء الشمس. كان يوجد في الصندوق كمية صغيرة من كيريوم 242 (مادة مشعة تنبعث منها أشعة ألفا). تم توجيه الإشعاع نحو الأرض. وعندما يصل الإشعاع إلى نوى الذرات، تنعكس الأشعة وتقاس طاقتها في عدادات إشعاع خاصة موجودة في الصندوق. تبعث بعض النوى الذرية بروتونات نتيجة لتلف إشعاع ألفا. تم تسجيل البروتونات وقياس طاقتها. وتم تسجيل جميع البيانات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة على فيلم تم نقله إلى المركبة الفضائية ومن هناك تم نقلها إلى الأرض.
وبناء على هذا الاختبار، تبين أن التربة القمرية تتكون من 53-63% أكسجين، و15-25% نيتروجين، و10-16% كبريت وكوبالت ونيكل، و5-9% ألومنيوم، وكميات صغيرة من المغنسيوم والكربون والصوديوم. تم اكتشافها أيضا. وتم تصميم تجربة أخرى لقياس كمية الحديد الموجودة على سطح القمر. تم ربط شريطين معدنيين بطول ثلاثة سم بإحدى أرجل المركبة الفضائية في منطقة استقبال كاميرا التلفزيون. كان أحد الأشرطة المعدنية ممغنطًا، ويمكنك أن ترى في الصور أن القليل من المواد كانت ملتصقة به. أما الشريط الثاني غير المغناطيسي فيظل نظيفًا. وعلى هذا استنتجوا أن كمية الحديد الموجودة على سطح القمر قليلة.

أدت هذه النتائج إلى استنتاجات إضافية. إن تركيب القمر هو نفس تركيب الأرض لأنه جزء منه انفصل في فترة مبكرة جداً. ولم تنشأ الفوهات نتيجة اصطدامات نيزكية، بل بفعل أفواه براكين كانت نشطة في فترة قديمة جدًا. وكثرة العناصر على القمر تشبه وفرة الصخور البازلتية وتؤكد نشاط البراكين. النشاط الإشعاعي على سطح القمر منخفض جدًا. أرسل المساح 5 18,000 صورة.

مساح 6
في 7 نوفمبر 1967، تم إطلاق سيرفيور 6 بواسطة منصة الإطلاق أطلس سنتور، وهو مزود بكاميرا تلفزيونية ومعدات لإجراء الاختبارات الكيميائية للتربة. وبعد 65 ساعة من الإطلاق في 9 تشرين الثاني/نوفمبر، هبطت المركبة الفضائية في منطقة الخليج الأوسط - المنطقة الاستوائية - المليئة بالصخور والحفر. أخطأت المركبة الفضائية هدفها في الجيوب الأنفية للمريخ بمسافة ستة كيلومترات ونصف. في 17 نوفمبر، تلقت المركبة الفضائية أمرا "بالقفز" من موقعها. وتم تشغيل ثلاثة محركات ملاحية، مما أدى إلى رفع المركبة الفضائية إلى ارتفاع ثلاثة أمتار وتحريكها مسافة 2.4 متر. استغرقت هذه الرحلة ست ثوان. الصور الفوتوغرافية قبل وبعد الهبوط معًا خلقت صورة بارزة.

وأتاح تصوير البصمة للباحثين الفرصة لتحديد صلابة القمر وعمق البصمة. يتم تحديد هذا العمق بناءً على سرعة الهبوط والوزن. وعندما أعيدت المركبة الفضائية إلى الأرض، أصبح من الواضح أن اللون الزاهي للتربة القمرية يقتصر على الطبقة العليا فقط. حيث تمت إزالة الطبقة العليا، أصبحت الأرض أغمق. وقد تم تفسير هذه الظاهرة من خلال تأثير إشعاع الشمس على تركيز أيونات الحديد الثلاثي التكافؤ المحمر في حديد ثنائي التكافؤ وهو أفتح في اللون.

كانت رحلة Survivor 6 ذات أهمية قصوى. أولاً، تم دحض النظرية المتعلقة بحقيقة وجود طبقة غبار عميقة جداً على سطح القمر. ثانيًا، أصبح من الواضح أنه يمكن تشغيل السفن الفضائية من الأرض دون الاتصال البشري. قام Surveyor 6 ببث 30,027 صورة فوتوغرافية ذات جودة ممتازة إلى إسرائيل.

مساح 7
في 7 يناير 1968، تم إطلاق سيرفيار 7 بواسطة الصاروخ أطلس سنتور، وبعد 66.5 ساعة هبط في مكان يقع على بعد 40 كم شمال فوهة تايكو، وهي منطقة صخرية بها حفر صغيرة وكبيرة. زاوية الهبوط 5 درجات. أخطأت المركبة الفضائية موقع الهبوط بمقدار كيلومترين ونصف. كان الهدف هو استكشاف مكان على حافة Tycho Crater. هذه المنطقة ليست مناسبة للهبوط المأهول ولكنها ذات أهمية علمية كبيرة من وجهة نظر جيولوجية.
هناك عدة أدوات في المركبة الفضائية وهي:

1. جهاز ذو ذراع يقوم في نهايته بالحفر في الأرض وأخذ عينات من التربة والحجر.
2. يوضع فوق هذه المنشأة صندوق وفي داخله مختبر للتحليل ويقصف الأرض بجسيمات ألفا.
3. كاميرا التلفزيون.
4. مغناطيس لاختبار محتوى الحديد على سطح القمر.

مباشرة بعد الهبوط، تم بث الصور من السطح إلى إسرائيل. في البداية كانت أرجل المركبة الفضائية مرئية. وتبين أنها لم تتضرر أثناء الهبوط. تم العثور على العديد من الحجارة بالقرب من المركبة الفضائية، يبلغ قطر إحداها بجوار المركبة الفضائية 30 سم. في حالة اصطدام إحدى أرجل سفينة الفضاء بها، فسوف تصطدم سفينة الفضاء وتنقلب. ثم تم توجيه الكاميرا نحو الأفق والتقطت العديد من الصور للمناظر الطبيعية للقمر. تم بث ما مجموعه 21,000 صورة إلى الأرض.

تم إجراء عدة اختبارات لسطح القمر والعديد من "القفزات" للمركبة الفضائية. وفي مرحلة ما تم الضغط على ذراع المركبة الفضائية وتوغلها إلى عمق خمسة سنتيمترات، وفي نقطة أخرى لم تتمكن حتى من خدش سطح الأرض، على الرغم من الضغط الكبير الذي مورس عليها. وأظهرت الصور أن موقع الهبوط غني بالصخور الصلبة. وفي إحدى مراحل التشغيل هذه، حدث عطل كان من الممكن أن يؤدي إلى تخريب التجارب. تم إخراج المختبر من المركبة الفضائية وبدأ في النزول باستخدام كابل من النايلون. أدى خلل في عملية الإنزال إلى ترك الصندوق معلقًا على الكابل على ارتفاع متر واحد فوق سطح الأرض. لمواصلة التشغيل السليم للمركبة الفضائية، تم تفعيل الذراع الميكانيكية. هزت هذه الذراع المختبر وضغطت عليه للأسفل. واستمرت هذه العملية لمدة ثلاثة أيام حتى تمكن المختبر من النزول بسلام إلى سطح الأرض. وعندما وصل المختبر إلى موقعه الجديد، بدأ العمل كما هو مخطط له.

وفي 20 يناير، التقطت المركبة الفضائية أشعة الليزر المرسلة إليها من مرصد كيت بيك في أريزونا وكيبل ماونتن في كاليفورنيا.