Surveyor 3 envoyé pour explorer la lune, le 17 avril 1967
Surveyor 3 – Description
Lancement de Surveyor 3 ; terres molles sur la Lune, 20 avrilSurveyor 3 envoyé pour explorer la lune, le 17 avril 1967
Surveyor 3, le troisième atterrisseur du programme américain sans pilote Surveyor, a été envoyé pour explorer la surface de la lune le 17 avril 1967. Il a atterri dans un cratère trois jours après son lancement dans la partie Mare Cognitum de l’Oceanus Procellarum. Lors de l’atterrissage, le radar de l’engin a été confondu par des roches hautement réfléchissantes sur la lune, le faisant rebondir sur la surface lunaire deux fois, une fois à environ 35 pieds et de nouveau à environ 11 pieds. Au troisième impact avec la surface, Surveyor 3 s’est installé pour un atterrissage en douceur comme prévu. La mission a été la première à transporter une pelle d’échantillonnage de surface du sol montée sur un bras à moteur électrique, qui a été utilisé pour creuser quatre tranchées dans le sol lunaire (notez le bras sur la photo de la NASA, ci-dessous ) .
Lorsque la première tombée de la nuit lunaire est survenue le 3 mai 1967, les panneaux solaires de Surveyor 3 ont cessé de produire de l’électricité et l’engin s’est arrêté. Quelque 336 heures plus tard, à l’aube lunaire suivante, Surveyor 3 n’a pas pu être réactivé, endommagé par les températures extrêmement froides qu’il avait connues. En revanche, Surveyor 1 avait été réactivé deux fois après des nuits lunaires.
Deux ans et demi après la dernière opération de Surveyor 3, le module lunaire Apollo 12 de la NASA a atterri près de l’engin le 19 novembre 1969. Ses astronautes ont examiné Surveyor 3 et ont ramené environ 10 kg de pièces sur Terre, y compris sa caméra de télévision, qui est maintenant exposée en permanence au National Air and Space Museum de Washington, DC. La caméra avait transmis 6 315 images TV vers la Terre pendant qu’elle était opérationnelle.
Le commandant d’Apollo 12, Charles Conrad Jr., examine la caméra de télévision de Surveyor 3.
Bien qu’il soit débattu, certains affirment qu’un type commun de bactérie appelé streptococcus mitis a accidentellement contaminé la caméra de l’engin avant le lancement et que la bactérie a survécu en dormant dans l’environnement lunaire difficile, sans être détectée jusqu’à ce qu’Apollo 12 ramène la caméra sur Terre. Cette affirmation a conduit la NASA à adopter des procédures abiotiques strictes pour les sondes spatiales afin d’empêcher la contamination de Mars et d’autres corps astronomiques soupçonnés d’avoir des conditions potentiellement propices à la vie.
En effet, selon cette réflexion, la sonde spatiale Galileo a été intentionnellement écrasée sur Jupiter et détruite pour éviter la possibilité de contaminer la lune jovienne Europa avec des bactéries de la Terre.
Surveyor 3 – Description
Surveyor 3 était le deuxième vaisseau spatial de la série Surveyor à réaliser un atterrissage en douceur lunaire. Les principaux objectifs du programme Surveyor, une série de sept vols d’atterrissage en douceur lunaires robotisés, étaient de soutenir les prochains atterrissages en équipage d’Apollo en : (1) développant et validant la technologie d’atterrissage en douceur sur la Lune ; (2) fournir des données sur la compatibilité de la conception d’Apollo avec les conditions rencontrées sur la surface lunaire ; et (3) en ajoutant à la connaissance scientifique de la Lune. Les objectifs spécifiques de cette mission étaient de : (1) effectuer un atterrissage en douceur sur la Lune dans la zone Apollo et à l’est du site d’atterrissage Surveyor 1 ; (2) obtenir des images télévisées de la surface lunaire après l’atterrissage ; (3) obtenir des informations sur la force portante de la surface lunaire, la réflectivité radar et les propriétés thermiques ; et (4) utiliser l’échantillonneur de surface pour manipuler la surface lunaire et observer les effets avec la caméra de télévision.
Vaisseau spatial et sous-systèmes
La structure de base du vaisseau spatial Surveyor se composait d’un trépied de tubes en aluminium à paroi mince et d’entretoises d’interconnexion fournissant des surfaces de montage et des fixations pour les systèmes d’alimentation, de communication, de propulsion, de contrôle de vol et de charge utile. Un mât central s’étendait à environ un mètre au-dessus du sommet du trépied. Trois pieds d’atterrissage articulés étaient fixés aux coins inférieurs de la structure. Les jambes contenaient des amortisseurs, des blocs d’aluminium en nid d’abeille écrasables et le mécanisme de verrouillage du déploiement et se terminaient par des repose-pieds à fond écrasable. Les trois repose-pieds s’étendaient à 4,3 mètres du centre de l’arpenteur. Le vaisseau spatial mesurait environ 3 mètres de haut. Les jambes repliées pour s’insérer dans un carénage de nez pour le lancement.
Un réseau de 0,855 mètre carré de 792 cellules solaires a été monté sur un positionneur au sommet du mât et a généré jusqu’à 85 W d’énergie qui a été stockée dans des batteries rechargeables argent-zinc. Les communications ont été réalisées via une antenne mobile à grand réseau planaire à gain élevé montée près du sommet du mât central pour transmettre des images de télévision, deux antennes coniques omnidirectionnelles montées aux extrémités de flèches repliables pour la liaison montante et descendante, deux récepteurs et deux émetteurs. Le contrôle thermique a été réalisé par une combinaison de peinture blanche, de finition thermique à haute émission IR et de dessous en aluminium poli. Deux compartiments thermiquement contrôlés, équipés de couvertures superisolantes, de chemins de chaleur conducteurs, d’interrupteurs thermiques et de petits radiateurs électriques, ont été montés sur la structure de l’engin spatial. 
Un compartiment, maintenu à 5 – 50 degrés C, abritait les communications et l’électronique d’alimentation. L’autre, maintenue entre -20 et 50 degrés Celsius, abritait les composants de commande et de traitement du signal. La caméra de surveillance TV a été montée près du sommet du trépied et des jauges de contrainte, des capteurs de température et d’autres instruments d’ingénierie sont incorporés dans tout le vaisseau spatial. Une cible photométrique était montée près de l’extrémité d’une jambe d’atterrissage et une autre sur une courte perche s’étendant du bas de la structure. D’autres ensembles de charges utiles, qui différaient d’une mission à l’autre, étaient montés sur différentes parties de la structure en fonction de leur fonction.
Un capteur solaire, un tracker Canopus et des gyroscopes sur trois axes ont fourni une connaissance de l’attitude. La propulsion et le contrôle d’attitude étaient assurés par des jets de contrôle d’attitude à gaz froid (azote) pendant les phases de croisière, trois moteurs-fusées à vernier étranglables pendant les phases propulsées, y compris l’atterrissage, et le moteur de rétrofusée à propergol solide pendant la descente terminale. La rétrofusée était un boîtier sphérique en acier monté en bas au centre du vaisseau spatial.
Les moteurs à vernier utilisaient du carburant à base d’hydrate de monométhylhydrazine et un oxydant MON-10 (90% N2O2, 10% NO). Chaque chambre de poussée pouvait produire 130 N à 460 N de poussée sur commande, un moteur pouvait pivoter pour le contrôle du roulis. Le carburant était stocké dans des réservoirs sphériques montés sur la structure du trépied. Pour la séquence d’atterrissage, un radar de marquage d’altitude a déclenché le tir de la rétrofusée principale pour le freinage primaire. Une fois le tir terminé, la rétrofusée et le radar ont été largués et les radars doppler et altimètre ont été activés. Ceux-ci ont fourni des informations au pilote automatique qui a contrôlé le système de propulsion vernier jusqu’au toucher des roues.
Surveyor 3 était de conception similaire aux Surveyor 1 et 2 mais avait plusieurs changements dans la charge utile. Il transportait une caméra de télévision d’enquête, des expériences de mécanique des sols et des dispositifs pour mesurer la température et la réflectivité radar comme lors des missions précédentes, mais la caméra de télévision avait un capot anti-éblouissement étendu. Un échantillonneur de surface, constitué d’une écope de 12 cm de long sur 5 cm de large montée sur un bras pantographe de 1,5 mètre, a remplacé la caméra de télévision d’approche. Deux miroirs auxiliaires plats étaient fixés au cadre pour fournir à la caméra une vue du sol sous les moteurs et l’un des repose-pieds. Surveyor 3 avait une masse de 1026 kg au lancement et de 296 kg à l’atterrissage.
Profil de mission : Surveyor 3 a été lancé à 07:05:01 UT (02:05:01 HNE) le 17 avril 1967 sur un Atlas-Centaur depuis le complexe 36B de l’Eastern Test Range au Kennedy Space Center. Après s’être séparé de l’Atlas, le Centaur a brûlé pendant environ 5 minutes, plaçant le vaisseau spatial sur une orbite circulaire de stationnement terrestre de 167 km. Le Centaur a été redémarré 22 minutes, 9 secondes plus tard, injectant le vaisseau spatial dans une trajectoire sélénographique. Une manœuvre à mi-parcours 21,9 heures après le décollage a dirigé l’arpenteur vers le point d’atterrissage sélectionné.
Le 20 avril à 00:01:06 UT, à 76 km d’altitude à 2626 m/s, le vernier et la rétrofusée principale ont été allumés par un signal du radar de marquage d’altitude, ralentissant l’engin spatial à 137 m/s au moment de la rétro. épuisement et éjection. La descente se poursuit sous le contrôle des moteurs vernier et des radars doppler et altimètre.
Quelques secondes avant le toucher des roues, les radars ont perdu le verrouillage, apparemment en raison de fortes réflexions scintillantes provenant du site d’atterrissage. Le système de guidage est automatiquement passé à un mode contrôlé par inertie qui a empêché la coupure du moteur vernier. L’atterrissage sur la surface lunaire s’est produit trois fois parce que les moteurs verniers ont continué à tirer pendant les deux premiers atterrissages, ce qui a fait décoller le vaisseau spatial de la surface. La distance entre les premier et deuxième points de toucher des roues était d’environ 20 mètres et entre les deuxième et troisième 11 mètres. 
Les moteurs ont été coupés 34 secondes après le toucher initial par une commande de coupure des moteurs transmise depuis la Terre. L’atterrissage initial a eu lieu à 00:04:17 UT et l’atterrissage final à 00:04:53 UT le 20 avril 1967 (19:04:53 19 avril EST) à 3.0162 S, 336.582 E (tel que déterminé à partir des images Lunar Reconnaissance Orbiter). Le vaisseau spatial a glissé d’environ 30 cm après l’atterrissage final. Surveyor 3 s’est immobilisé sur une pente de 14 degrés à l’intérieur d’un cratère modéré de 200 mètres dans le sud-est d’Oceanus Procellarum à environ 370 km au sud du cratère Copernicus.
Les premières photos ont été reçues moins d’une heure après l’atterrissage et l’échantillonneur de surface a été utilisé deux jours plus tard. L’arpenteur a opéré tout au long de la journée lunaire jusqu’au coucher du soleil local le 03 mai. L’échantillonneur lunaire a fonctionné pendant un total de 18 heures et 22 minutes, creusant des tranchées aussi profondes que 18 cm, et la caméra de télévision a renvoyé 6326 images. Un grand volume de nouvelles données sur la force, la texture et la structure du matériau lunaire a été transmis par le vaisseau spatial. Des images d’une éclipse de Soleil par la Terre et des mesures thermiques associées ont été enregistrées. 
Les dernières données ont été renvoyées le 04 mai 1967 à 00h04 TU et Surveyor 3 n’a pas réussi à revenir à la vie après la nuit lunaire de deux semaines. L’éblouissement excessif dans certaines des images a été attribué à des effets de poussière ou d’érosion sur le miroir en raison du fonctionnement prolongé des moteurs pendant l’atterrissage. Tous les objectifs de la mission ont été atteints. Le programme Surveyor impliquait la construction et le lancement de sept engins spatiaux Surveyor sur la Lune pour un coût total de 469 millions de dollars.
Apollo 12 : Le 19 novembre 1969, le module lunaire Apollo 12 (LM) a atterri à environ 180 m du vaisseau spatial Surveyor 3. Les astronautes Pete Conrad et Alan Bean ont visité le vaisseau spatial lors de leur deuxième marche lunaire le 20 novembre, examinant Surveyor 3 et ses environs, prenant des photos et retirant environ 10 kg de pièces du vaisseau spatial, y compris la caméra de télévision, pour un examen ultérieur sur Terre. La caméra Surveyor 3 est maintenant exposée au Smithsonian National Air and Space Museum à Washington, D.C.
Qu’est-ce que Surveyor 3 ? Surveyor 3 de la NASA a été le deuxième de la série Surveyor à effectuer un atterrissage en douceur sur la Lune. Sur la base des tests d’échantillonnage de surface du vaisseau spatial, les scientifiques ont conclu que la surface lunaire était suffisamment solide pour supporter le poids d’un module lunaire Apollo.
Instruments scientifiques : (1). Caméra TV (2). Échantillonneur de surface
Dates clés
17 avril 1967 : Lancement
20 avril 1967 : Atterrissage sur la Lune
4 mai 1967 : Dernier contact avec le vaisseau spatial
En profondeur : Surveyor 3
Surveyor 3 était le troisième vol d’ingénierie de la série, mais pour la première fois transportait un instrument d’échantillonnage de surface qui pouvait atteindre jusqu’à 5 pieds (1,5 mètre) de l’atterrisseur et pouvait creuser jusqu’à 7 pouces (18 centimètres) de profondeur. Contrairement aux Surveyors précédents, Surveyor 3 a commencé sa mission à partir d’une orbite de stationnement autour de la Terre avec une brûlure de l’étage supérieur Centaur, désormais capable de plusieurs tirs. Pendant la descente vers la surface lunaire, des roches hautement réfléchissantes ont confondu le radar de descente de l’atterrisseur et le moteur principal n’a pas réussi à se couper au bon moment à environ 14 pieds (4,3 mètres) d’altitude.
En conséquence, Surveyor 3 a rebondi deux fois sur la surface lunaire, la première fois à une hauteur de 33 pieds (10 mètres) et la deuxième fois, à 10 pieds (3 mètres). La troisième fois, l’atterrisseur s’est installé pour un atterrissage en douceur à 00:04:17 UT le 20 avril 1967, dans la région sud-est d’Oceanus Procellarum à 3 degrés de latitude sud et 23,41 degrés de longitude ouest.
Moins d’une heure après l’atterrissage, le vaisseau spatial a commencé à transmettre la première des 6 326 images télévisées des zones environnantes. Les expériences les plus passionnantes de la mission comprenaient le déploiement de l’échantillonneur de surface pour creuser des tranchées, effectuer des tests de relèvement et manipuler des matériaux lunaires dans la vue du système de télévision. Via des commandes de la Terre, la sonde a creusé quatre tranchées et effectué quatre tests de roulement et treize tests d’impact.
Sur la base de ces expériences, les scientifiques ont conclu que le sol lunaire avait une consistance similaire au sable humide, avec une force portante d’environ 10 livres par pouce carré (0,7 kilogramme par centimètre carré, ou 98 kilopascals) – en d’autres termes, suffisamment solide pour supporter un Module lunaire Apollo. La caméra TV de l’atterrisseur se composait de deux objectifs de focale de 25 et 100 mm et était montée sous un miroir qui pouvait être déplacé horizontalement et verticalement. Il a fallu environ 20 secondes pour transmettre une seule image de 200 lignes de la surface. L’appareil photo était également capable d’images de 600 lignes qui utilisaient la transmission d’images numériques.
Le dernier contact avec le vaisseau spatial a eu lieu le 4 mai 1967, deux jours après le début de la nuit lunaire. Plus de trois ans plus tard, le 18 novembre 1969, les astronautes d’Apollo 12 Charles Conrad, Jr. et Alan L. Bean ont posé le module lunaire Intrepid à environ 180 mètres de l’atterrisseur inactif Surveyor 3. Au cours de leur deuxième activité extra-véhiculaire (EVA) le 19 novembre 1969, les astronautes se sont dirigés vers Surveyor 3 et ont récupéré des pièces, y compris la pelle de sol et le système de caméra, pour permettre aux scientifiques d’évaluer les effets de près de deux et un -demi-années d’exposition à la surface de la Lune.
Surveyor 3
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1967-035A
https://www.edn.com/surveyor-3-sent-to-explore-moon-april-17-1967/