CORONA (satélite)

Como los lanzamientos espaciales estadounidenses no se clasificaron hasta finales de 1961, ^{[ 8 ] : 176 [ 15 ]} los primeros satélites CORONA se ocultaron con desinformación, presentándolos como parte de un programa de desarrollo de tecnología espacial llamado Discoverer . Para el público, las misiones Discoverer eran misiones científicas y de ingeniería, y las cápsulas de retorno de película se utilizaban para traer de vuelta especímenes biológicos. Para facilitar este engaño, se construyeron varias cápsulas CORONA para albergar a un mono como pasajero. Muchos monos de prueba se perdieron durante las pruebas en tierra del sistema de soporte vital de la cápsula. ^{[ 8 ] : 50} La tapadera de Discoverer resultó ser engorrosa, lo que atrajo el escrutinio de la comunidad científica. Discoverer 37 , lanzado el 13 de enero de 1962, fue la última misión CORONA en llevar el nombre Discoverer. Las misiones CORONA posteriores se clasificaron simplemente como "lanzamientos de satélites del Departamento de Defensa". ^{[ 16 ] : xiii–xiv}

La primera serie de satélites CORONA fueron los satélites Keyhole 1 (KH-1), basados ​​en la etapa superior Agena-A , que ofrecía alojamiento y un motor para el control de actitud en órbita. La carga útil del KH-1 incluía la cámara panorámica única C (de CORONA), fabricada por Fairchild Camera and Instrument, con apertura af/5.0 y una distancia focal de 61 cm (24 pulgadas) . Tenía una resolución terrestre de 12,9 m (42 pies) . La película se recuperaba de la órbita mediante un único vehículo de retorno de satélites (SRV) de General Electric . El SRV estaba equipado con un pequeño motor de combustible sólido a bordo para desorbitar la carga útil al final de la misión. La recuperación de la cápsula se realizaba en el aire mediante una aeronave especialmente equipada. ^{[ 17 ]}    

Hubo tres lanzamientos de prueba sin cámara en la primera mitad de 1959, ninguno de ellos completamente exitoso. Discoverer 1 fue un vehículo de prueba que no llevaba SRV ni cámara. Lanzado el 28 de febrero de 1959, fue el primer objeto hecho por el hombre puesto en una órbita polar, pero solo devolvió telemetría esporádicamente . Discoverer 2 (14 de abril de 1959) llevó una cápsula de recuperación por primera vez pero no cámara. El bus principal funcionó bien, pero la recuperación de la cápsula falló, el SRV cayó sobre Spitzbergen en lugar de Hawái . La cápsula nunca fue encontrada. Discoverer 3 (3 de junio de 1959), el primer Discoverer en llevar un paquete biológico (cuatro ratones negros en este caso) no logró alcanzar la órbita cuando su Agena se estrelló en el Océano Pacífico .

La presión por poner en órbita un satélite de vigilancia fotográfica que sucediera al Lockheed U-2 era tan grande que los lanzamientos operativos del KH-1 equipado con cámara comenzaron el 25 de junio de 1959 con el lanzamiento (fallido) del Discoverer 4 , a pesar de no haberse realizado una prueba exitosa de la unidad de soporte vital para pasajeros biológicos. Esto resultó ser irrelevante para entonces, ya que el vínculo entre la serie Discoverer y las cargas útiles vivientes se había establecido con el intento de vuelo del Discoverer 3. ^{[ 8 ] : 51–54}

Las tres sondas Discoverer posteriores fueron puestas en órbita con éxito, pero todas sus cámaras fallaron cuando la película se rompió durante la carga. Las pruebas en tierra determinaron que la película a base de acetato se volvía quebradiza en el vacío del espacio, algo que no se había descubierto ni siquiera en pruebas a gran altitud y baja presión. La empresa Eastman Kodak recibió el encargo de crear un sustituto más resistente. Kodak desarrolló una técnica para recubrir una emulsión de alta resolución sobre un tipo de poliéster de DuPont . La película resultante a base de poliéster no solo era resistente a la fragilidad por vacío, sino que además pesaba la mitad que la película anterior a base de acetato. ^{[ 8 ] : 56}

Hubo cuatro misiones más de la serie KH-1, con resultados parcialmente exitosos y fallidos, antes de la Discoverer 13 (10 de agosto de 1960), que logró la primera recuperación completa de la cápsula. ^{[ 18 ]} Esta fue la primera recuperación de un objeto artificial desde la órbita, superando al Sputnik 2 soviético de Korabl por nueve días. La Discoverer 13 se exhibe actualmente en la sala "Hitos del Vuelo" del Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington, D.C.

Dos días después del lanzamiento del Discoverer 14 el 18 de agosto de 1960, su contenedor de película fue recuperado con éxito en el Océano Pacífico por un avión de transporte Fairchild C-119 Flying Boxcar . Este fue el primer regreso exitoso de una carga útil desde la órbita, ocurrido justo un día antes del lanzamiento del Korabl-Sputnik 2 , un biosatélite que llevó a la órbita a las dos perras espaciales soviéticas, Belka y Strelka , y las trajo de regreso a la Tierra sanas y salvas . ^{[ 19 ]}

El impacto de CORONA en la recopilación de inteligencia estadounidense fue tremendo. Con el éxito del Discoverer 14 , que recuperó 7,3 kg de película y proporcionó una cobertura de la Unión Soviética mayor que la de todos los vuelos anteriores del U2, Estados Unidos tuvo por primera vez una visión clara de las capacidades nucleares estratégicas de la URSS. Antes de CORONA, las Estimaciones Nacionales de Inteligencia (NIE , por sus siglas en inglés) de la CIA eran muy inciertas y objeto de intensos debates. Seis meses antes del Discoverer 14, una NIE predijo que los soviéticos tendrían entre 140 y 200 misiles balísticos intercontinentales (ICBM , por sus siglas en inglés) desplegados para 1961. Un mes después del vuelo del Discoverer 14, esa estimación se redujo a tan solo 10-25. ^{[ 8 ] : 38-39}  

Además, CORONA aumentó la velocidad de recepción de inteligencia, con satélites que proporcionaron cobertura mensual desde el principio. Los analistas y líderes políticos pudieron evaluar las fotografías con mayor facilidad que los informes de agentes encubiertos, lo que mejoró no solo la cantidad de inteligencia, sino también su accesibilidad. ^{[ 8 ] : 38–39}

La serie KH-1 terminó con el Discoverer 15 (13 de septiembre de 1960), cuya cápsula logró desorbitar pero se hundió en el Océano Pacífico y no fue recuperada. ^{[ 20 ]}

En 1963, se presentó el sistema KH-4 con cámaras duales y el programa fue declarado completamente secreto por el entonces presidente, John Kennedy. Se eliminó la denominación Discoverer y todos los lanzamientos se clasificaron como secretos. Debido al aumento de la masa del satélite, las capacidades del vehículo básico Thor-Agena se incrementaron con la adición de tres motores auxiliares de combustible sólido Castor . El 28 de febrero de 1963, el primer Thor con empuje aumentado despegó de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en el Complejo de Lanzamiento 75, transportando el primer satélite KH-4. El lanzamiento del nuevo y no probado propulsor salió mal, ya que uno de los cohetes de combustible sólido no se encendió. Finalmente, el peso muerto del motor auxiliar desvió al Thor de su trayectoria de vuelo, lo que provocó su destrucción por seguridad. Se sospechó que un técnico no había conectado correctamente un umbilical al cohete de combustible sólido. Aunque continuaron ocurriendo algunas fallas durante los años siguientes, la tasa de confiabilidad del programa mejoró significativamente con el KH-4. ^{[ 21 ] [ 22 ]} También se añadieron cohetes de maniobra al satélite a partir de 1963. Estos eran diferentes de los propulsores estabilizadores de actitud que se habían incorporado desde el inicio del programa. CORONA orbitaba en órbitas muy bajas para mejorar la resolución de su sistema de cámara. Pero en el perigeo (el punto más bajo de la órbita), CORONA sufría la resistencia de la atmósfera terrestre . Con el tiempo, esto podía provocar que su órbita decayera y obligara al satélite a reingresar a la atmósfera prematuramente. Los nuevos cohetes de maniobra se diseñaron para impulsar a CORONA a una órbita más alta y prolongar el tiempo de la misión incluso si se utilizaban perigeos bajos. ^{[ 23 ]} Para su uso durante crisis inesperadas, la Oficina Nacional de Reconocimiento (NRO) mantenía un CORONA en estado "R-7", lo que significa listo para el lanzamiento en siete días. Para el verano de 1965, la NRO era capaz de mantener CORONA listo para el lanzamiento en un día. ^{[ 24 ]}

Nueve de las misiones KH-4A y KH-4B incluyeron subsatélites ELINT , que fueron lanzados a una órbita más alta. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

Algunos satélites de reconocimiento P-11 fueron lanzados desde el KH-4A. ^{[ 27 ]}

Al menos dos lanzamientos del Discoverer se utilizaron para probar satélites para el Sistema de Alarma de Defensa contra Misiles (MIDAS), un programa inicial de detección de lanzamientos de misiles que utilizaba cámaras infrarrojas para detectar la firma térmica de los vehículos de lanzamiento que se lanzaban a la órbita. ^{[ 28 ]}

El último lanzamiento bajo el nombre en clave Discoverer fue el Discoverer 38, el 26 de febrero de 1962. Su cesta fue recuperada con éxito en pleno vuelo durante la órbita número 65 (la decimotercera recuperación de una cesta; la novena en pleno vuelo). ^{[ 29 ]} Tras este último uso del nombre Discoverer, los lanzamientos restantes de satélites CORONA fueron completamente ALTO SECRETO . El último lanzamiento de CORONA tuvo lugar el 25 de mayo de 1972. El proyecto finalizó cuando CORONA fue reemplazado por el programa KH-9 Hexagon . ^{[ 30 ]}

Los satélites CORONA utilizaron una película  especial de 70 mm con una cámara de 24 pulgadas (610 mm) de distancia focal . ^{[ 31 ]} Fabricada por Eastman Kodak , la película tenía inicialmente 0,0003 pulgadas (7,6 μm) de grosor, con una resolución de 170 líneas por mm (0,04 pulgadas) de película. ^{[ 32 ] [ 33 ]} El contraste era de 2 a 1. ^{[ 32 ]} (En comparación, la mejor película de fotografía aérea producida en la Segunda Guerra Mundial podía producir solo 50 líneas por mm (1250 por pulgada) de película). ^{[ 32 ]} La película a base de acetato fue reemplazada posteriormente por una película a base de poliéster que era más duradera en órbita terrestre. ^{[ 34 ]} La cantidad de película transportada por los satélites varió con el tiempo. Inicialmente, cada satélite transportaba 2400 m (8000 pies) de película para cada cámara, para un total de 4900 m (16 000 pies) de película. ^{[ 32 ]} Pero una reducción en el grosor de la película permitió transportar más película. ^{[ 34 ]} En la quinta generación, la cantidad de película transportada se duplicó a 4900 m (16 000 pies) de película para cada cámara, para un total de 9800 m (32 000 pies) de película. Esto se logró mediante una reducción en el grosor de la película y con cápsulas de película adicionales. ^{[ 35 ]} La mayor parte de la película filmada era en blanco y negro. Se utilizó película infrarroja en la misión 1104 y película en color en las misiones 1105 y 1008. La película en color demostró tener menor resolución, por lo que nunca se volvió a utilizar. ^{[ 36 ]}            

Las cámaras fueron fabricadas por Itek Corporation . ^{[ 37 ]} Se diseñó una lente triplete de 12 in (30 cm) , f/5 para las cámaras. ^{[ 38 ]} Cada lente tenía 7 in (18 cm) de diámetro. ^{[ 32 ]} Eran bastante similares a las lentes Tessar desarrolladas en Alemania por Carl Zeiss AG . ^{[ 39 ]} Las cámaras mismas tenían inicialmente 5 ft (1,5 m) de largo, pero luego se extendieron a 9 ft (2,7 m) de largo. ^{[ 40 ]} A partir de los satélites KH-4, estas lentes fueron reemplazadas por lentes Petzval f/3.5. ^{[ 36 ]} Las lentes eran panorámicas y se movían a través de un arco de 70° perpendicular a la dirección de la órbita. ^{[ 32 ]} Se eligió una lente panorámica porque podía obtener una imagen más amplia. Aunque la mejor resolución solo se obtuvo en el centro de la imagen, esto se pudo solucionar haciendo que la cámara realizara un barrido automático ("recíproco") de un lado a otro a lo largo de un arco de 70°. ^{[ 41 ]} La lente de la cámara giraba constantemente para contrarrestar el efecto de desenfoque del satélite moviéndose sobre el planeta. ^{[ 36 ]}        

Los primeros satélites CORONA tenían una sola cámara, pero rápidamente se implementó un sistema de dos cámaras. ^{[ 42 ]} La cámara frontal estaba inclinada 15° hacia atrás y la cámara trasera 15° hacia adelante, de modo que se pudiera obtener una imagen estereoscópica . ^{[ 32 ]} Más adelante en el programa, el satélite empleó tres cámaras. ^{[ 42 ]} La tercera cámara se empleó para tomar fotografías de "índice" de los objetos que se estaban filmando estereográficamente. ^{[ 43 ]} El sistema de cámara J-3, desplegado por primera vez en 1967, colocaba la cámara en un tambor. Esta "cámara giratoria" (o tambor) se movía hacia adelante y hacia atrás, eliminando la necesidad de mover la cámara misma en un mecanismo alternativo. ^{[ 44 ]} El tambor permitía el uso de hasta dos filtros y hasta cuatro rendijas de exposición diferentes, mejorando enormemente la variabilidad de las imágenes que CORONA podía tomar. ^{[ 45 ]} Las primeras cámaras podían resolver imágenes en el suelo hasta 40 pies (12 m) de diámetro . Las mejoras en el sistema de imágenes fueron rápidas, y las misiones KH-3 podían ver objetos de 3,0 m (10 pies) de diámetro. Las misiones posteriores podrían resolver objetos de tan solo 1,5 m (5 pies ) de diámetro. ^{[ 46 ]} Se determinó que una resolución de 0,91 m ( 3 pies ) era la óptima para la calidad de la imagen y el campo de visión.        

Las misiones iniciales de CORONA sufrieron de un misterioso empañamiento de los bordes y rayas brillantes que aparecían irregularmente en la película devuelta. Finalmente, un equipo de científicos e ingenieros del proyecto y de la academia (entre ellos Luis Alvarez , Sidney Beldner, Malvin Ruderman , Arthur Glines, ^{[ 47 ]} y Sidney Drell ) determinó que las descargas electrostáticas (llamadas descargas de corona ) causadas por algunos de los componentes de las cámaras estaban exponiendo la película. ^{[ 48 ] [ 49 ]} Las medidas correctivas incluyeron una mejor conexión a tierra de los componentes, rodillos de película mejorados que no generaban electricidad estática, mejores controles de temperatura y un entorno interno más limpio. ^{[ 49 ]} Aunque se hicieron mejoras para reducir la corona, la solución final fue cargar los cartuchos de película con una carga completa de película y luego alimentar la película no expuesta a través de la cámara al carrete receptor sin exposición. Esta película no expuesta luego se procesó y se inspeccionó para detectar corona. Si no se detectaba ninguna anomalía o la señal de corona observada se encontraba dentro de los niveles aceptables, los cartuchos se certificaban para su uso y se cargaban con película nueva para una misión de lanzamiento.

Supuestamente, los satélites CORONA se calibraron utilizando objetivos de calibración ubicados en las afueras de Casa Grande, Arizona . Estos objetivos consistían en flechas de hormigón situadas dentro y al sur de la ciudad, y podrían haber ayudado a calibrar las cámaras de los satélites. ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]} Estas afirmaciones sobre el propósito de los objetivos, difundidas en foros en línea y publicadas en artículos de National Geographic y NPR , han sido posteriormente cuestionadas, proponiéndose la fotogrametría aérea como un propósito más probable. ^{[ 53 ]}

La película fue recuperada de la órbita mediante una cápsula de reentrada (apodada "cubo de película"), diseñada por General Electric , que se separó del satélite y cayó a la Tierra . ^{[ 54 ]} Después de que pasó el intenso calor de la reentrada, el escudo térmico que rodeaba el vehículo fue desechado a 60 000 pies (18 km) y se desplegaron los paracaídas. ^{[ 55 ]} La cápsula estaba diseñada para ser capturada en el aire por un avión que pasaba ^{[ 56 ]} remolcando una garra aérea que luego la subiría a bordo, o podría aterrizar en el mar. ^{[ 57 ]} Un tapón de sal en la base se disolvería después de dos días, permitiendo que la cápsula se hundiera si no era recogida por la Armada de los Estados Unidos . ^{[ 58 ]} Después de que Reuters informara sobre el aterrizaje accidental de un vehículo de reentrada y su descubrimiento por agricultores venezolanos a mediados de 1964, las cápsulas ya no fueron etiquetadas como "SECRETAS", pero se ofreció una recompensa en ocho idiomas por el regreso de imágenes aéreas a los Estados Unidos . ^{[ 59 ]} A partir del vuelo número 69, se empleó un sistema de dos cápsulas. ^{[ 48 ]} Esto también permitió que el satélite entrara en modo pasivo (o "zombi"), apagándose hasta por 21 días antes de volver a tomar imágenes. ^{[ 35 ]} A partir de 1963, otra mejora fue "Lifeboat", un sistema alimentado por batería que permitía la eyección y recuperación de la cápsula en caso de fallo de energía. ^{[ 21 ] [ 60 ]} La película se procesó en las instalaciones Hawkeye de Eastman Kodak en Rochester, Nueva York . ^{[ 61 ]}  

El sistema de recogida de película CORONA se adaptó posteriormente para los satélites KH-7 GAMBIT , que tomaban fotografías de mayor resolución.

Los satélites CORONA fueron lanzados por un cohete Thor-Agena , que utilizó una primera etapa Thor y una segunda etapa Agena para elevar los CORONA a la órbita.

Los primeros satélites del programa orbitaban a altitudes de 160 km (100 mi) sobre la superficie de la Tierra, aunque misiones posteriores orbitaron aún más bajo, a 121 km (75 mi) . ^{[ 36 ]} Originalmente, los satélites CORONA fueron diseñados para girar sobre su eje principal para que el satélite permaneciera estable. Las cámaras tomarían fotografías solo cuando apuntaran a la Tierra. Sin embargo, la compañía de cámaras Itek propuso estabilizar el satélite a lo largo de los tres ejes, manteniendo las cámaras permanentemente apuntando a la Tierra. ^{[ 39 ]} A partir de la versión KH-3 del satélite, una cámara de horizonte tomó imágenes de varias estrellas clave. ^{[ 43 ]} Un sensor utilizó los propulsores laterales del satélite para alinear el cohete con estas "estrellas índice", de modo que estuviera correctamente alineado con la Tierra y las cámaras apuntaran en la dirección correcta. ^{[ 62 ]} A partir de 1967, se utilizaron dos cámaras de horizonte. Este sistema se conocía como Cámara de Índice Estelar Dual Mejorada (DISIC). ^{[ 45 ]}    

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