חלליות לונר אורביטר לירח

שלוש החלליות הראשונות מילאו את משימתן בצורה כה מושלמת עד כדי כך שבשתי החלליות האחרונות ניתן היה להתרכז בצילום יעדים בעלי עניין מדעי כללי ובמיפוי אזורים נרחבים בשני צדדי הירח.

חלליות לונר אורביטר היו המשך ישיר לחלליות סרוויאר. הפעם החלליות לא הונחתו על קרקע הירח אלא הוכנסו למסלול סביבו. הן הקיפו את הירח במסלולים כמעט משווניים שלוש חלליות, ושתי חלליות במסלולים כמעט קוטביים. חלליות אלה עסקו אך ורק בצילום. הן צילמו את שני צדדיו של הירח, אך התרכזו בעיקר בצד הנראה.

המשימה העיקרית שלשמה נבנו ושוגרו חלליות אלה הייתה להשיג תצלומים מפורטים של אזורים נבחרים ליד קו המשווה כדי לסייע לחוקרים לבחור באתרים הבטוחים ביותר לנחיתות מאוישות, לקראת טיסות אפולו. על סמך התצלומים של חלליות אלה ובסיוע של מידע מחלליות הסרוויאר נבחרו שמונה אתרי נחיתה מתוך רשימה שכללה 30 אתרי נחיתה פוטנציאליים.

זו פעם ראשונה שארצות־הברית הצליחה להכניס חלליות בלתי מאוישות למסלול סביב הירח. יש לציין שאף אחת מחלליות לונר אורביטר לא נכשלה. זוהי סדרת החלליות הראשונה אשר מילאה את כל משימותיה. אמנם חלו אי אלה תקלות (לונר אוריטר 1), אך הן תוקנו ולא גרמו לכישלונות כלשהם. מבצע זה נוהל בצורה מזהירה מעבר ומעל למשוער ולמצופה. התמונות ששודרו ארצה היו באיכות כה גבוהה שהם היו ומהווים תיעוד צילומי של פני הירח לשנים רבות.
מבנה

מבצע זה נמשך שנה, מאוגוסט 1966 ועד אוגוסט 1967. הלונר אורביטר שקלה 385 ק”ג ומתוך משקל זה מערכת משנה של מצלמות ששקלה 66 ק”ג, יחידת ייחוס אינרציאלית ומצברים בחלקה התחתון ומנוע ראשי, דלק ומחמצן בחלקה העליון. ללא מדפי השמש והאנטנות ממדי החללית היו 1.52 מטר אורך ו־1.68 מטר גובה. עם האנטנות ומדפי השמש פרוסים הגיעה המוטה המרבית ל־5.64 מטר.

החללית צוידה בשתי מצלמות, אחת בעלת עדשה טלסקופית והשנייה בעלת עדשה רחבת זווית. במשך 35 יום ניתן לצלם באמצעותן 400 צילומים בעלי איכות גבוהה ביותר ולשדרם לכדור הארץ. החללית צילמה בעת ובעונה אחת בשתי המצלמות, אחת בעלת עדשה שאורך המוקד שלה 610 מ”מ והשנייה באורך 80 מ”מ. מערכת הצילום, שהיא מבית הייצור של חברת קודק, הנציחה את התצלומים על גליל של סרט צילום בעל גרגרים דקים ברוחב 70 מ”מ. מעבדת צילום אוטומטית פיתחה את הסרט וסיפקה את התשליל למערכת השידור בתהליך סריקה דומה לזה של טלוויזיה. תחנות קרקע קלטו את האותות והפכו אותם חזרה לתצלומים. לכל מצלמה שדה צילום שונה ולשתיהן כושר הפרדה גבוה. הן מסוגלות. להבחין בפרטים בסדר גודל של מטר, מגובה 50 ק”מ.
לחללית שתי אנטנות, אחת בעלת עוצמה גדולה לשידור התצלומים והשנייה בעלת עוצמה נמוכה, חסכונית יותר בצריכת חשמל ומשמשת לתקשורת שאינה דורשת אנרגיה גבוהה בשידור תצלומים. כדי לאסוף פרטים על מטאורידים הנמצאים סמוך לירח, צוידה החללית בגלאים מיוחדים המסודרים בצורה אופקית מסביב לחללית בין מערכת הדלק לבין תא המצלמות. כל מכל הוא גליל המכיל בתוכו הליום. המכל מצופה בציפוי דק שעוביו 1/40 מ”מ. פגיעת מטאוריד בגלאי יוצרת חור בציפוי. הפגיעה גורמת לפליטת ההליום ונרשמת ירידה בלחץ.

נתונים על מסלול החללית נרשמו על־ידי תחנות מעקב של נאס”א במקומות רבים על פני כדור הארץ. נתונים אלה אִפשרו לחוקרים לשרטט מפה מדויקת של שדה המשיכה של הירח ולקבוע ערכים מדויקים יותר על צורת הירח ועל המסה שלו.

שלוש החלליות הראשונות מילאו את משימתן בצורה כה מושלמת עד כדי כך שבשתי החלליות האחרונות ניתן היה להתרכז בצילום יעדים בעלי עניין מדעי כללי ובמיפוי אזורים נרחבים בשני צדדי הירח. זו פעם ראשונה שבה תכנית מקורית משתנה לא בגלל תקלות, אלא בשל הצלחה מלאה. אם החלליות היו פועלות באופן בינוני או רק כמצופה, לא היו מטילים על שתי החלליות האחרונות משימות בעלות עניין מדעי טהור.

כמו חלליות הריינג’ר, כך גם חלליות הלונר אוביטר שוגרו בעזרת המשגר אטלס־אג’נה B. בתום משימתן, הושמדו חמשת החלליות זו אחר זו בתום משימותיהן על־ידי הנחייתן להתרסקות מכוונת על פני הירח. הצורך להשמיד את החלליות כל עוד נשאר בהן מעט דלק נבע מהחשש שאילו ניתן היה להן לצרוך את הגז כולו הן היו נשארות במסלול סביב הירח לזמן בלתי מוגבל כשהן מתגלגלות באִטיות סביב עצמן. החשש היה שכל אימת שמדפי השמש יִמצאו מול אור השמש, יִווצר שיטפון חשמלי שיחזיר את המחשב של כל חללית ואת מערכות התקשורת לפעולה. פעילות אלחוטית מעין זו עלולה הייתה להפריע למבצעים שעמדו להיערך בקרבת הירח או על פניו.

לונר אורביטר 1

ב־10 באוגוסט 1966 שוגרה לונר אורביטר. היא תוכננה לצלם את הירח במשך חמישה ימים. הקיפה את הירח במסלול שמרחקיו מהקרקע 119- 1,160 ק”מ וזווית נטייה 12 מעלות. מאוחר יותר הפרסלניון הונמך ל־50 ק”מ בשביל לאפשר צילום טוב יותר. כדי למנוע טשטוש של התמונות בגלל מהירותה הגבוהה של החללית (7,250 קמ”ש) ניתנה לתשליל של התמונות תנועת קיזוז בזמן החשיפה.

טיסה זו לוותה בכמה תקלות. בתחילה היה חשש שהחללית תסטה מהמסלול. תקלה שנייה הייתה במצלמות. החוקרים התגברו על התקלות והחזירו את החללית לתִקנה. תקלה זו מנעה מהחללית למלא את כל המשימות שהוטלו עליה כולל צילום אתרי נחיתה לעתיד לבוא. החללית צילמה את שני צדדיו של הירח ואת כדור הארץ. סך הכול שידרה החללית 215 תמונות בעת שהקיפה את הירח במשך 77 יום. ב־29 באוקטובר קיבלה החללית הוראה להפעיל את כול מנועיה כדי להתרסק על קרקע הירח. היא התרסקה בצד הנסתר של הירח. מצלמות החללית כיסו שטח של 5.18 מליון קמ”ר כולל שטח פוטנציאלי של 41,400 קמ”ר לנחיתה של חלליות אפולו. בעיות בגאומטריה של מסלולי הטיסה עוררו מחשבות שהוליכו מאוחר יותר להבנה של תופעת המסקונים.

לונר אורביטר 2
ב־7 בנובמבר 1968 שוגרה לונר אורביטר 2. ב־10 בנובמבר היא נכנסה למסלול סביב הירח שמרחקיו מהקרקע 210 – 1839 ק”מ מאוחר יותר לצורך צילומים הונמך הפרסלניון ל־50 ק”מ ומשך הקפה שלוש שעות וחצי. החללית שִדרה מאות צילומים באיכות מצוינת. כדי שהתצלומים לא יטושטשו בשל מהירות החללית (7,250 קמ”ש) ניתנה לתשליל תנועת קיזוז בזמן החשיפה.

לונר אורביטר 3

ב־4 בפברואר 1967 שוגרה לונר אורביטר 3. ב־8 בפברואר היא נכנסה למסלול קוטבי סביב הירח, שמרחקיו מהקרקע היו 211 – 1,799 ק”מ. לביצוע צילומים הפרסלניון הונמך ל־51.5 ק”מ ומשך הקפה 3.6 שעות. כדי שהתצלומים לא יטושטשו בשל מהירות החללית (7,250 קמ”ש) ניתנה לתשליל תנועת קיזוז בזמן החשיפה.

לונר אורביטר 4

ב-4 במאי 1967 שוגרה לונר אורביטר 4. ב־7 במאי נכנסה החללית למסלול סביב הירח שמרחקיו מהקרקע 2615 – 6196 ק”מ ומשך הקפה 12 שעות. במסלול זה צילמה החללית % 99.5 מהצד הנגלה של הירח. מאוחר יותר המסלול שונה ל־77- 3973 ק”מ. משך כל הקפה 5.7 שעות. לונר אורביטר 4 ביצעה צילום מאונך ראשון של מארה אורינטאלי – הים המזרחי. לתצלום שביצעה החללית יש דמיון מפליא למטרת ירי ענקית שקוטרה 1,000 ק”מ. בתצלום נראים היטב הרי הקורדיליארה שגובהם שישה ק”מ והם סוגרים על האגן כטבעת. בתוך מעגל זה אפשר להבחין בשש טבעות קונצנטריות נוספות של הרים קטנים יותר ובעמקים המפרידים ביניהם הממולאים חלקית בחומר כהה. סדקים ענקיים פורצים מהקצה של התצורה העגולה ועל פני 1,000 ק”מ נוספים. פני השטח זרועים במפולות גדולות אשר ברור שהועפו מתוך המכתש בעוצמה אדירה.
הקשר עם לונר אורביטר 4 אבד ב־24 ביולי. חישובים שנעשו על־פי המסלול הידוע האחרון הראו שההשפעות המשותפות של כוח המשיכה של כדור הארץ, הירח והשמש גרמו לכך שהחללית תתרסק על פני הירח בסוף אוקטובר 1967. לונר אורביטר 4 שידרה תצלומים ראשונים של הקוטב הדרומי של הירח.

לונר אורביטר 5

ב־2 באוגוסט 1967 שוגרה לונר אורביטר 5 וב־5 באוגוסט היא נכנסה למסלול סביבו. המרחקים מהקרקע היו 201 – 6,051 ק”מ. החללית ביצעה צילומים קרובים ככל האפשר לפני הקרקע. חללית זו צילמה לראשונה מקומות שלא היו ידועים עד אז. החוקרים שמו לב לכך שלונר אורביטר 5 בדומה לקודמותיה “שוקעת” לעִתים במסלולה. לעִתים נראה היה שכוח בלתי מוכר מסיט את החללית ממסלולה והתוצאה הייתה שמהירותה גברה כאשר התקרבה ל־5- 10 ק”מ לפני הירח בטרם האטה את מהלכה. תחילה חשבו שבמערכת המעקב של החללית או ברשת המעקב חלו טעויות או תקלות. התברר שתופעה זו מתרחשת כאשר החללית עוברת מעל חמישה ימים עגולים דמויי מכתשים: ים הגשמים, ים השקט, ים המשברים, ים הצוף וים הלחות. החוקרים הגיעו למסקנה שאת התנהגותן של החלליות ניתן להסביר בכך שריכוזי מסה גדולים וצפופים נמצאים מתחת לימים אלה. תופעה זו קיבלה את השם מסקון, ריכוזי מסה mascon -mass concentration)). בסיום תכנית העבודה שלה היא שימשה את מרכז טיסות החלל המאוישות. בחללית היה מספיק דלק עד 31 בינואר 1968 המועד שבו רוסקה החללית על פני הירח.
.