miniatura|Fotografia de la nau Surveyor 3 descansant sobre la superfície de la Lluna, presa pels astronautes de l'Apollo 12 (descripcions afegides). No es mostren els retrocoets principals i la unitat de radar, que van ser expulsades abans d'aterrar. (NASA) El programa Surveyor de la NASA és un programa d'exploració de la Lluna per mitjà de màquines automàtiques que van tenir un paper important en la preparació de les missions del programa Apollo. En el 1960, el centre espacial de la JPL oficialment va posar en marxa un projecte d'estudi científic del satèl·lit implementant una sonda espacial capaç d'allunar per estudiar la Lluna in situ. Els responsables de la NASA van reorientar el projecte en el 1961 en un programa de reconeixement per preparar-se per l'allunatge de l'home a la Lluna. Diverses sondes Surveyor van ser programades amb l'objectiu principal de desenvolupar un mètode d'aterratge suau i estudiar el sòl lunar i la seva topografia. La Lluna era poc coneguda llavors, i els científics no tenien certesa sobre la consistència del sòl lunar. Era imprescindible conèixer aquest paràmetre per validar el disseny del tren d'aterratge dels mòduls lunars.
La JPL va dissenyar un tipus de sonda espacial allunitzadora fabricada a càrrec de l'empresa Hughes Aircraft. El projecte es va enfrontar a molts problemes: sobrecostos, impassos tècnics i revisions dramàtiques de les especificacions. Les sondes Surveyor, a l'època, els motors complexos i innovadors: aquestes foren les primeres sondes dissenyades per allunar suaument en un altre cos celeste. Van ser construïdes amb malles de tubs d'alumini en forma d'aranya, van requerir el desenvolupament de diversos dispositius electrònics i motors innovadors: un gran retrocoet de gran rendiment, els motors verniers d'empenyiment modulable, dos radars les dades dels quals són usades pel sistema d'aterratge automàtic que ha de ser capaç de posar la sonda en un terreny amb característiques desconegudes. Aquestes sondes són gairebé una tona més pesants que moltes sondes nord-americanes que les van precedir i que no van excedir de 300 kg. Quan es va iniciar el programa, encara no existia un coet americà prou potent per llançar aquesta massa; la NASA va decidir utilitzar el llançador Atlas associat amb una etapa Centaur en curs de desenvolupament; s'introdueix l'ús de l'hidrogen que permet de tripliclar el rendiment del llançador Atlas-Agena utilitzat fins ara. No obstant això, el desenvolupament va durar molt més del que s'esperava i el primer llançament de la sonda Surveyor, inicialment programada pel 1963, no es va portar a terme fins en 1966.
Entre 1966 i 1968, set sondes Surveyor van ser llançades de les quals cinc van completar la seva missió amb èxit. Van proporcionar informació tranquil·litzadora sobre les propietats mecàniques del sòl lunar, el que demostrava les capacitats de suport del mòdul lunar Apollo. Per contra, els beneficis científics del programa van ser limitats pel fet que molts instruments científics inicialment previstos no es van instal·lar per falta d'una etapa Centaure prou potent. La càmera present en totes les sondes podia prendre més de 87000 fotografies del sòl lunar i les últims tres sondes van transportar un instrument per analitzar la composició química del sòl. Donada la complexitat de la missió assignada a les sondes, i malgrat els retards i els costos addicionals, el programa es considera un èxit del programa espacial americà.
Context
El programa Surveyor va ser llançat al començament de la conquesta espacial per la competència on hi havia molt en joc políticament entre la Unió Soviètica i els Estats Units.
Cursa espacial Quan el programa Surveyor es va posar en marxa oficialment en el 1960, va trigar menys de 3 anys des que la Unió Soviètica va posar en òrbita el primer satèl·lit artificial anomenat Spútnik 1. La guerra freda entre els Estats Units i la Unió Soviètica estava en ple apogeu i els dos països estaven tractant de multiplicar les primícies espacials per demostrar la superioritat del seu sistema polític. En aquesta cursa espacial els soviètics tenien dos avantatges: van començar el seu programa espacial abans especialment amb els seus llançadors, derivats de míssils balístics com els americans portadors d'ogives nuclears, a més a més que són més potents, ja que van ser dissenyats per transportar bombes de majors dimensions que les armes nuclears dels Estats Units: des del 1960, la Unió Soviètica disposava del coet Molnya capaç de llançar cap a la Lluna una sonda espacial d'1,5 tones mentre que el llançador competidor nord-americà, l'Atlas-Agena, només pot llançar 300 kg per la mateixa destinació.
Primeres missions espacials lunars miniatura|Les primeres sondes lunars americanes calien d'un llançador més potent (aquí el ). L'exploració de la Lluna, el cos celeste més proper des de la Terra, figurava en els objectius dels programes espacials d'ambdós països. L'URSS va tenir l'èxit el gener de 1959 en llançar la sonda espacial Luna 1 que va efectuar el primer sobrevol de la Lluna; en l'octubre del mateix any el Luna 3 va aconseguir fotografiar la cara oculta del satèl·lit. Les primeres sondes americanes del programa Pioneer (1958-1960) que perseguien el mateix objectiu foren víctimes d'una sèrie de problemes. El programa Ranger (1960-1963) va prendre el relleu amb sondes per realitzar imatges més complexes de la Lluna, però sap que el seu primer èxit va ser en 1963 després de 6 intents fallits consecutius. El desenvolupament de la segona generació de sondes interplanetàries americanes va començar en el 1960 amb el programa Mariner el que va permetre explorar els planetes interiors del sistema solar (Mart, Venus i Mercuri) mentre que el programa Surveyor és responsable de la realització d'investigacions científiques de la Lluna després d'un aterratge suau al terreny.
La Lluna: un satèl·lit desconegut En el moment que les primeres sondes foren llançades cap a la Lluna, el satèl·lit natural de la Terra, tot i ser el cos celeste més a prop, hi havia pocs coneixements en el tema. L'origen dels cràters - cràter d'impacte o cràter volcànic - que van esquitxar a la seva superfície no és unànime: alguns encara rebutgen la idea que van ser creats per l'impacte de meteorits, un teoria elaborada fa uns anys.En el 1892, el geòleg americà Grove Karl Gilbert va ser el primer per atribuir la creació de tots els cràters en l'explicació del mecanisme d'impactes. Però la teoria dominant en la meitat de segle següent va ser que els cràters es deuen a l'activitat volcànica. L'astrofísic i industrial Ralph Belknap Baldwin va aportar els arguments sòlids en el seu llibre The Face of the Moon publicat en el 1949, resultat de les seves observacions i els seus coneixements en el camp dels explosius. A finals de la dècada de 1950, aquesta explicació per impactes de meteorits encara no estava totalment aprovada. El mode de formació de les mars lunars també és objecte de controvèrsia. La comunitat científica és gairebé unànime sobre el fet que estan constituïts per la lava però no hi ha acord sobre el seu origen: el volcanisme o l'impacte d'un meteorit. Hi ha altres explicacions, com la proposada per l'astrònom Thomas Gold que es distribueix àmpliament en els mitjans de comunicació en contra de la comunitat científica: per Gold les mars es formen per l'acumulació de les restes produïdes per l'erosió dels cràters i les parts més altes de la superfície lunar produint pols, apossentada més tard, que avui en dia engoleixen les sondes i naus que arriben a la superfície lunar. Alguns investigadors, com el guanyador del Premi Nobel de Química Harold Clayton Urey, creuen que a diferència de la Terra, la Lluna no és un planeta diferenciat i es compon de material present primitiu en la formació del sistema solar (teoria de la Lluna freda). El sòl lunar també va intrigar els científics, ja que les observacions fetes des de la Terra amb instruments en bandes que van des de raigs X a onees de ràdio indiquen una alta porositat del material de la superfície que es va anomenar més endavant « regolita ». Finalment es van realitzar imatges de la cara oculta de la Lluna per la sonda espacial soviètica Luna 3.
Història Inici del programa A la primavera de 1960 el desenvolupament del programa Surveyor va ser oficialment llançat i confiat per la JPL de la NASA situada a Pasadena, Califòrnia.
Jet Propulsion Laboratory La Jet Propulsion Laboratory (JPL) és un laboratori creat i administrat per la California Institute of Technology (CalTech). Després de l'establiment de l'Exèrcit de Terra americana de 1943 a 1958, va passar a formar part dels centres que estaven sota la direcció de la NASA quan es va crear en el 1958. La JPL va obtenir la seva experiència espacial durant el desenvolupament de les JATO després de la Segona Guerra Mundial en el disseny en la dècada de 1950 dels míssils tàctics Sergeant i Corporal. La JPL va proposar en el 1955 per crear el primer llançador americà en associació amb l'Agència de míssils balístics de l'Exèrcit de terra americà de Huntsville (Alabama) dirigit per Werner von Braun però en detriment del programa Vanguard proposat pel laboratori de la Marina americana. No obstant això, va proporcionar el primer satèl·lit artificial del país, Explorer 1. La JPL, va entrar en el domini competitiu de la NASA en l'exploració del sistema solar, amb programes espacials importants com el Ranger i Mariner. El seu estatus especialLa JPL té poder de veto sobre la direcció del programa de la NASA. S'administra (teòricament) per Caltech que la NASA li va pagar la suma anual de 2 milions de dòlars americans per aquest servei (una quantitat molt gran en l'època). Aquestes clàusules restrictives són acceptades pels líders de la NASA amb l'esperança d'obtenir a canvi contactes privilegiats amb el món acadèmic i la investigació a través de la JPL. Paradoxalment, va ser una època que els científics rebutjaven els altres membres del centre ja que no permetien el desenvolupament de càrregues útils científiques i l'absència de consideració pel treball que havien efectuat. donava un alt grau d'autonomia vis-a-vis de l'agència espacial executiva. En les primeres discussions en el 1959 pels programes futurs, els líders de la JPL van tractar de qüestionar l'orientació prioritària de la NASA al programa de l'exploració de la Lluna. Orgullosos dels seus èxits, el personal de la JPL i els seus dirigents van conservar el mode de treball dels projectes anteriors que es basen sobretot en estructures lleugeres i els recursos limitats a la subcontractació.
Objectius miniatura|Les sondes Lunar Orbiter van ser desenvolupades en el pla d'un programa per separat després de la divisió del programa Surveyor original. El programa Surveyor va ser pensat inicialment per desenvolupar dos naus espacials: un orbitador que havia d'estudiar la Lluna des de l'òrbita lunar i un mòdul de descens que ha d'aterrar suaument a la Lluna per a un estudi in situ. Aquesta configuració s'han adoptat per al programa Viking. S'esperava que les dues sondes espacials tinguin instruments comuns. Segons els plans inicials de la JPL, hi havia set mòduls de descens destinats a validar la tècnica d'aterratge sent les primeres que es van posar en marxa