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月球轨道计划

月球轨道计划是美国在1966至1967年间，为了提供阿波罗登月所需要的地图，进行的一系列五艘无人月球轨道任务[1]。这五次任务都获得成功，并且绘制了99%的表面，分辨率达到60米或更高的月面地图。前面的三次任务，以地基观测为基础，和低倾斜轨道飞越，选择了20处有潜力的登陆地点。第四次及第五次任务为了更广泛的科学任务，以高度飞越极区。月球轨道器4号拍摄了整个月球正面与95%的背面；月球轨道器5号拍摄了整个的月球背面，并获得36处预先选定的中等（20米）和高解析（2米）的影像。所有的月球轨道器太空船都是以擎天神-爱琴娜D发射的。

月球轨道器太空船（美国国家航空航天局）。

月球轨道器有一个精巧的影像系统，包含一个双镜头摄影机、底片处理单位、读出扫描器、和一个底片处理机。两个镜头的焦距一个是660毫米，窄视野高解析（HR）镜头，和焦距80毫米，广角中分辨率（MR）镜头，安装在70毫米底片的框架上。两部摄影机的轴线是一致的，因此中解析影像的中心区域就是高解晰影像的区域是一致的。底片在曝光时的移动，以光电感测器来估计，正好足以补偿太空船的速度。底片随即进行处理与扫描，将影像传送回地球。

在月球轨道计划任务期间，第一次拍摄了完整的地球影像，月球轨道器1号拍摄了地球在月球表面升起的地昇景象，月球轨道器5号拍摄了整体的地球图片[2]。

太空船和子系统

 
月球轨道器草图 (NASA)

月球轨道器的主体像是一个截短的锥体，高1.65米，底部直径1.5米。太空船是由由桁架和拱条支撑的三个面板，在底部的装备甲板上安装有电池、转换器、程式设计员、惯性参考单位（IRU）、老人星追踪器、指令解码器、多重编码器、行波管放大器（TWTA）和摄影系统。四个太阳能板被安装延伸到甲板之外，使总跨度达到3.72米。同样也从太空船的基础上向外延展的还有在1.32米臂长上的高增益天线，和2.08米臂长上的低增益天线。在装备甲板上，安置在中层的是速度控制引擎、推进剂、氧化剂和加压舱、太阳感测器和微陨石探测器。第三层甲板包含一个热防护盾，保护太空船免于受到速度控制引擎的烘烤。引擎的喷嘴通过防护盾的中心伸出。安装在顶层甲板的是四个姿态控制推进器。

四个太阳能电池板每个有10,856个太阳能电池，提供375瓦的能量直接供给太空船，也为12AH的镍镉电池充电。电池是在被掩蔽的短时间内，没有太阳能可利用时为太空船提供电力。速度控制引擎是马夸特的推力为100磅（445牛顿）的可自燃火箭引擎，由平衡环支撑著提供主要的推进力。三轴稳定和姿态控制是的四个喷射氮气，推力为1磅（4牛顿）的推进器。导航所需要的资讯由五个碳阳感测器、老人星感测器和内部配置的陀螺仪共同分摊和提供。通讯是透过10瓦的发射机以定向的直径一米的高增益天线传送图像，0.5瓦的发射器以无定向的低增益天线传送其他的讯息。两个天线都使用S-频道的2295MHz。热控制是由多层的镀铝迈拉和达克伦（两者都是聚酯类高分子物）隔热毯包覆在主要的主体、专用涂料、绝缘体和小加热器来维护。

月球轨道计划的结果

月球轨道计划包含五艘月球轨道器，送回了99%月球表面分辨率达到1米的照片（包括月球的正面和背面）。虽然月球轨道器送回了2180张高解析和882张中解析的照片，但微流星体的实验录得 22次的撞击， 显示近月亮的平均微流星体流量比行星际空间大了一个数量级，而仍稍微低于地球附近的环境。辐射实验确认了阿波罗的硬件设计足以保护太空人，免于受到平均或高于平均的太阳粒子事件下短期暴露的伤害。在1967年8月至10月，对三个月球轨道器（2号、3号和5号）成功的即时追踪，被用来评估载人太空飞行网络追踪站和阿波罗轨道确认计划。如果月球轨道者的姿态控制气体不能顺利的喷出，则最终可能危害到之后的阿波罗飞行现行导航或通讯。月球轨道计划由美国国家航空航天局的兰利研究中心管理，总共花费的经费大约二亿美金。

 
月球轨道器的摄影机 (NASA)
  • 月球轨道器1号
    • 发射：1966年8月10日
    • 月球影像：1966年8月18日至29日
    • 任务：调查阿波罗登陆的地点
  • 月球轨道器2号
    • 发射：1966年11月6日
    • 月球影像：1966年11月18日至25日
    • 任务：调查阿波罗登陆的地点
  • 月球轨道器3号
    • 发射：1967年2月5日
    • 月球影像：1967年2月15日至23日
    • 任务：调查阿波罗登陆的地点
  • 月球轨道器4号
    • 发射：19675月4日
    • 月球影像：1967年5月11日至26日
    • 任务：制做月球地图
  • 月球轨道器5号
    • 发射：1967年8月1日
    • 月球影像：1967年8月6日至18日
    • 任务：月球地图和高分辨率勘查

资料的效益

月球轨道器一系列的原始影像在太空船上经过扫描后，以类比资料传送回地球，仍然以影片的形态被记录在磁带上。这些影片资料依照月球轨道器的架构以手工拼接合成。月球轨道器每次曝光的结果都有两张影像：以焦长80毫米的镜头拍摄的中分辨率影像，和以焦长660毫米拍摄的高分辨率影像。由于是大尺寸的，高分辨率的影片被分成3段，或是次结构。从创造的拼接图片打印出大画面（16 X 20英寸），并且制做了十余份的副本横越美国运送至美国国家航空航天局成立的影像和资料图书馆：区域性行星资料机构 （页面存档备份，存于互联网档案馆）。这些输出的影像都有很高的分辨率，并且涵盖了大部分的月球表面，但是有一些地区因为欠缺资料或是重叠到，或是受到过饱和的影响，而形成百叶窗般的条纹，因而妨碍到正常的使用。但无论如何，在许多年中这些图像是研究月球科学的基础。因为它能获得低到中等的太阳高度角，因此月球轨道器的拼接影像在研究月球地型和型态上特别有用。

有些图集和书籍已经刊登出了一些月球轨道器拍摄的影像，最完备的或许是 Bowker and Hughes （页面存档备份，存于互联网档案馆）（1971）；它包含了675张图片，几乎涵盖了全部的月球表面。部分出自这些的资料仍有高度价值，部分是因为这些图集已经绝版，所以正在进行重制的任务，月球和行星研究所 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 要扫描月球轨道器资料打印出的大幅面影像[3]。这些 数字化的月球轨道器月面图影像 （页面存档备份，存于互联网档案馆）[4] 资料将可在线上查阅。

资料傅源和数字化

主条目：月球轨道器图像恢复项目

参考资料

  1. ^ Bowker, David E. and J. Kenrick Hughes, Lunar Orbiter Photographic Atlas of the Moon [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）, NASA SP-206 (1971).
  2. ^ Whole Earth. Lunar Orbiter V. NASA: 352. August 8, 1967 [2008-12-24]. Clearly visible on the left side of the globe is the eastern half of Africa and the entire Arabian peninsula. 
  3. ^ Jeffrey J. Gillis, Paul D. Spudis, Mary Ann Hager, Mary Noel, Debra Rueb, and James Cohen, Digitized Lunar Orbiter IV Images: A Preliminary Step to Recording the Global Set of Lunar Oribter Images in Bowker & Hughes （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Lunar and Planetary Science XXX, Abstract #1770(1999)
  4. ^ Jeffrey J. Gillis, Debra Rueb, James Cohen, and Mary Ann Hager, The Lunar Orbiter Photographic Atlas Digital Archive （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Lunar and Planetary Science XXXI, Abstract #1815 (2000)

外部链接

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