Gigantes de la exploración espacial: Lunar Orbiter

Las sondas de impacto del programa americano Ranger (es decir, las tres últimas) cumplieron su misión de fotografiar sus lugares de impacto antes de estrellarse en la Luna, mostrando una gran cantidad de pequeños cráteres y multitud de rocas. El alunizaje de Luna 9 y del programa Surveyor demostraron que las sondas de superficie no se hundirían en el regolito lunar. Todos estos proyectos mostraron que el alunizaje era posible, y si a los mandos de las cápsulas de descenso había pilotos expertos (y los cuerpos de astronautas y cosmonautas estaban plagados de ellos) era posible evitar las zonas más peligrosas. Pero faltaba un detalle: caracterizar la Luna, para tener un mapa lo más exacto posible, no solo para elegir los mejores lugares para alunizar, sino también los más seguros. Con estos objetivos nació el programa Lunar Orbiter de la NASA.

Para cumplir esta misión, se fabricaron 5 sondas, que funcionaron en órbita lunar entre 1966 y 1968. El diseño era idéntico en las cinco, con una forma como de cono, en cuyo interior estaban casi todos sus sistemas. Con un diámetro mayor de 1'5 metros, y 1'65 de altura, eran unas sondas menudas, pero potentes. Equipaban dos antenas, una de alta ganancia con una antena de 1 metro de diámetro (antena principal para comunicación inmediata), y otra de baja ganancia omnidireccional (secundaria, para emergencias), detectores de impactos de micrometeoritos, detectores de radiación, medidores para estudiar la gravedad selenita, y por supuesto, lo principal era su sistema de imágenes. Este sistema, fabricado por la empresa Eastman Kodak, estaba compuesto de dos modos de actuación. Para el sistema de imágenes de campo ancho utilizaba una lente f/2.8 de 80 mm., mientras que para las imágenes cercanas en alta resolución equipaba una lente f/5.6 de 610 mm. panorámico. También llevaba una película resistente al ambiente espacial y sistemas de escáner para digitalizar las imágenes y así enviarlas a Tierra, de una forma similar a la de la Luna 3. Para proporcionar energía, estaba dotada de cuatro paneles solares, dándole una envergadura de 3'72 metros.

Lunar Orbiter 1 fue lanzado desde Cabo Cañaveral el 10 de agosto de 1966, llegando a la órbita lunar en 92 horas. Durante su travesía tuvo un par de problemas: el primero fue que uno de los sensores estelares, usados para orientarse, fallo, problema solucionado cuando apuntaron a la Luna como nueva referencia de navegación, y el segundo fue un sobrecalentamiento de la sonda, que se mitigó cuando fue inclinada 36º para evitar que la luz solar de diera de pleno. La sonda solo tomó imágenes desde el 18 y el 29 de agosto, consiguiendo 42 imágenes en alta resolución y 187 de media resolución, cubriendo el 75% del territorio lunar. No se detectaron impactos de micrometeoritos. Finalmente su misión concluyó el 29 de octubre, antes de lo previsto, debido al consumo excesivo de combustible. Se esperaba que funcionara durante un año. Eso si, fue la primera en observar la Tierra desde la Luna.

Lunar Orbiter 2 fue elevada el 6 de noviembre de 1966, alcanzando la Luna tras 92 horas de viaje. Su período fotográfico duró entre el 18 y el 25 de noviembre, tomando 609 imágenes de alta resolución (algunas con resoluciones menores a un metro) y 208 de media resolución, para después estudiar la gravedad lunar. Registró tres impactos de micrometeoritos. Concluyó su misión estrellándose en la Luna el 11 de octubre de 1967.

Lunar Orbiter 3 fue enviado a la Luna el 5 de febrero de 1967, llegando a la órbita selenita en el tiempo de costumbre. Su período de toma de imágenes duró entre el 15 y el 23 de febrero, obteniendo 477 imágenes en alta resolución y 149 de media resolución. Durante este tiempo el sistema que movía el carrete generó bastantes problemas, provocando que las imágenes fueran escaneadas antes, para ser enviadas a la Tierra lo más pronto posible. Finalmente el sistema de avance de la película se quemó, y se perdieron el 25% de todas las imágenes tomadas. Aún así, se consiguió fotografiar el lugar de alunizaje de Surveyor 1, identificando sin lugar a dudas la sonda. Tras cumplir sus restantes tareas impactó en la Luna, concluyendo su misión el 9 de octubre de 1967.

Lunar Orbiter 4 fue lanzada el 4 de mayo de 1967, y sufrió más problemas que su antecesora. Iba a ser dedicada a fotografiar generalmente la Luna para caracterizar las zonas lunares para avanzar en el estudio científico de la superficie selenita. Lo que ocurrió fue que el mecanismo que abría y cerraba la tapa que cubría el sistema fotográfico no funcionaba correctamente, y tomaron la decisión de dejar la tapa abierta, y con el sistema de control de actitud evitar que entrara luz por las lentes y así evitar que se arruinara la película, aunque dos días después de tomar esta decisión se observó que una mínima cantidad de luz había entrado y parte de la película se había dañado. Se probó usar de nuevo la tapa, que se mantuvo medio cerrada. Además, las lentes se empañaron, debido a los cambios de temperatura y a la condensación, cosa que se eliminó cambiando la posición de la sonda. También hubo problemas con la lectura de las imágenes, cuyo sistema funcionaba cuando quería. A pesar de todo, en un período entre el 11 y el 20 de mayo (estaba previsto fotografiar hasta el 26) se tomaron 419 imágenes de alta resolución y 127 de media resolución, llegando todas a Tierra perfectamente caracterizando un 99% de la cara visible de Selene. Su órbita fue modificada para tomar otros datos, y finalizó su misión el 31 de octubre de 1967.

Finalmente Lunar Orbiter 5 fue elevada el 1 de agosto de 1967, alcanzando la órbita selenita en el plazo de costumbre. El tiempo de toma de fotografías duró entre el 6 y el 18 de agosto, tomando 633 imágenes en alta resolución y 211 de media resolución. No sufrió mayores problemas, y tras acabar de tomar sus imágenes continuó la labor con el resto de instrumentos de a bordo, acabando su misión el 31 de enero de 1968.

Las Lunar Orbiter son, quizás, las que más nos han proporcionado sobre conocimientos lunares. Gracias a todas sus imágenes fuimos capaces de haber fotografiado el 99% de la superficie de nuestro satélite, realizar mediciones sobre la gravedad lunar, se descubrieron los Mascones (zonas de la Luna en la que hay una mayor densidad de masa en la superficie que en el resto de zonas, lo que provoca un aumento de gravedad), etc. Puede que comparado con la tecnología actual se puedan conseguir resultados más precisos, pero este programa nos mostró una Luna más compleja de lo que nosotros suponíamos.

A modo de curiosidad, existe actualmente un proyecto consistente en redigitalizar todas las imágenes tomadas por los Lunar Orbiter para así mejorarlas en calidad, en cuya página se pueden (creo) comprobar el resultado, además de ver imágenes de la Luna tomadas por otras sondas lunares.