home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V17 / V17NO015.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-08-13  |  47KB  |  834 lines

  1. Space Digest                Thu, 12 Aug 93       Volume 17 : Issue 015
  2.  
  3. Today's Topics:
  4. Electronic Journal of the ASA (EJASA) - August 1993 * FOURTH YEAR! [Part 1]
  5.  
  6.         Welcome to the Space Digest!!  Please send your messages to
  7.         "space@isu.isunet.edu", and (un)subscription requests of the form
  8.         "Subscribe Space <your name>" to one of these addresses: listserv@uga
  9.         (BITNET), rice::boyle (SPAN/NSInet), utadnx::utspan::rice::boyle
  10.         (THENET), or space-REQUEST@isu.isunet.edu (Internet).
  11. ----------------------------------------------------------------------
  12.  
  13. Date: Wed, 11 Aug 1993 19:04:44 GMT
  14. From: Larry Klaes <klaes@verga.enet.dec.com>
  15. Subject: Electronic Journal of the ASA (EJASA) - August 1993 * FOURTH YEAR! [Part 1]
  16. Newsgroups: sci.astro,sci.space,sci.misc,sci.geo.geology,sci.environment,talk.environment,talk.politics.space,alt.sci.planetary
  17.  
  18.                            THE ELECTRONIC JOURNAL OF
  19.                    THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF THE ATLANTIC
  20.  
  21.                        Volume 5, Number 1 - August 1993
  22.  
  23.                          ###########################
  24.  
  25.                               TABLE OF CONTENTS
  26.  
  27.                          ###########################
  28.  
  29.           * ASA Membership and Article Submission Information
  30.  
  31.           * The Great Moon Race: The Tide Turns - Andrew J. LePage
  32.  
  33.           * The Concept of "Billboards in Space" - Earl W. Phillips
  34.  
  35.                          ###########################
  36.  
  37.                          ASA MEMBERSHIP INFORMATION
  38.  
  39.         The Electronic Journal of the Astronomical Society of the Atlantic
  40.     (EJASA) is published monthly by the Astronomical Society of the
  41.     Atlantic, Incorporated.  The ASA is a non-profit organization dedicated
  42.     to the advancement of amateur and professional astronomy and space
  43.     exploration, as well as the social and educational needs of its members.
  44.  
  45.         ASA membership application is open to all with an interest in
  46.     astronomy and space exploration.  Members receive the Journal of the
  47.     ASA (the JASA is a hardcopy sent through United States Mail and is not
  48.     a duplicate of this Electronic Journal) and the Astronomical League's
  49.     REFLECTOR magazine.  Members may also purchase discount subscriptions
  50.     to ASTRONOMY and SKY & TELESCOPE magazines.
  51.  
  52.         For information on membership, you may contact the Society at any
  53.     of the following addresses:
  54.  
  55.         Astronomical Society of the Atlantic (ASA)
  56.         P. O. Box 15038
  57.         Atlanta, Georgia  30333-9998
  58.         U.S.A.
  59.  
  60.         asa@chara.gsu.edu
  61.  
  62.         ASA BBS: (404) 321-5904, 300/1200/2400 Baud
  63.  
  64.         or telephone the Society Recording at (404) 264-0451 to leave your
  65.     address and/or receive the latest Society news.
  66.  
  67.         ASA Officers and Council -
  68.  
  69.         President - Eric Greene
  70.         Vice President - Jeff Elledge
  71.         Secretary - Ingrid Siegert-Tanghe
  72.         Treasurer - Mike Burkhead
  73.         Directors - Becky Long, Tano Scigliano, Bob Vickers
  74.         Council - Bill Bagnuolo, Michele Bagnuolo, Don Barry, Bill Black,
  75.                   Mike Burkhead, Jeff Elledge, Frank Guyton, Larry Klaes,
  76.                   Ken Poshedly, Jim Rouse, Tano Scigliano, John Stauter,
  77.                   Wess Stuckey, Harry Taylor, Gary Thompson, Cindy Weaver,
  78.                   Bob Vickers
  79.  
  80.  
  81.                              ARTICLE SUBMISSIONS
  82.  
  83.         Article submissions to the EJASA on astronomy and space exploration
  84.     are most welcome.  Please send your on-line articles in ASCII format to
  85.     Larry Klaes, EJASA Editor, at the following net addresses or the above
  86.     Society addresses:
  87.  
  88.         klaes@verga.enet.dec.com
  89.         or - ...!decwrl!verga.enet.dec.com!klaes
  90.         or - klaes%verga.dec@decwrl.enet.dec.com
  91.         or - klaes%verga.enet.dec.com@uunet.uu.net
  92.  
  93.         You may also use the above addresses for EJASA back issue requests,
  94.     letters to the editor, and ASA membership information.
  95.  
  96.         When sending your article submissions, please be certain to include
  97.     either a network or regular mail address where you can be reached, a
  98.     telephone number, and a brief biographical sketch.
  99.  
  100.         Back issues of the EJASA are also available from the ASA anonymous
  101.     FTP site at chara.gsu.edu (131.96.5.29).  Directory: /ejasa
  102.  
  103.                                 DISCLAIMER
  104.  
  105.         Submissions are welcome for consideration.  Articles submitted,
  106.     unless otherwise stated, become the property of the Astronomical
  107.     Society of the Atlantic, Incorporated.  Though the articles will not
  108.     be used for profit, they are subject to editing, abridgment, and other
  109.     changes.  Copying or reprinting of the EJASA, in part or in whole, is
  110.     encouraged, provided clear attribution is made to the Astronomical
  111.     Society of the Atlantic, the Electronic Journal, and the author(s).
  112.     Opinions expressed in the EJASA are those of the authors' and not
  113.     necessarily those of the ASA.  No responsibility is assumed by the
  114.     ASA or the EJASA for any injury and/or damage to persons or property
  115.     as a matter of products liability, negligence or otherwise, or from
  116.     any use of operation of any methods, products, instructions, or ideas
  117.     contained in the material herein.  This Journal is Copyright (c) 1993
  118.     by the Astronomical Society of the Atlantic, Incorporated.
  119.  
  120.  
  121.                        THE GREAT MOON RACE: THE TIDE TURNS
  122.  
  123.                       Copyright (c) 1993 by Andrew J. LePage
  124.  
  125.         The author gives permission to any group or individual wishing
  126.         to distribute this article, so long as proper credit is given
  127.         and the article is reproduced in its entirety.
  128.  
  129.         By the late spring of 1966, the United States was ready to launch
  130.     its second lunar lander series, named SURVEYOR.  The ATLAS-CENTAUR
  131.     rocket, despite its development problems, was deemed ready to hurl
  132.     the new spacecraft to the Moon via a direct ascent trajectory.  Even
  133.     though the Soviets had beaten the Americans to the lunar surface with
  134.     LUNA 9, it was hoped that SURVEYOR would ultimately surpass its Soviet
  135.     competitor.
  136.  
  137.         In private, the people involved with the SURVEYOR project hoped
  138.     that it would just succeed at retrorocket ignition.  While much
  139.     testing had been done, certain aspects of the mission - such as how
  140.     the lander would handle during retro fire and how the lander's radar
  141.     would interact with the lunar surface - could only be determined by
  142.     an actual flight.  The chances for success on the first mission were
  143.     considered low.
  144.  
  145.         America's Fourth Lunar Landing Attempt
  146.  
  147.         On May 30, 1966, ATLAS-CENTAUR 10 lifted off from Launch Pad 36A
  148.     at Cape Kennedy (now Cape Canaveral) and placed the 2,194-pound
  149.     (996-kilogram) SURVEYOR 1 on a direct ascent trajectory to the Moon.
  150.     A landing site in Oceanus Procellarum was chosen to allow SURVEYOR 1
  151.     to make the easiest approach to the Moon:  Virtually straight down.
  152.     Sixteen hours after launch the spacecraft performed a 21-second course
  153.     correction burn using its three vernier engines to correct the 250-mile
  154.     (400-kilometer) aiming error.  Except for indications that one of the
  155.     two low-gain antennae (LGA) had not fully deployed, all was proceeding
  156.     as planned.  The lander was expected to touch down after a flight of
  157.     63.6 hours.
  158.  
  159.         On June 2, SURVEYOR 1 obediently aligned its retrorocket along the
  160.     flight path.  At an altitude of 59.35 miles (95.49 kilometers), the
  161.     marking radar mounted in the retrorocket nozzle locked onto the return
  162.     signal from the lunar surface.  Seven seconds later, the retrorocket
  163.     ignited at a height of 46.75 miles (75.22 kilometers) as the lander
  164.     reached a speed of 5,840 miles per hour (2,610 meters per second).
  165.     After its 42-second burn, the speed was cut to 250 miles per hour
  166.     (110 meters per second) and the verniers were throttled up to full
  167.     thrust.  Ten seconds later the empty retrorocket was discarded.
  168.  
  169.         By the time the altitude was cut to fourteen feet (4.3 meters),
  170.     the robot's speed had fallen to three miles per hour (1.4 meters per
  171.     second).  The verniers were then shut down, allowing the lander to
  172.     touch down at a speed of seven miles per hour (three meters per
  173.     second).  After a one-second, 2.6-inch (6.5-centimeter) high bounce,
  174.     SURVEYOR 1 finally came to rest at 2.45 degrees south latitude, 43.22
  175.     degrees west longitude near the crater Flamsteed.  SURVEYOR 1 had
  176.     succeeded on the first try and landed only 8.7 miles (14 kilometers)
  177.     off target!
  178.  
  179.         After returning 36 minutes of engineering data to check on the
  180.     lander's condition (which indicated that the previously stuck low-gain
  181.     antenna snapped into place as a result of the landing impact), SURVEYOR
  182.     1 returned its first 200-line television image.  This picture and the
  183.     10,731 others taken that first lunar day revealed that SURVEYOR 1 had
  184.     landed on the inside of a 60-mile (100-kilometer) wide "ghost" crater
  185.     that had been filled with molten rock eons ago.  The landing site was
  186.     littered with such boulders ranging up to one yard (one meter) across
  187.     and craters of various sizes and states of preservation.  The pictures
  188.     and the engineering data from the landing indicated that the footpads
  189.     had sunk only one inch (2.5 centimeters) into the granular lunar soil.
  190.     The surface was more than firm enough to hold the weight of a manned
  191.     lander and its human occupants.
  192.  
  193.         As the Sun sank below the lunar horizon on June 14, SURVEYOR 1 was
  194.     put into hibernation in hope that the probe would survive the minus 255
  195.     degree Fahrenheit (-160 degree Celsius), fourteen terran day-long lunar
  196.     night.  Although initial attempts at contact on June 28 failed, the
  197.     lander responded to commands on July 6, returning another 618 images
  198.     during its second lunar day of operations.  On July 13, the battery
  199.     voltage dropped dramatically as the Sun set once again.
  200.  
  201.         While intermittent contact was maintained with the spacecraft
  202.     until January 7, 1967, the mission was effectively over at the end of
  203.     the second lunar day due to the worsening condition of the battery.
  204.     All together, SURVEYOR 1 responded to 297 commands enroute to the
  205.     Moon, 134,216 commands during its 219 terran days on the lunar surface,
  206.     and returned 11,150 useful television images.  The first SURVEYOR was
  207.     an outstanding success.  The tide had finally turned for the American
  208.     lunar program.
  209.  
  210.         LUNAR ORBITER
  211.  
  212.         At the same time SURVEYOR 1 was performing its duties on the lunar
  213.     surface, the first LUNAR ORBITER (LO) spacecraft was being prepared
  214.     for launch on its ATLAS-AGENA D rocket.  LUNAR ORBITER was designed
  215.     for a single task:  Orbit the Moon and take high-resolution images of
  216.     the lunar surface in order to identify potential APOLLO landing sites.
  217.     The 850-pound (385-kilogram) spacecraft was designed around an 147-
  218.     pound (67-kilogram) photographic system built by Eastman-Kodak.
  219.  
  220.         This system, based on Kodak's previously classified Department of
  221.     Defense (DoD) work, was housed in an ellipsoidal aluminum alloy shell
  222.     pressurized with dry nitrogen at 1.7 pounds per square inch (120 mil-
  223.     libars).  Viewing through a quartz window in the side of the shell
  224.     were a wide-angle three-inch (eighty-millimeter) focal length, f/4.5
  225.     lens and a 24-inch (610-millimeter) focal length, f/5.6 narrow angle
  226.     lens.  These lenses simultaneously produced a pair of images on seventy-
  227.     millimeter Kodak SO-243 high-contrast, fine grain aerial mapping film
  228.     using exposures of 1/25th, 1/50th, or 1/100th of a second.
  229.  
  230.         Some 260 feet (79 meters) of film were carried aboard LO, allowing
  231.     as many as 212 image pairs to be taken.  The 610-millimeter lens was
  232.     also used by an electro-optic velocity/height sensor that slowly slewed
  233.     the cameras during an exposure to compensate for the motion of the
  234.     spacecraft as it orbited the Moon.  During its fifteen to thirty day-
  235.     long photography mission in a 29 by 1,150-mile (47 by 1,850-kilometer)
  236.     mapping orbit, the best resolution for the narrow and wide-angle images
  237.     was expected to be one and eight yards (one and eight meters), respec-
  238.     tively.
  239.  
  240.         This film was developed as the photographs were taken using Bimat
  241.     Transfer Film, which employed spools of a webbing impregnated with the
  242.     appropriate developing and fixing chemicals.  Since the photographs
  243.     could be taken faster than they could be processed, a set of takeup
  244.     reels were included, allowing up to 21 image pairs to be stored.  Once
  245.     all the images were taken and the film was developed, the negatives
  246.     were scanned by a 0.2 millimeter (5 micron) wide beam of high intensity
  247.     light at a resolution equivalent of 7,300 lines per inch (287 lines per
  248.     millimeter).
  249.  
  250.         A photomultiplier tube detected the light beam, whose intensity
  251.     was modulated by the film's density, and the appropriate electronics
  252.     converted this signal into a form to be transmitted back to Earth.
  253.     Each image pair could be transmitted in 43 minutes when both the Earth
  254.     tracking station and the Sun were visible.  The scanned photographs
  255.     were the equivalent of a 8,360 by 9,880 pixel image for the wide-angle
  256.     and a 8,360 by 33,288 pixels for the narrow-angle views.  One of the
  257.     primary reasons for choosing this photographic system over a scanned
  258.     vidicon camera with magnetic tape storage was because of the incre-
  259.     dible resolution and enormous data storage capabilities this technique
  260.     offered, even by present standards.
  261.  
  262.         This photographic system was mounted on the spacecraft's 4.6-foot
  263.     (1.4-meter) diameter equipment deck at the base of the 6.6-foot (2.0-
  264.     meter) tall, roughly conical-shaped spacecraft.  Also mounted on this
  265.     deck were a Canopus star sensor, five Sun sensors, and an inertial
  266.     reference unit all used to determine LUNAR ORBITER's attitude to an
  267.     accuracy of 0.2 degrees.  A flight programmer possessed a 128-word
  268.     memory that was able to control spacecraft activities for sixteen
  269.     hours worth of photography.  Under the control of this unit, the
  270.     photographic system could be programmed to take groups of four, eight,
  271.     or sixteen photographs of selected sites per orbital pass.
  272.  
  273.         Data were returned via a boom-mounted, three-foot (92-centimeter)
  274.     diameter high-gain dish antenna.  A ten-watt transmitter would use
  275.     this to transmit the images back to Earth.  A low-gain antenna,
  276.     dedicated to a one-half watt transmitter, was also mounted on the
  277.     equipment deck opposite the high-gain antenna.  It was used to return
  278.     telemetry.  Four solar panels, spanning a total of seventeen feet (5.2
  279.     meters), were also mounted here to provide the orbiter with 375 watts
  280.     of electricity.  When the spacecraft was in shadow, power was provided
  281.     by nickel-cadmium batteries.
  282.  
  283.         Mounted on an open truss frame above the equipment deck was the
  284.     upper structural module.  This unit housed the velocity control engine
  285.     used to place LUNAR ORBITER in orbit as well as trim that orbit once
  286.     there.  This engine, based on the APOLLO attitude control thruster,
  287.     produced 100 pounds (445 newtons) of thrust using the hypergolic
  288.     propellants hydrazine and nitrogen tetraoxide.  These propellants were
  289.     stored in tanks also located in the upper structural module.  Eight
  290.     nitrogen gas jets mounted at the top of the spacecraft provided
  291.     attitude control.
  292.  
  293.         For thermal control, the entire spacecraft was shrouded in a
  294.     blanket of aluminized mylar.  The underside of the equipment deck,
  295.     which would normally face the Sun, was covered with a white thermal
  296.     paint.  These measures were expected to maintain the orbiter's
  297.     temperatures between 36 and 84 degrees Fahrenheit (2 and 29 degrees
  298.     Celsius).
  299.  
  300.         The only other instruments carried by LUNAR ORBITER were a ring of
  301.     twenty pressurized meteoroid detectors and a pair of dosimeters to
  302.     assess any radiation hazards to manned spacecraft in the near-lunar
  303.     environment.  By monitoring the orbital changes of the spacecraft, the
  304.     mass distribution of the Moon could also be mapped.  This knowledge
  305.     would be essential for the pinpoint accuracy needed for the APOLLO
  306.     landing missions.  While the photographic portion of the mission was
  307.     expected to last no more than one month, these other investigations
  308.     would employ the spacecraft for up to one year.
  309.  
  310.         America's Seventh Lunar Orbiter Attempt
  311.  
  312.         America's seventh attempt to send a spacecraft into lunar orbit
  313.     did not involve LUNAR ORBITER whatsoever.  That distinction falls to
  314.     a little-known spacecraft built and operated by NASA's Goddard Space
  315.     Flight Center (GSFC) called EXPLORER 33.  This spacecraft was the
  316.     fourth in their Interplanetary Monitoring Platform (IMP) series.
  317.     Starting with the launch of EXPLORER 18 on November 26, 1963, this
  318.     program's goal was to place satellites, loaded with particle and
  319.     fields instrumentation, into highly eccentric orbits in order to
  320.     study the planet Earth's magnetosphere and its interaction with the
  321.     Sun-dominated interplanetary environment.
  322.  
  323.         EXPLORER 33 was to be the first "Anchored" IMP.  The anchor was to
  324.     be the Moon.  From this vantage point, EXPLORER 33 could continuously
  325.     monitor the radiation and magnetic field environment from lunar dis-
  326.     tances, unlike the previous IMPs which would periodically swing back
  327.     towards Earth in their elongated geocentric orbits.  A secondary
  328.     objective for this Anchored IMP was to study the Moon's effect on
  329.     this environment as well as the lunar gravitational field.
  330.  
  331.         The 205.7-pound (93.4-kilogram) spacecraft consisted of an eight-
  332.     inch (twenty-centimeter) tall octagonal bus 28 inches (71 centimeters)
  333.     across.  It was topped by an 81-pound (37-kilogram) solid propellant
  334.     retrorocket that would produce 916 pounds (4,080 newtons) of thrust for
  335.     20 to 22 seconds.  Mounted on the bus were four solar panels producing
  336.     43 watts of electrical power and a pair of six-foot (1.8-meter) long
  337.     magnetometer booms.  A seven-watt transmitter inside the bus made use
  338.     of four external whip antennae for communications.  Also mounted inside
  339.     were six particle and fields experiments and a data processor.
  340.  
  341.         The probe spun at twenty revolutions per minute for attitude
  342.     control but had no provisions for mid-course corrections.  Instead,
  343.     EXPLORER 33 would rely on the accuracy of its DELTA E - also known as
  344.     the DSV-3E1 or THRUST AUGMENTED DELTA - launch vehicle to place it on
  345.     the correct trajectory to enter a 810 by 4,000-mile (1,300 by 6,400-
  346.     kilometer) lunar orbit inclined 175 degrees to the equator and having
  347.     a period of about ten hours.
  348.  
  349.         The DELTA E was the latest in NASA's ever-improving DELTA launch
  350.     vehicle family that was originally based on the infamous THOR-ABLE
  351.     booster that had failed so miserably in launching the early PIONEER
  352.     lunar orbiters.  Unlike its highly unreliable ancestor, the DELTA had
  353.     proven to be NASA's most reliable rocket, with 35 successful launches
  354.     in 38 attempts since its first flight on May 13, 1960.
  355.  
  356.         The DSV-3E1 DELTA variant was vastly different from the THOR-
  357.     ABLE.  The engines in the enlarged first and second stages were up to
  358.     seventeen percent more powerful and much more reliable and efficient
  359.     than before.  The more powerful Hercules X-258 solid rocket motor
  360.     replaced the old ABL X-248 motor used previously in the third stage.
  361.     Most importantly, three Thiokol built Castor 1 solid rocket boosters
  362.     were strapped to the side of the first stage, giving the DELTA E a
  363.     total liftoff thrust of 331,850 pounds (1,477 kilonewtons).  Not as
  364.     evident as these exterior changes, inside the launch vehicle was
  365.     equipped with totally new guidance and control systems.
  366.  
  367.         Despite all the upgrades and significant increase in reliability,
  368.     it was recognized from the start that there was a fairly good chance
  369.     that EXPLORER's launch vehicle could place the probe on a trajectory
  370.     that could be off by just enough so that, without a mid-course
  371.     correction capability, EXPLORER could not enter lunar orbit.
  372.  
  373.         On July 1, 1966, EXPLORER 33 lifted off from Pad 17A at Cape
  374.     Kennedy.  As luck would have it, the DELTA's second and third stages
  375.     worked slightly better than designed and imparted an excess velocity
  376.     of 47.7 miles per hour (21.3 meters per second) to EXPLORER 33,
  377.     resulting in a 9,880 by 270,560-mile (15,897 by 435,330-kilometer)
  378.     geocentric orbit.
  379.  
  380.         Although the second and third stages worked well within specifica-
  381.     tions, this excess velocity was just enough so that EXPLORER 33 could
  382.     not enter lunar orbit.  Instead, ground controllers fired the tiny
  383.     EXPLORER's rocket motor to place the IMP into a 18,987 by 279,163-
  384.     mile (30,550 by 449,174-kilometer) Earth orbit where EXPLORER 33 would
  385.     conduct an alternate mission similar to previous IMPs.  Another attempt
  386.     to launch an Anchored IMP was scheduled for one year later.
  387.  
  388.         America's First Lunar Orbiter
  389.  
  390.         America's eighth attempt to send a probe to orbit the Moon, LUNAR
  391.     ORBITER 1, was finally launched on August 19, 1966 from Pad 13 on Cape
  392.     Kennedy using an ATLAS-AGENA D booster.  The primary objective of this
  393.     flight was to photograph nine potential APOLLO landing sites and seven
  394.     secondary sites.  Efforts would also be made to locate the SURVEYOR 1
  395.     lunar lander then completing its third lunar day on the surface.
  396.  
  397.         After coasting in its 100-mile (160-kilometer) high Earth parking
  398.     orbit for 28 minutes, the Bell 8096 engine of the AGENA D came to life
  399.     again for a ten-minute burn that would send LUNAR ORBITER towards the
  400.     Moon.  After the spacecraft separated from its escape stage, LO unfolded
  401.     its solar panels and antennae and proceeded to find its celestial at-
  402.     titude references.  While the Sun was located without trouble, the
  403.     Canopus star sensor failed to lock onto its target to provide the
  404.     spacecraft with its needed roll reference.  Apparently stray sunlight
  405.     was being reflected from an unexpected location into the sensor.
  406.     Instead, the brilliant Moon itself was used for a reference for the next
  407.     two days until an alternate acquisition method could be devised.
  408.  
  409.         Twenty-four point-seven hours after launch, LUNAR ORBITER 1
  410.     performed a course correction burn to place it within fifty miles
  411.     (eighty kilometers) of its target point above the Moon.  About 67
  412.     hours later, LUNAR ORBITER 1 fired its engine once again for 578.7
  413.     seconds to cut its approach speed by 1,766.8 miles per hour (789.65
  414.     meters per second).  With this burn, LUNAR ORBITER entered a 119 by
  415.     1,152-mile (191 by 1,854-kilometer) orbit around the Moon inclined
  416.     12.2 degrees to the lunar equator and having a period of three hours
  417.     and 37 minutes.
  418.  
  419.         Tracking quickly revealed that the orbit was changing quite
  420.     quickly because of the relatively large variations in the lunar
  421.     gravitational field.  The origin of these irregularities was unknown at
  422.     the time.  Later it was found these orbit changes were being caused by
  423.     approximately one dozen near-surface mass concentrations, abbreviated
  424.     "mascons".
  425.  
  426.         Once in orbit, LUNAR ORBITER 1 took a series of twenty engineering
  427.     images between August 18 and 20 of both sides of the Moon to check out
  428.     the imaging system between.  On August 21, the main engine was again
  429.     fired to lower the periapsis of the orbit down to 31 miles (fifty
  430.     kilometers) in preparation for actual mapping, which began the next
  431.     day.  The periapsis was lowered again on August 25 to an altitude of
  432.     25 miles (forty kilometers).  While the initial wide angle images
  433.     images had shown the system was working well, the high resolution
  434.     images were hopelessly blurred because of a failure in the velocity/
  435.     height sensor.  Despite this failure, and some temperature control
  436.     problems, 75 percent of the objectives were met and the mission was
  437.     deemed a success.  By August 30, LUNAR ORBITER used the last of its
  438.     211 exposures of film.
  439.  
  440.         The images returned in the following days had shown that the lunar
  441.     surface was capable of supporting a lander due to the presence of
  442.     large boulders in various areas.  The landing area of SURVEYOR 1 also
  443.     seemed to have twenty percent fewer craters than other lunar maria,
  444.     making it a good candidate of a manned landing.  Low resolution images
  445.     taken of the unseen farside of the Moon confirmed observations made by
  446.     the Soviet LUNA 3 and ZOND 3 probes in 1959 and 1965, respectively,
  447.     that this region of the Moon was almost completely devoid of large
  448.     maria that dominate the familiar lunar near side.
  449.  
  450.         During LUNAR ORBITER's eight weeks in orbit, not a single
  451.     micrometeoroid impact was recorded, compared to the four that would be
  452.     expected if the experiment were conducted in Earth orbit.  The measured
  453.     radiation dose was as predicted before the flight and would not prove
  454.     to be a problem for a manned flight.
  455.  
  456.         On October 29, LUNAR ORBITER 1, after completing 577 orbits,
  457.     fired its main engine one last time for 97 seconds.  This allowed the
  458.     spacecraft to drop from lunar orbit and crash at 6.7 degrees north
  459.     latitude, 162 east longitude.  This was done so that transmissions
  460.     from the probe would not interfere with the next LUNAR ORBITER, due for
  461.     launch within the next week or so.  After eight attempts in eight
  462.     years, the Americans had their first successful lunar orbiter mission.
  463.  
  464.         The Soviets Return
  465.  
  466.         Two weeks after the launch of LUNAR ORBITER 1, the Soviet Union
  467.     launched their third known orbiter attempt, LUNA 11.  On August 27,
  468.     the 3,611-pound (1,640-kilogram) spacecraft slipped into a 101.6
  469.     by 741.8-mile (163.5 by 1,193.6-kilometer) lunar orbit inclined 27
  470.     degrees to the equator.  The exact configuration and payload of this
  471.     orbiter have never been revealed by the Soviets.  It does appear that
  472.     the bus and payload did not separate once in lunar orbit as was the
  473.     case with LUNA 10.  Instead they remained together with the bus
  474.     providing attitude control.
  475.  
  476.         Fields and particle data were apparently returned.  It was
  477.     reported that image transmissions similar to those from LUNA 9 were
  478.     intercepted at the radio observatory in Jodrell Bank in Great Britain.
  479.     Since the Soviets never mentioned photography as a mission goal, it is
  480.     possible that this experiment failed if indeed it was even carried at
  481.     all.  Whatever the mission of LUNA 11 was, the Soviet probe continued
  482.     to function until October 1, when the batteries became exhausted.
  483.     During its five weeks in orbit, LUNA 11 completed 277 revolutions
  484.     around the Moon.
  485.  
  486.         Before LUNA 11 fell silent, the American SURVEYOR 2 was prepared
  487.     for launch.  On September 20, ATLAS-CENTAUR 7 flawlessly lifted off
  488.     from Cape Kennedy and placed the 2,204-pound (1,001-kilogram) lander
  489.     on a trajectory to land in Sinus Medii near the center of the Moon's
  490.     near side.  Unlike SURVEYOR 1, which approached the lunar surface from
  491.     a mere six degrees to the local vertical, SURVEYOR 2 would have to
  492.     contend with a 23-degree approach angle in order to land.
  493.  
  494.         Sixteen and one-half hours after launch, SURVEYOR 2 proceeded to
  495.     align itself to make a 9.8-second course correction burn using its
  496.     three vernier engines.  Unfortunately, one of these engines failed to
  497.     ignite, sending SURVEYOR 2 into a sixty-revolution per minute tumble.
  498.     Attempts to halt this tumble using the nitrogen attitude jets failed;
  499.     the rotation rate was far beyond their correction capability.  After
  500.     39 unsuccessful attempts to start the malfunctioning vernier engine,
  501.     the mission was declared a loss.
  502.  
  503.         The mission planners decided to obtain as much engineering
  504.     information as possible before impact.  Commands were sent from the
  505.     tracking station in Canberra, Australia, for SURVEYOR 2 to vent its
  506.     helium propellant tank pressurant, erect its solar panel, and turn on
  507.     its radar.  The solid retrorocket was fired as the tumbling probe
  508.     approached the surface.  After firing for thirty seconds, contact
  509.     with SURVEYOR 2 was lost as it slammed into the lunar surface at an
  510.     estimated 6,000 miles per hour (2,700 meters per second) at 5.5
  511.     degrees north, 12.0 degrees west near the rayed crater Copernicus.
  512.  
  513.  
  514.         On October 22, the Soviets launched yet another lunar orbiting
  515.     probe.  LUNA 12 left its 123 by 132-mile (199 by 212-kilometer)
  516.     parking orbit and performed a single course correction burn the
  517.     following day.  On October 25, LUNA 12 fired its KTDU-5A engine for 28
  518.     seconds to decrease its 4,665 mile per hour (2,085 meter per second)
  519.     approach speed by 2,096 miles per hour (937 meters per second) and
  520.     enter a 83 by 750 mile (133 by 1,200 kilometer) orbit inclined ten
  521.     degrees to the lunar equator.  Unlike the previous mission, this time
  522.     there was no doubt as to the mission of LUNA 12:  This was a mapping
  523.     mission likely supporting the Soviet manned lunar landing program
  524.     then secretly under development.
  525.  
  526.         Like LUNA 11, the payload of LUNA 12 stayed attached to the main
  527.     bus.  This payload was dominated by a large conical instrument
  528.     compartment with its radiator mounted on top of the bus.  Below this
  529.     were extra spheres containing pressurized nitrogen for the attitude
  530.     control system.  Inside the instrument compartment above the radiator
  531.     were experiments to detect gamma rays from the lunar surface, measure
  532.     the magnetic and radiation near the Moon, an infrared radiometer, and
  533.     meteoroid detectors.
  534.  
  535.         Mounted on the side of the bus where the radar altimeter would be
  536.     in a landing mission was a photographic package virtually identical in
  537.     operation and capability to the one carried by ZOND 3 the previous
  538.     year.  In the few images released to the public, it appears that this
  539.     system was capable of returning images with a maximum resolution of 50
  540.     to 65 feet (15 to 20 meters).  Transmissions of these images began on
  541.     October 29.  Once its photography mission was completed, LUNA 12 was
  542.     set spinning slowly about its roll axis in order to better perform its
  543.     particle and fields measurements.
  544.  
  545.         In addition to these scientific instruments, LUNA 12 also carried
  546.     an engineering experiment.  Unknown in the West at the time, a series
  547.     of electric motors were carried into lunar orbit and tested.  These
  548.     motors were to be used by an unmanned lunar rover then under develop-
  549.     ment as one part of the Soviets third generation of LUNA probes, to
  550.     be launched in another two years.
  551.  
  552.         This next series of lunar probes would make use of the PROTON
  553.     launch vehicle then under development to support the Soviets' manned
  554.     circum-lunar program and would weigh 3.5 times more than the current
  555.     generation of lunar probes.  Their mission was to act as precursors to
  556.     a Soviet manned landing, expected around 1971, as well as work in
  557.     conjunction with these missions once they started.  In many ways the
  558.     third generation LUNAs were similar in their mission and size to the
  559.     proposed American PROSPECTOR project, canceled three years earlier
  560.     due to budget constraints.  In the meantime, LUNA 12 continued its
  561.     mission until January 19, 1967, when its batteries were finally
  562.     exhausted.
  563.  
  564.         More Missions
  565.  
  566.         On November 6, 1966, just twelve days after LUNA 12 slipped into
  567.     lunar orbit, the Americans launched LUNAR ORBITER 2 towards the Moon.
  568.     Its mission was to photograph thirteen primary and seventeen secondary
  569.     sites located in the southern part of the near side equatorial region.
  570.  
  571.         Several modifications were made to LUNAR ORBITER 2 as a result
  572.     of problems with the previous mission.  The camera system's shutter
  573.     trigger circuits were modified to make them less susceptible to noise.
  574.     To prevent the problem of stray reflections, which wreaked havoc with
  575.     the Canopus star sensor, the end of the low-gain antenna as well as
  576.     the edges and backs of the four solar panels were coated with anti-
  577.     reflective black paint.  To overcome thermal problems resulting from
  578.     paint degradation, a new paint was applied to the Sunward side of the
  579.     equipment deck.  In addition, three metal coupons coated with other
  580.     paints and an instrumented mirror were carried to evaluate their
  581.     usefulness in case the new paint also did not perform as well as
  582.     required.
  583.  
  584.         After making a 51-mile per hour (23-meter per second) course
  585.     correction on November 8, LUNAR ORBITER 2 successfully entered a 122 by
  586.     1,163-mile (196 by 1,871-kilometer) lunar orbit inclined 12.2 degrees
  587.     on November 10.  Another burn five days later lowered the periapsis to
  588.     31.4 miles (50.5 kilometers), so that the actual mapping mission could
  589.     begin on November 18.  After one solid week of mapping involving 205
  590.     attitude changes, the mapping mission was completed and the transmis-
  591.     sion of images began.  A failure in high-gain transmitter on December
  592.     6 resulted in the loss of the last two high resolution and the last
  593.     three medium resolution images showing APOLLO Site 1.
  594.  
  595.         Despite this minor loss, this mission did take the most memorable
  596.     image of the whole series.  Even if there was no target of interest
  597.     to photograph, the film in the photographic system had to be advanced
  598.     every four to eight hours so that it would not stick to the Bimat
  599.     webbing.  These opportunities were usually used to take images of the
  600.     lunar farside or additional views of the front.  For one of these
  601.     photographs, LUNAR ORBITER 2 took an oblique image across the crater
  602.     Copernicus from an altitude of 28.5 miles (45.9 kilometers).  For the
  603.     first time, the Moon was seen by the public as a three-dimensional
  604.     place with rugged mountains and smooth plains.  At the time newspapers
  605.     dubbed the photograph "The Picture of the Century".  In addition to
  606.     this and other photographs, the LUNAR ORBITER 2 meteoroid detector
  607.     recorded only three hits, indicating that the micrometeoroid threat
  608.     was virtually non-existant in lunar orbit.
  609.  
  610.         On December 8, with its mapping mission complete, LUNAR ORBITER 2
  611.     fired its engine again for 62 seconds to increase its inclination to
  612.     17.5 degrees.  This allowed the orbiter to fly over a larger latitude
  613.     range in order to study lunar mascons and provide tracking experience.
  614.     Another three-second burn on April 14, 1967 shortened the orbital
  615.     period by 65 seconds, reducing the time the spacecraft would spend in
  616.     darkness during the lunar eclipse ten days later.  A final burn on
  617.     October 11, 1967 chopped 160 miles per hour (71 meters per second) off
  618.     of LUNAR ORBITER's velocity, allowing it to crash at 4 degrees south,
  619.     98 degrees east.  So ended a second successful mapping mission.
  620.  
  621.         Last Call
  622.  
  623.         As the year 1966 was drawing to a close, the Soviets left no doubt
  624.     who started this banner year for lunar exploration.  On December 21,
  625.     LUNA 13 was launched first into a 106 by 145-mile (171 by 233-kilometer)
  626.     Earth parking orbit and then on towards the Moon.  Unlike the previous
  627.     three acknowledged Soviet missions which went into lunar orbit, LUNA 13
  628.     was headed for another lunar landing.  After a course correction the day
  629.     after launch, LUNA 13 made its final approach and landed on Christmas
  630.     Eve, only 250 miles (400 kilometers) from LUNA 9 at 18.57 degrees north,
  631.     60.00 degrees west.
  632.  
  633.         The 240-pound (109-kilogram) LUNA 13 lander was very similar to its
  634.     sister, LUNA 9, but carried several additional experiments to study the
  635.     properties of the Moon.  Inside the spherical lander was carried a three-
  636.     axis accelerometer to record the landing forces.  This information would
  637.     allow studies of the surface structure to a depth of eight to twelve
  638.     inches (twenty to thirty centimeters) below the surface.
  639.  
  640.         Two five-foot (1.5-meter) long booms were also deployed upon
  641.     landing. One boom carried a penetrometer consisting of a titanium-
  642.     pointed, two-inch (five-centimeter) long, 1.4-inch (3.5-centimeter)
  643.     wide rod.  A small explosive charge applied sixteen pounds (seventy
  644.     newtons) of force to this rod for 0.6 to 1.0 seconds, pushing it into
  645.     the dusty surface five minutes after landing.  The rod penetrated 1.8
  646.     inches (4.5 centimeters) into the lunar soil, indicating that it was
  647.     a granular mixture with a density of 0.8 grams per cubic centimeter.
  648.  
  649.         The second boom contained a radiation densitometer using a
  650.     cesium-137 gamma-ray source and three detectors.  By the way the gamma
  651.     rays were scattered, the density of the soil could be determined.  This
  652.     experiment confirmed the results of the penetrometer to a depth of six
  653.     inches (fifteen centimeters).  Four radiometers were also mounted
  654.     around the capsule's circumference.  They indicated that the surface
  655.     temperature was about 243 degrees Fahrenheit (117 degrees Celsius).  A
  656.     radiation detector mounted next to the panoramic camera measured the
  657.     surface radiation environment.  It showed that one-quarter of the
  658.     cosmic radiation hitting the Moon is reflected from the surface.
  659.  
  660.         A total of five images were returned by the 3.7-pound (1.7-kilogram)
  661.     camera during the mission.  Because of the location of the new radiation
  662.     detector, the camera could now only scan through 220 degrees of azimuth.
  663.     Still, the images showed that LUNA 13 came to rest at a sixteen-degree
  664.     angle in a featureless plain with only a few stones poking through the
  665.     soil.  Surface operations continued until the batteries were finally
  666.     depleted of energy on December 30.
  667.  
  668.         Unknown to those in the West, this would be the last second
  669.     generation LUNA landing mission.  It was also a fitting end to the
  670.     busiest year to date in lunar exploration.  The following year, 1967,
  671.     would prove to be even busier with already planned American missions.
  672.  
  673.         However, budget constraints caused by the ever-increasing needs of
  674.     the APOLLO project (not to mention the conflicts in Southeast Asia and
  675.     domestic social programs) had effectively killed any future plans for
  676.     unmanned lunar exploration by the United States.
  677.  
  678.         On December 13, 1966, NASA cancelled all plans for additional,
  679.     more heavily instrumented SURVEYOR flights after the seventh mission.
  680.     This decision just added to the scramble to include whatever advanced
  681.     experiments possible on the five remaining SURVEYOR flights.  Plans
  682.     for a gamma-ray spectrometer-equipped LUNAR ORBITER were also scuttled.
  683.     After 1967, American scientist would have to rely on the highly
  684.     political, engineering oriented APOLLO missions for new information
  685.     on the Moon.  For now, though, there was still 1967.
  686.  
  687.          Summary of Lunar Probe Launches, Second to Fourth Quarter 1966
  688.   ____________________________________________________________________________
  689.   Name              Launch Date     Country  Weight lbs (kg)   Launch Vehicle
  690.   ____________________________________________________________________________
  691.  
  692.   SURVEYOR 1        May 30, 1966      US     2,191 (995)       ATLAS-CENTAUR
  693.                     Lunar landing
  694.  
  695.   EXPLORER 33       Jul 1, 1966       US     205.7 (93.4)      DELTA E
  696.                     Unsuccessful lunar orbiter attempt
  697.  
  698.   LUNAR ORBITER 1   Aug 10, 1966      US     852 (387)         ATLAS-AGENA D
  699.                     Photographic lunar orbiter
  700.  
  701.   LUNA 11           Aug 24, 1966      USSR   3,611 (1,640)     MOLNIYA
  702.                     Lunar orbiter
  703.  
  704.   SURVEYOR 2        Sep 20, 1966      US     2,204 (1,001)     ATLAS-CENTAUR
  705.                     Unsuccessful lunar landing
  706.  
  707.   LUNA 12           Oct 22, 1966      USSR   3,567 (1,620)     MOLNIYA
  708.                     Photographic lunar orbiter
  709.  
  710.   LUNAR ORBITER 2   Nov 6, 1966       US     859 (390)         ATLAS-CENTAUR
  711.                     Photographic lunar orbiter
  712.  
  713.   LUNA 13           Dec 21, 1966      USSR   3,567 (1,620)     MOLNIYA
  714.                     Lunar lander
  715.   ____________________________________________________________________________
  716.  
  717.         Bibliography -
  718.  
  719.          Davies, Merton E., and Bruce C. Murray, THE VIEW FROM SPACE, 1971
  720.  
  721.          Gatland, Kenneth, ROBOT EXPLORERS, 1972
  722.  
  723.          Gatland, Kenneth, ILLUSTRATED ENCYCLOPEDIA OF SPACE TECHNOLOGY,
  724.      1988
  725.  
  726.          Johnson, Nicholas, HANDBOOK OF SOVIET LUNAR AND PLANETARY
  727.      EXPLORATION, 1979
  728.  
  729.          Mirabito, Michael M., THE EXPLORATION OF OUTER SPACE WITH CAMERAS,
  730.      1983
  731.  
  732.          Wilson, Andrew, (JANE'S) SOLAR SYSTEM LOG, 1987
  733.  
  734.          Wilson, Andrew (Editor), INTERAVIA SPACE DIRECTORY 1989-1990
  735.  
  736.          MAJOR NASA LAUNCHES, KSC Historical Report No. 1A, circa 1989
  737.  
  738.          "Spacecraft Details", TRW SPACE LOG, Summer 1966, Winter 1966-1967
  739.  
  740.          VECTORS, Volume X: SURVEYOR Commemorative Issue, 1968
  741.  
  742.         About the Author -
  743.  
  744.         Andrew J. LePage is a scientist at a small R&D company in the
  745.     Boston, Massachusetts area involved in space science image and data
  746.     analysis.  He has written many articles on the history of spaceflight
  747.     and astronomy over the past few years that have been published in many
  748.     magazines throughout North America and Europe.  Andrew has been a
  749.     serious observer of the Soviet/CIS space program for over one dozen
  750.     years.
  751.  
  752.         Andrew's Internet address is:  lepage@bur.visidyne.com
  753.  
  754.         Andrew is the author of the following EJASA articles:
  755.  
  756.         "Mars 1994" - March 1990
  757.         "The Great Moon Race: The Soviet Story, Part One" - December 1990
  758.         "The Great Moon Race: The Soviet Story, Part Two" - January 1991
  759.         "The Mystery of ZOND 2" - April 1991
  760.         "The Great Moon Race: New Findings" - May 1991
  761.         "The Great Moon Race: In the Beginning..." - May 1992
  762.         "The Great Moon Race: The Commitment" - August 1992
  763.         "The Great Moon Race: The Long Road to Success" - September 1992
  764.         "Recent Soviet Lunar and Planetary Program Revelations" - May 1993
  765.         "The Great Moon Race: The Red Moon" - July 1993
  766.  
  767.  
  768.                        THE CONCEPT OF "BILLBOARDS IN SPACE"
  769.  
  770.                                by Earl W. Phillips
  771.  
  772.         "Billboards in Space" is the generic name for any proposal to
  773.     launch into low Earth orbit (LEO) platforms which would be visible
  774.     from Earth's surface at night and which carry commercial advertising.
  775.     A movement has begun within the astronomical community to stop the
  776.     idea of "Billboards in Space" before it ever gets a chance to
  777.     literally fly.
  778.  
  779.         The movement began after news of just such an idea was proposed
  780.     by the Roswell, Georgia firm Space Marketing, Inc.  Their proposal
  781.     has generated volumes of press releases, letters, and articles in
  782.     opposition.  All of the articles I have read so far say almost the
  783.     same thing:  A one-mile (0.6-kilometer) long Mylar-covered platform
  784.     will be boosted into LEO in 1996, rivaling the Moon in full phase in
  785.     both apparent size and brightness, displaying commercial advertising.
  786.  
  787.         The proposal began as a way to hype the 1996 Summer Olympic Games,
  788.     to be held in Atlanta, Georgia.  Dubbed "The Environmental Platform"
  789.     by its creators, it is planned to carry a battery of ozone reading
  790.     monitors.
  791.  
  792.         According to a telephone and fax interview I conducted with Space
  793.     Marketing, Inc.'s CEO Mike Lawson:  "The advertising part of the plat-
  794.     form has been blown out of proportion by the astronomical community
  795.     and the press.  It will not display commercial advertising, but rather
  796.     a symbol that represents recycling and the wise use of Earth's resources.
  797.     Any company that wishes to may purchase rights to the logo and print it
  798.     on their products, thus identifying themselves with the message the logo
  799.     intends to foster."
  800.  
  801.         Also, rather than being visible at night, Lawson states that the
  802.     platform "would be visible only during daylight hours, and then only
  803.     for ten to fifteen minutes out of every ninety."  Further, he states
  804.     that the platform is expected to last only "fourteen to twenty days,
  805.     after which time it will simply burn up in the upper atmosphere."
  806.  
  807.         The reason for the ozone monitoring instrumentation, according to
  808.     Lawson, "is the fact that current ozone monitoring instrumentation is
  809.     rapidly nearing the end of their useful lives and would otherwise have
  810.     to be replaced at taxpayer expense."  Lawson feels that his company's
  811.     proposal will "effectively replace the current monitors at zero expense
  812.     to the taxpayer, because the entire cost will be borne by the companies
  813.     purchasing the rights to display the environmentally-friendly logo.  In
  814.     light of the current concentration on lowering the Federal deficit, it
  815.     makes sense to shift as much of the burden as possible off the backs of
  816.     the taxpayers".  Lawson testified before a Senate Sub-Committee on his
  817.     proposal the week of July 26, 1993.
  818.  
  819.         Congress has also taken issue with such proposals.  Senate Bill
  820.     Number S-1145, jointly introduced by Vermont Republican Senator James
  821.     Jeffords and Massachusetts Democratic Representative Ed Markey,
  822.     entitled the "Space Advertising Prohibition Act", declares that "the
  823.     use of outer space for advertising purposes is not an appropriate use
  824.     of outer space and should be prohibited."
  825.  
  826.         Other lawmakers and lawyers, however, feel that the bill is poorly
  827.     worded and will therefore be difficult to uphold.  As currently
  828.     worded, it outlaws "all advertising in outer space, for purposes of
  829.  
  830. ------------------------------
  831.  
  832. End of Space Digest Volume 17 : Issue 015
  833. ------------------------------
  834.