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Lunar Orbiter

Lunar Orbiter ist der Name von fünf US-amerikanischen Mondsonden, die zwischen 1966 und 1968 als Orbiter den Mond in einer nahen Umlaufbahn umkreisten, um ihn zu vermessen und das Schwerefeld zu analysieren.

Alle 5 Raumsonden - von der NASA ab 10.August 1966 in genauen Abständen von 88-90 Tagen gestartet - waren erfolgreich, nur der 3.Orbiter hatte kleine Ausfälle. Die Fotoaufnahmen und Messdaten waren die Grundlage für einen genauen Mondatlas, der 1968 erstellt wurde und auch die Mondrückseite erfasste.

Inhaltsverzeichnis

Mission

Die Hauptaufgabe der "Lunar Orbiter" war, die Oberfläche des Mondes auf fotografischem Wege genau zu kartieren. Anhand der Bilder sollten dann Landeplätze für die bemannten Mondlandungen der Apollo-Raumflüge ausgewählt werden.

Weiters wurden erste Versuche zur "Selenodäsie" vorgenommen –- der Vermessung des Mondes (griech. Selene) und seines Schwerefeldes. Auch der innere Aufbau des Erdtrabanten und die sogenannten Mascons unter der Mondkruste stellten ein Forschungsthema dar.

Die Lunar-Orbiter-Missionen 1 bis 5 waren die Fortsetzung der Ranger-Erkundungen 1964/65 von 3 Mondregionen (17.000 Aufnahmen von Ranger 7-9, darunter extreme Nahaufnahmen vor dem Aufschlag) und gelangen ohne jeden Fehlschlag. Sie fanden etwa gleichzeitig mit den Surveyor-Missionen 1 bis 7 und deren "sanften Landungen" statt. Erste Raketentests zum Erreichen von Mondumlaufbahnen fanden 1960 durch zwei Pioneer-Sonden und 1964 im Ranger-Programm statt.

Die Sonden wurden mit einer zweistufigen Atlas-Agena-D-Rakete gestartet und schwenkten in eine stark elliptische Umlaufbahn um den Mond ein, deren Periselen (mondnächster Punkt) ca. 200 km über der Oberfläche lag. Gegenüber der lunaren Kreisbahngeschwindigkeit wichen die Bahngeschwindigkeiten um +/- einige Prozent ab.

Für Lunar Orbiter 1 bis 3 wurden Umlaufbahnen mit niedriger Bahnneigung gewählt, die ausschließlich über Gebiete in der Nähe des Äquators führten. Lunar Orbiter 4 und 5 wurden dagegen auf polare Umlaufbahnen gebracht, die eine Kartierung der kompletten Mondoberfläche erlaubten.

Technische Ausrüstung

Die Sonden hatten eine Höhe von 1,68 Metern und eine Breite von 5,65 Metern, gemessen über die ausgebreiteten Antennen. Die Startmasse schwankte je nach Orbiter zwischen 386 kg und 391 kg. Das mehrfach wiederzündbare Bahnkorrekturtriebwerk arbeitete mit Aerozin 50 und Stickstofftetroxid und lieferte einen Schub von etwa 450 N.

Es wurden zwei Kameras, mit einem Weitwinkel- und einem Teleobjektiv verwendet. Aufnahmen wurden jeweils paarweise nebeneinander angefertigt, wobei der Bildauschnitt des Teleobkjektivs immer im Zentrum der Weitwinkelaufnahme lag. Während der Belichtung wurde der Film bewegt, um die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs auszugleichen. Als Film wurde unperforierter 70 mm-Film vom Typ Kodak Special High Definition Aerial Film (SO-368) benutzt, von dem 79 Meter mitgeführt wurden. Dieser Film wurde automatisch durch Kontakt mit einem sogenanntem Kodak-"Bimat"-Film entwickelt und fixiert. Nach Abschluss der fotografischen Aufnahmen konnte der Negativfilm dann vom Ende zum Anfang elektronisch abgetastet und zur Erde gefunkt werden. Dazu scannte ein 0,005 mm messender Lichtstrahl den Film in Querstreifen ("framelets") von 2,68 mm Breite mit 17.000 Zeilen ab. Danach wurde der Film um 2,54 mm weitertransportiert und das nächste framelet gescannt. Der Scan eines kompletten Bildpaares nahm 43 Minuten in Anspruch. Auf der Erde wurden die empfangenen Bildsignale jedes framelets von einer Kathodenstrahlröhre auf 35 mm-Film belichtet, aus dem man durch Aneinanderfügen Repliken der ursprünglichen Aufnahmen anfertigte. Dadurch erklären sich die Streifen, die jede Lunar Orbiter-Fotografie durchziehen.

Verlauf der 5 Missionen

Ergebnisse

Die "Lunar Orbiter"-Sonden kartierten den Mond mit einer Genauigkeit von 60 m. Der daraus entstandene Mondatlas gehört bis heute zum Standard der Mondforschung. Die potentiellen "Apollo"-Landeplätze wurden ganz besonders gut fotografiert, – mit Auflösungen bis zu 2 m. Insbesondere die Schrägansichten mit Teleoptik gehörten zu den beachtetsten Fotos ihrer Zeit. "Lunar Orbiter" war auch das erste US-Sondenprogramm, bei dem es keinen gravierenden Fehlschlag gab.

Im "Nebenprogramm" war auch die Gewinnung präziser Bahndaten zur Analyse des lunaren Gravitationsfeldes erfolgreich. Aus diesen Daten konnte man erstmals sog. "Mascons" nachweisen, – starke Massenkonzentrationen im Untergrund des Mondes.

Ähnlich wurde auch die Tatsache des exzentrischen Mondmittelpunktes – die Ursache seiner "gebundenen Rotation" – aus Bahnstörungen von Mondsatelliten abgeleitet. Mit einigem Erfolg versuchte die NASA ferner eine Art Triangulation um die Mondrückseite. Die Fotos der Raumsonden von der Mondoberfläche wurden verwendet, um ihre Bahnen über der – von der Erde unsichtbaren – Rückseite nach Art eines fotografischen Rückwärtsschnittes zu berechnen. Nicht zuletzt gewann man auch Erfahrung über die Raumflugnavigation in Mondnähe.

Siehe auch:

Literatur und Weblinks