Surveyor 5

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Surveyor NASA lunar lander.jpg

Surveyor 5 est la cinquième sonde spatiale du programme Surveyor de la NASA dont l'objectif est d'étudier les caractéristiques du sol lunaire afin de préparer l'atterrissage des missions du programme Apollo. La sonde spatiale est lancée le 8 septembre 1967 et atterrit dans la mer de la Tranquillité le 11 septembre 1967. Malgré une fuite d'hélium avant l'atterrissage la mission remplit tous ses objectifs et 19 049 images de la surface ont été retransmises.

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

Surveyor 5 a glissé sur le sol au moment de l'atterrissage. Sur cette photo on aperçoit la tranchée creusée par un des pieds.

Surveyor 5 est lancée le 3 septembre 1967, frôle l'échec : une valve défectueuse laisse s'échapper l'hélium qui permet de pressuriser le carburant des moteurs verniers. Le plan de vol est modifié dans l'urgence pour limiter le recours aux moteurs verniers et la rétrofusée est volontairement mise à feu à une altitude beaucoup plus basse que prévu. Lorsque les moteurs verniers prennent le relais, la sonde se trouve à une altitude de 1 300 mètres (au lieu de 10 km) mais la vitesse a été réduite à 30 m/s (au lieu de 150 m/s). La sonde se pose sans problème dans la Mer de la Tranquillité sur la pente à 20° d'un petit cratère à 30 km de son objectif. Les coordonnées du site d'atterrissage sont 1,41 ° de latitude nord et 23,18 ° de longitude E (coordonnées sélénographiques. Surveyor 5 est le troisième vaisseau spatial du programme Surveyor à réussir un atterrissage en douceur sur la Lune. Au cours de la mission, les moteurs verniers sont mis à feu durant une demi-seconde pour tester la manière dont la surface est érodée par le souffle des moteurs et en déduire certaines de ses caractéristiques mécaniques[1].

La sonde transmet des données d'excellente qualité peu de temps après s'être posée jusqu'au 18 octobre 1967. Après l'interruption de transmission du à la première nuit lunaire du 24 septembre au 15 octobre 1967 l'envoi de données reprend jusqu'au début début de la nuit lunaire suivante le 1er novembre 1967. Des données continuent d'être transmises au cours du troisième et le quatrième jour lunaire. La dernière transmission a lieu le 17 décembre 1967. Au total 19 049 images du sol lunaire sont reçues par la NASA.

Objectifs de la mission[modifier | modifier le code]

Les objectifs étaient étaient les suivants : obtenir des images de la surface lunaire, effectuer une expérience d'abrasion du sol à l'aide du souffle d'un moteur cernier, déterminer l'abondance relative des éléments chimiques dans le sol lunaire, obtenir des valeurs de l'élasticité du sol, des données de réflectivité thermiques et radar.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Surveyor 5 est la première sonde du programme Surveyor de la version Block II mieux équipée en instruments scientifiques ; d'une masse de 303 kg elle emporte un analyseur à rayons alpha qui remplace la pelle des engins précédents et est utilisée avec succès pour déterminer les principaux éléments chimiques présents dans le sol environnant. Un petit aimant attaché à un bras a été inclus afin de détecter la présence de matériau magnétique dans le sol lunaire.

Instruments scientifiques[modifier | modifier le code]

Télévision[modifier | modifier le code]

La caméra se compose d'un tube vidicon, de 25 et 100 mm de focale, des obturateurs, des filtres de couleur, et de l'iris monté sur un axe incliné d'environ 16 ° par rapport à l'axe central de l'engin spatial. La caméra était montée sous un miroir qui pouvait être déplacé en azimut et élévation. Le fonctionnement de l'appareil était totalement dépendant de la bonne réception des commandes venant de la Terre. Une couverture image par image de de la surface de la Lune a été obtenue sur 360 ° en azimut et de 40 ° au-dessus du plan perpendiculaire à l'axe z de la caméra à 65 ° en dessous de ce plan. Les deux modes de fonctionnement 600-ligne et 200-ligne les ont été utilisés. Le mode de transmission 200-ligne s'effectue par une antenne omnidirectionnelle à raison d'une image numérisée toutes les 61.8 secondes. la transmission d'une image complète d'une image 200 lignes a pris 20 secondes en utilisant une bande passante de 1,2 kHz. La plupart des transmissions se composait de photos en mode 600-lignes qui ont été transmises par une antenne directionnelle. Ces images ont été numérisées toutes les 3.6 secondes. Chaque image 600-lignes requiert nominalement 1 seconde pour être lue à partir du vidicon et utilise à 220 kHz de bande passante pour la transmission. Les images de télévision ont été affichées sur un moniteur de balayage lent avec une longue persistance. La rémanence a été choisie pour mieux correspondre à la valeur nominale maximale de la vitesse de balayage. Une trame TV d'identification était reçue pour chaque nouvelle image et était affichée en temps réel à un rythme compatible avec la vitesse d'arrivée de la nouvelle image. Ces données ont été enregistrées sur une cassette vidéo magnétique et des films 70 mm. Au cours du premier jour lunaire, qui s'est terminé le 24 septembre 1967, 18 006 images de télévision de haute qualité ont été transmises. Après avoir été fermé pendant la nuit lunaire, plus de 20 jours, l'appareil répond aux commandes et a transmis 1 048 photos supplémentaires entre le 15 et le 23 octobre 1967. 64 autres photos ont été transmises le quatrième jour lunaire, mais la qualité des photos prises après le premier jour lunaire a été affaiblie en raison de la dégradation résultant de l'exposition de la caméra à la température de la nuit lunaire.

Analyseur de surface à rayons α[modifier | modifier le code]

Le spectromètre alpha analyseur de surface a été conçu pour mesurer les taux des principaux éléments de la surface lunaire. L'instrument se composait de six sources alpha (curium 242) collimatée pouvant irradier une ouverture de 100 mm de diamètre dans le fond de l'instrument, où l'échantillon est localisé et deux systèmes parallèle, mais indépendants, de détection de particules chargées. Un système, qui contient deux capteurs, détecte les spectres d'énergie des particules alpha dispersées à partir de la surface lunaire, et l'autre, contenant quatre capteurs, détecte les spectres d'énergie des protons produits par des réactions (alpha et proton) dans le matériau de surface. Chaque détecteur est relié à un analyseur de hauteur d'impulsions (pulse height analyzer). Un appareil électronique numérique, situé dans un compartiment de la sonde, transmet de façon continue les signaux à la Terre durant l'expérience. Les spectres fournissent des informations quantitatives sur les principaux éléments contenus dans les échantillons, sauf pour l'hydrogène, l'hélium et le lithium. L'expérience a fourni 83 heures de données de haute qualité au cours du premier jour lunaire. Au cours du deuxième jour lunaire, 22 heures de données ont été accumulées. Toutefois, les détecteurs de bruit posent un problème dans la réduction des données de cette deuxième journée.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) David M. Harland, Paving the way for Apollo 11, Springer,‎ 2009 (ISBN 978-0-387-68131-2[à vérifier : isbn invalide])
    Histoire détaillée des programmes de sondes lunaires américaines (Surveyor, Ranger, Lunar Orbiter) liés au programme Apollo.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]