Voordat Neil Armstrong zijn historische eerste stap op de maan kon zetten, moest de NASA precies weten waar hij het landingsvaartuig van de Apollo 11 veilig kon neerzetten. Begin jaren zestig waren de kaarten van het maanoppervlak gebaseerd op foto’s die vanaf de aarde en door enkele vroege Amerikaanse en Sovjet-Russische satellieten waren genomen. Geen van deze kaarten waren uitgebreid of gedetailleerd genoeg om landingslocaties te vinden waar de astronauten niet op gevaarlijke keien en kraters zouden stuiten.
Daarom lanceerde de NASA het Lunar Orbiter-programma, een vloot van vijf vrijwel identieke satellieten ter grootte van bestelbusjes die in 1966 en 1967 de maan in kaart zouden brengen. Lunar Orbiter 3, die van 15 tot 23 februari 1967 foto’s maakte, stelde veilige landingsplekken voor het Apollo-programa vast en stuurde enkele van de laatste foto’s van de maan naar de aarde voordat de mens voet op de maanbodem zou zetten.
In dit predigitale tijdperk was het versturen van foto’s vanuit de ruimte naar de aarde geen eenvoudige taak. Maar dankzij een nauwkeurig staaltje werktuigbouwkunde – en wat ultrageheime verkenningstechnologie – slaagden de Lunar Orbiters erin om de ingenieurs en wetenschappers van de NASA de beelden te sturen die ze nodig hadden om de maanlandingen van het Apollo-programma mogelijk te maken.
Ruimtecamera's
De Lunar Orbiters waren niet de eerste opnamesatellieten die hun camera’s op de maan richtten, maar ze waren wel uniek voor hun tijd, vanwege de apparatuur die ze aan boord hadden.
“In feite leenden ze camera’s van het programma voor spionagesatellieten van het Pentagon,” zegt David Williams, waarnemend hoofd van het NASA Space Science Data Coordinated Archive. Destijds gebruikte het Amerikaanse ministerie van Defensie dat soort camera’s voor zijn CORONA-programma, dat bij een breder publiek bekendstaat als ‘Discoverer’, om satellietfoto’s van de Sovjet-Unie te maken.
Elke Lunar Orbiter had twee camera’s aan boord: een die was uitgerust met een lens met een hoge resolutie en een met een gemiddelde resolutie. In plaats van standaardfilm van 35 millimeter gebruikten de satellieten film van 70 millimeter, hetzelfde formaat dat tegenwoordig voor de productie van IMAX-films wordt gebruikt.
Vanaf een afstand van enkele honderden kilometers boven het maanoppervlak konden de Lunar Orbiters landschapskenmerken van zo’n negentig centimeter in doorsnee onderscheiden. Maar het gebruik van zo’n zware filmrol in de ruimte leverde grote problemen op.
“Wanneer je eenmaal bij de maan bent aangekomen, kun je alle foto’s maken die je wilt, maar daarna wordt het heel lastig om de film naar de aarde terug te sturen om hem daar te ontwikkelen,” zegt Williams. “Dus bedachten ze een systeem waarmee je de film aan boord van het ruimtevaartuig zelf kon ontwikkelen.”
Zwevende donkere kamer
Het ontwikkelen van een filmrol bestaat doorgaans uit het onderdompelen van de negatieven in een reeks chemische baden, wat in een satelliet in vrijwel gewichtloze toestand tot een chaos zou leiden. In plaats daarvan werd in de Lunar Orbiters gebruikgemaakt van het overbrengingsprocedé Kodak BIMAT, dat tot het jaar 2001 door de CIA geheim werd gehouden omdat het voornamelijk voor spionagesatellieten was ontwikkeld.
De film moest eerst zeer nauwkeurig vanaf de filmrol voor de lens worden geschoven, vervolgens worden overgebracht naar een opslagruimte terwijl de resterende foto’s werden gemaakt en ten slotte naar een ontwikkelingscompartiment worden getransporteerd, waar een laag gelatine met daarin de benodigde chemicaliën tegen de negatieven werd gedrukt. De ontwikkeling werd afgesloten in aluminium buizen met een doorsnede van een watermeloen. Een hele missie kon in het water vallen als één enkele servomotor van het filmtransportsysteem doorbrandde, zoals gebeurde aan boord van de Lunar Orbiter 3 nadat de satelliet enkele honderden foto’s had genomen.
Wie het interieur van een Lunar Orbiter-satelliet bekijkt, “krijgt een interessant inkijkje in de onderlinge relaties gedurende de Koude Oorlog,” zegt Matt Shindell, curator van het Smithsonian National Air and Space Museum. “Je ziet er al die hardware van Eastman Kodak (...) en je ziet de camera die werd ontworpen door onze inlichtingendiensten met daaromheen alle hardware van de NASA zelf.”
Voor het CORONA-programma werden foto’s naar de aarde teruggestuurd door filmrollen in de ruimte in capsules te stoppen. Deze capsules waren uitgerust met hitteschilden voor de terugkeer in de dampkring, stuurraketjes voor het manoeuvreren en stabiliseren van de capsules en parachutes om hun val af te remmen. De capsules werden hangend aan de parachute in de lucht opgepikt door een vliegtuig met een grote haak eraan, maar als dat niet lukte, konden ze ook door een helikopterteam uit zee worden opgevist. Maar de NASA ontwikkelde een systeem waarmee ze de foto’s met radiogolven naar de aarde konden terugsturen.
Aan boord van de Lunar Orbiters werd de filmrol voor een scanner geschoven die een lichtbundel door de film scheen, zodat de helderheid van elk minuscuul stukje film kon worden gemeten. De metingen werden vervolgens per radiosignaal naar grote telescopen van de NASA in Spanje, Australië en de VS verzonden, waar de ze op magneetband werden vastgelegd. Met behulp van beeldverwerkers werden de cijfers daarna weer omgezet in belichtingstijden, zodat de film op aarde kon worden gereconstrueerd en de filmstrips daarna aan elkaar geplakt konden worden, zodat uiterst gedetailleerde foto’s ontstonden.
“Je kunt ze met een vergrootglas zeer nauwkeurig bekijken en dan zie je al die details, het is echt ongelooflijk,” zegt Williams. “We hebben het over de tweede helft van de jaren zestig, dus dit was echt een verbluffend staaltje technologie.”
Voor de wetenschap
Op enkele van de beelden, waaronder de beroemde foto die de Lunar Orbiter 1 van de opkomende aarde achter de maanhorizon maakte, zijn de verticale lijnen van het reconstructieproces nog te herkennen. In weerwil van allerlei samenzweringstheorieën die het tegendeel beweren, is het zeer onwaarschijnlijk dat de NASA de beeldkwaliteit van de foto’s aanpaste voordat ze ze openbaar maakte.
"Ze wilden graag goede representatieve foto's vrijgeven, zodat mensen konden zien dat het Amerikaanse ruimtevaartprogramma in staat was om deze geweldige dingen te doen", zegt Shindell. Gedurende de missie verschenen foto's van de Lunar Orbiters in kranten en tijdschriften over de hele wereld.
"Hoewel dit de ruimtewedloop was en deze zeer competitief was" zegt Shindell, "heerste ook nog steeds het gevoel dat dit niet alleen werd gedaan voor het welzijn van de betrokken landen, maar voor het belang van de wetenschap over de hele wereld."
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
