En kapplöpning mot rymden – Surveyor tog USA till månens yta

Den 30 maj 1966 lyfte en Atlas-Centaurraket från ramp 36A på Cape Kennedy på Floridas atlantkust. Innanför noskonen satt den första av totalt sju Surveyor-sonder som skulle komma att skjutas upp mellan 1966 och 1968, som ett led i utvecklingen inför Nasas kommande bemannade månlandningar.

Efter att Sovjetunionen och USA 1957–1958 fått upp sina första respektive satelliter Sputnik och Explorer i bana runt jorden, riktades intresset alltmer mot andra planeter i det inre solsystemet, som Mars och Venus. Månen sågs delvis som ett övningsobjekt på vägen. 

Det ändrades dock snabbt när Sovjetunionen i september 1959 prickade månen med sonden Luna-2, och sedan även blev först med att fotografera dess baksida med Luna-3. Att först lyckas landa på månen fick nu hög prioritet.

Som ett svar på detta inleddes i USA bland annat Surveyor-programmet, där syftet var att lyckas ”utföra mjuklandningar på månen med en automatiserad rymdfarkost kapabel att skicka vetenskapliga och tekniska mätresultat från månens yta”. Det startades 1960 under Nasas Jet Propulsion Laboratory (JPL), och året efter valdes Hughes Aircraft Company som leverantör.

Kennedys tal gav mer teknisk inriktning

Inledningsvis var programmet tänkt att ha en i första hand vetenskaplig inriktning, med en mängd alternativa instrument för utforskning av månen. Efter president John F Kennedys tal i september 1962, där han satte målet att landsätta en människa på månen före decenniets slut, kom de i stället att få en mer teknisk inriktning, och utgöra ett steg i utvecklingen av Apollo-programmets bemannade månlandare. 

Ett av frågetecknen under utvecklingen av Apollo-landaren var till exempel markbeskaffenheten på månen. Skulle landarens fötter bära, eller bara sjunka ned i mjöl? Forskarnas åsikter gick isär, men Surveyor-sonderna skulle förhoppningsvis ge svaret på frågorna.

Förutom att utforska tänkta kommande landningsplatser för bemannade månlandare skulle sonderna även prova ut landningstekniken. Det var med Surveyor den så kallade ”gravity turn” utvecklades. Det är den mest bränsleeffektiva tekniken, och innebar i korthet att när farkosten drogs alltmer vertikalt mot marken av gravitationen, så vred den sig samtidigt så att bromskraften hela tiden verkade i rörelseriktningen. Liknande teknik användes sedan av Apollos bemannade månlandare.

LÄS MER

Premium

Premium

Satellitboomen – så klev Sverige in i rymdåldern

På cirka fyra meters höjd stängdes motorerna av, och farkosten fick falla fritt den sista biten. Med bara en sjättedel av jordens gravitation blev det inte värre än om du själv skulle hoppa från köksbordet, här på jorden. Landningssekvensen beskrivs i illustrationen ovan.

Komplexa funktioner trots primitivt yttre

Surveyorsonden var, sitt måhända primitiva yttre till trots, mycket kapabel. Komplexa funktioner, som till exempel gravity turn, hade förenklats till något som kunde hanteras ombord. Banjusteringar beräknades på jorden, och skickades upp i förväg för att sedan utföras autonomt vid ett givet tillfälle.

För själva landningen, och även till kurskorrigeringar under färden, använde sig Surveyor av tre reglerbara raketmotorer. Små kvävgasmunstycken (dysor) användes däremellan till att vrida den i olika riktningar. 

Med hjälp av sol- och stjärnsensorer samt gyron kunde den då ha koll på orienteringen, och dels fås att peka i rätt riktning inför kurskorrigeringarna, dels hålla sin solpanel och vitmålade ovansida stadigt pekande mot solen resten av tiden. Till den stora uppbromsningen före själva landningen användes en stor, klotformad motor med fast bränsle.

Tålig teknisk utrustning

För att elektroniken skulle överleva på månens yta under den långa och mycket kalla mån-natten var de viktigare enheterna placerade i två välisolerade lådor. På så sätt räckte det med att ha några få enheter igång så att inget gick sönder. Detta var batterierna dimensionerade för. 

För att kunna stråla bort värme på dagen var de även försedda med termostater. Några av sonderna klarade på så sätt att överleva flera nätter på månen. En natt på månen varar runt 14 dygn på jorden.

Några av sonderna var försedda med grävskopa för att kunna undersöka marken och avgöra dess fasthet, och små magneter på skopan avslöjade om den även innehöll järn. Några hade ett instrument där den radioaktiva isotopen Curium-242 bestrålade marken, och genom att mäta energin hos reflekterade alfa-partiklar och protoner kunde förekomsten av vissa grundämnen bestämmas.

Samtliga sonder hade en videokamera med zoomobjektiv och vridbar spegel, och redan en halvtimme efter landning kunde Surveyor 1 skicka en bild som tydligt visade att man inte sjunkit ned i ytan. Alla tre benen var dessutom försedda med lastgivare, med vars hjälp man kunde räkna ut hur högt tryck marken tålde, och därmed kunna bära även en bemannad månlandare.

Första testet i att lyfta från månytan

Några timmar efter landning, när man ställt in både solpanelen och riktantennen, kunde man skicka bilder med högre upplösning. Kameran hade även olika färgfilter, med vars hjälp färgbilder kunde återskapas på jorden.

När Apollo 12 landade i närheten av Surveyor 3 klippte astronauterna Charles ”Pete” Conrad och Alan L Bean loss bland annat just kameran, för att den skulle kunna undersökas på jorden efter två och ett halvt år på månen.

Förutom att Surveyorprogrammet ledde till USA:s första mjuka månlandning, testades även att lyfta från månytan. Under ett par sekunder lyfte Surveyor 6 3–4 meter och landade igen 2,5 meter bort. Det gjordes bland annat för att efteråt kunna se hur mycket erosion motorerna orsakade på marken.

Av alla sju sonderna var det bara två som inte lyckades landa på månen.

LÄS ÄVEN

Ingenjören som räddade Apollo 13-astronauterna

Orymligt?! ”Jorden är platt” och fyra andra konspirationsteorier om rymden

Premium

Premium

ISS: Samarbetet som gav rymdens högteknologiska lapptäcke

Premium

Premium

Cern – 50 år av jättekollisioner