| Organisation |  NASA |
|---|---|
| Constructeur | Hughes Aircraft |
| Programme | Surveyor |
| Domaine | Exploration de la Lune |
| Type demission | Atterrisseur |
| Statut | Mission terminée (échec) |
| Autres noms | Surveyor-D |
| Base de lancement | Cape Kennedy, LC-36A |
| Lancement | 14 juillet 1967 à 11 h 53 min 29 s TU |
| Lanceur | Atlas-Centaur (AC-11) (Atlas-D # 291 - Centaur D) |
| Fin de mission | 17 juillet 1967 |
| Durée | 65 heures |
| Durée de vie | 45 jours (mission primaire) |
| Identifiant COSPAR | 1967-068A |
| Protection planétaire | CatégorieII[1] |
| Masse au lancement | 1 037,4 kg au lancement 283 kg à l'atterrissage |
|---|---|
| Propulsion | Chimique |
| Ergols | Hydrate d'hydrazine |
| Source d'énergie | Panneaux solaires |
| Puissance électrique | 85 watts |
| Orbite | Descente directe |
|---|---|
| Atterrissage | 17 juillet 1967 à 02 h 05 min TU |
| Localisation | 0,45° N et 1,39° O (impact) |
| Topography and Texture of Lunar Soil from Television-Camera Survey | Transmission de gros plans du sol lunaire |
|---|---|
| Lunar Surface Sampler | Échantillons du sol lunaire |
Surveyor 4 est la quatrième sonde lunaire duprogramme Surveyor de laNASA pour explorer laLune. Cette sonde lunaire s'écrase après la mission impeccable effectuée parSurveyor 3, quelques mois plus tôt ; le signal de télémétrie disparaît 02 min 30 s avant l'atterrissage, prévu surSinus Medii à 0,4° Nord et 1,33° Ouest.
Les principaux objectifs duprogramme Surveyor, une série de sept volsrobotique d'atterrissage lunaire en douceur, sont de soutenir les atterrissages habités à venir duprogramme 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 du programme Apollo avec les conditions rencontrées sur le sol lunaire ; et 3° enrichir les connaissances scientifiques de la Lune.
Cette sonde spatiale est la quatrième d'une série conçue pour réaliser un atterrissage en douceur sur la Lune et pour rendre des photographies de la surface lunaire afin de déterminer les caractéristiques du sol lunaire pour lesmissions d'atterrissage lunaire d'Apollo.
L'équipement à bord comprend une caméra de télévision et des miroirs auxiliaires, unéchantillonneur de surface de mécanique des sols, des jauges de contrainte sur les jambes d'atterrissage du vaisseau spatial et de nombreux capteurs techniques. Surveyor 4 est équipée d'une griffe de surface, avec un aimant dans la griffe, pour détecter et mesurer des éléments ferreux dans le sol lunaire.
Contrairement aux atterrisseurs soviétiques Luna, Surveyor est un véritableatterrisseur, comprenant un véhicule de trois mètres de haut basé sur une structure triangulaire en aluminium à paroi mince de 27 kg avec une des trois jambes à chaque coin et un gros moteur àrétrofusée à propergol solide au centre (qui représente plus de 60% de la masse globale de la sonde lunaire). Lasonde spatiale est équipé d'un système de détection de vitesseDoppler qui alimente en informations l'ordinateur duvéhicule spatial pour mettre en œuvre une descente contrôlée vers la surface lunaire. Chacun des trois pieds de la sonde comporte également des amortisseurs de type avion et des jauges de contrainte pour fournir des données sur les caractéristiques d'atterrissage, importantes pour lesfutures missions Apollo.
La structure de base de la sonde spatiale Surveyor se compose d'un trépied de tubes enaluminium à paroi mince et d'entretoises fournissant des surfaces de montage pour les systèmes d'alimentation, de communications, de propulsion, de commande de vol et de charge utile. Un mât central s'étend à environ un mètre au-dessus du sommet du trépied. Trois jambes d'atterrissage articulées sont fixées aux bas de la structure. Les jambes en aluminium ont des amortisseurs et le mécanisme de verrouillage se termine par trois pieds avec amortisseurs. Les trois pieds s'étendent à 4,3 mètres du centre de la sonde Surveyor. Le véhicule spatial mesure 3 mètres de haut. Les jambes sont repliées pour s'insérer dans la coiffe au lancement.
Une surface de 0,855 m2 de 792cellules photovoltaïques est montée au-dessus du mât et génère jusqu'à 85 watts de puissance emmagasinée dans unaccumulateurargent-zinc. Les communications sont réalisées via une antenne mobile à gain élevé montée près du haut du mât central pour transmettre des images de télévision, deux antennes omnidirectionnelles montées aux extrémités du mât pour les liaisons montante et descendante, ainsi que deux récepteurs et deux émetteurs.
Le contrôle thermique est obtenu par une combinaison de peinture blanche, de finition thermique à hauteémittanceinfrarouge et de dessous en aluminium poli. Deux compartiments à contrôle thermique, équipés de couvertures super-isolantes, d'interrupteurs thermiques et de petits radiateurs électriques, sont montés sur la structure de la sonde spatiale. Un compartiment, maintenu entre5 et50 °C, abrite les communications et l'électronique pour l'alimentation. L'autre, entre−20 et50 °C, abrite les composants de commande et detraitement du signal.
La caméra de télévision est montée près du sommet du trépied et des jauges de contrainte, des capteurs de température et d'autres instruments d'ingénierie sont intégrés dans toute la sonde spatiale. Une cible photométrique est montée près de l'extrémité d'une des jambes d'atterrissage et une sur une courte perche s'étendant au bas de la structure. D'autres ensembles de charges utiles, qui diffèrent d'une mission à l'autre, sont montés sur différentes parties de la structure dépendant de leur fonction.
Uncapteur solaire, unviseur de l'étoileCanopus et desgyroscopes sur trois axes fournissent une connaissance de l'attitude. Lapropulsion et lecontrôle d'attitude sont assurés par des jets d'azote gazeux froid durant les phases de la trajectoire, troismoteurs-fusées à vernier durant les phases propulsées, y compris l'atterrissage, et lemoteur à propergol solide durant la descente finale. Larétrofusée est un boîtier sphérique en acier monté au centre inférieur de la sonde spatiale.
Lesmoteurs verniers utilisent du carburanthydrate d'hydrazine et un oxydantMON-10 (90% N2O2, 10%NO). Chaque chambre peut produire 130 N à 460 N de poussée sur commande, un moteur peut pivoter pour contrôler leroulis. Le carburant est emmagasiné dans des réservoirs sphériques montés sur la structure du trépied. Pour la séquence d'atterrissage, un radar d'altitude déclenche la mise à feu de larétrofusée principale pour le freinage primaire. Une fois l'allumage terminé, la rétrofusée et le radar sont largués et les radars doppler etaltimètre sont activés. Ceux-ci fournissent des informations aupilote automatique qui contrôle le système de propulsion vernier à l'atterrissage.
Surveyor 4 est de conception similaire aux autresSurveyor mais présente plusieurs changements dans sa charge utile. Il transporte une caméra de télévision, des expériences de mécanique des sols et des appareils pour mesurer la température et laréflectivité radar comme lors des missions précédentes, mais la caméra de télévision a un capot anti-éblouissement. Un échantillonneur de surface, composé d'une pelle de 12 cm de long par 5 cm de large montée sur un braspantographe de 1,5 mètre. Deux miroirs auxiliaires plats sont fixés à la structure pour fournir à la caméra une vue du sol lunaire sous les moteurs et de l'un des 3 pieds. La sonde Surveyor 4 a une masse de 1 037,4 kg au lancement et 283 kg à l'atterrissage.
La caméra de télévision consiste en untube Vidicon, de deux objectifs de 25 mm et 100 mm defocale, d'obturateurs, defiltres et dediaphragmes montés sur un axe incliné d'environ 16° par rapport à l'axe central de la sonde spatiale. La caméra est montée sous un miroir qui peut être déplacé enazimut et enélévation. Le fonctionnement de la caméra dépend totalement de la réception des commandes de laTerre. La couverture image par image du sol lunaire est obtenue sur 360° en azimut et de 40° au-dessus du plan perpendiculaire à l'axe de la caméra et jusqu'à 65° en dessous de ce plan.
Les deux modes de fonctionnement sont de 200 lignes et de 600 lignes. Le mode 200 lignes est transmis par uneantenne omnidirectionnelle et numérise une image toutes les 61,8 secondes. La transmissionvidéo complète de chaque image de 200 lignes nécessite 20 secondes et unebande passante de 1,2 kHz.
Les images de 600 lignes sont transmises par uneantenne directionnelle, ces images sont analysées toutes les 3,6 secondes. Chaque image de 600 lignes nécessite nominalement 1 seconde pour être lue à partir du Vidicon et nécessite une bande passante de 220 kHz pour la transmission. Les transmissions de données sont converties en un signal de télévision standard. Les images de télévision sont affichées surTerre sur un écran à balayage lent avec unphosphore à longuerémanence. La rémanence est choisie pour correspondre à la valeur nominale maximale de lavitesse de balayage. Une image de télévision d'identification est reçue pour chaque nouvelle image et est affichée en temps réel à un rythme compatible avec la vitesse d'arrivée de la nouvelle image. Ces données sont enregistrées sur unmagnétoscope vidéo et sur un film de 70 mm.
En raison de l'échec de la mission, aucune donnée n'est retournée de cette expérience.
L'échantillonneur de surface de mécanique des sols est conçu pour creuser, gratter et creuser des tranchées à la surface lunaire et pour transporter des matériaux de surface tout en étant photographié afin que les propriétés de la surface puissent être déterminées. L'échantillonneur est monté sous la caméra de télévision et consiste principalement en une pelle d'environ 12 cm de long et 5 cm de large. La pelle se compose d'un récipient, d'une lame affûtée et d'unmoteur électrique pour ouvrir et fermer le récipient. Une petite semelle est attachée à la porte de la pelle pour présenter une surface plane à la surface lunaire. La pelle est capable de contenir une quantité maximale d'environ 3,2 cm de diamètre de matériau lunaire solide et un maximum de 100 cm3 dematériau granulaire. La pelle est monté sur un bras depantographe qui peut être étendu à environ 1,5 m ou rétracté à proximité du moteur de la sonde spatiale. Le bras peut être déplacé d'unazimut de +40° à -72° ou être élevé de 13 cm par un moteur. Il peut être projeté sur la surface lunaire par la force fournie par lagravité et unressort. L'échantillonneur de surface effectue sept essais deportance, quatre essais de creusement de tranchée et treize essais d'impact.
En raison de l'échec de la mission, l'échantillonneur de surface n'a jamais été déployé.
Surveyor 4 est lancé le à 11 h 53 min 29 s TU depuis l'aire de lancement LC-36A à labase de lancement de Cap Kennedy sur le lanceur Atlas-Centaur (AC-11). L'étage Centaur place la sonde spatiale sur uneorbite d'attente terrestre, puis redémarre plus tard et injecte la sonde spatiale Surveyor 4 sur une trajectoire lunaire.
Après un vol sans faille vers laLune, les signaux radio de lasonde spatiale cessent lors de la phase de descente finale le, environ 2,5 min avant l'atterrissage. Le contact avec le véhicule spatial ne s'est jamais rétabli et la mission est un échec. La cible d'atterrissage d'origine estSinus Medii (Baie du centre) à 0,4° N et 1,33° O.
La mission est réussie jusqu'à ce que toutes les communications soient brusquement perdues deux secondes avant l'arrêt de la rétrofusée à 02 h 03 TU le, deux minutes et demie seulement avant d'atterrir sur la Lune. LaNASA pense que larétrofuséeà propergol solide pourrait avoir explosé, détruisant lasonde lunaire Surveyor 4.
