Proyecto de recuperación de imágenes del orbitador lunar

El Proyecto de Recuperación de Imágenes del Orbitador Lunar ( LOIRP , por sus siglas en inglés) fue un proyecto para digitalizar las cintas de datos analógicas originales de las cinco naves espaciales del Orbitador Lunar que fueron enviadas a la Luna en 1966 y 1967; fue financiado por la NASA , SkyCorp, SpaceRef Interactive y particulares.

La primera imagen recuperada con éxito por el proyecto se publicó en noviembre de 2008. Fue la primera fotografía de la Tierra desde la Luna , tomada en agosto de 1966. El 20 de febrero de 2014, el proyecto anunció que había completado la parte principal de captura de cinta del proyecto. ^{[ 1 ]} Falta una imagen de resolución media, la mayor parte de una imagen de alta resolución y partes de otras tres, aparentemente debido a fallos en el momento de su grabación. ^{[ 2 ]} El resto de las imágenes del Lunar Orbiter se han recuperado con éxito ^{[ 1 ]} y se han publicado en el Sistema de Datos Planetarios de la NASA . ^{[ 3 ]}

Las imágenes tomadas por la nave espacial Lunar Orbiter se utilizaron principalmente para localizar los lugares de aterrizaje de las misiones tripuladas Apolo . Una vez finalizadas esas misiones, los datos, en aproximadamente 1500 cintas, cayeron en gran medida en el olvido, ya que habían cumplido su propósito. Las cintas originales fueron archivadas cuidadosamente durante 20 años por el gobierno de Maryland. Cuando las cintas fueron devueltas al Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California , en 1986, la decisión de desecharlas recayó en la archivista del JPL, Nancy Evans. Ella decidió que las cintas debían conservarse. Recordó: «No podía deshacerme moralmente de este material». ^{[ 4 ]}

En pocos años, Nancy Evans y algunos colegas pudieron iniciar un pequeño proyecto con financiación de la NASA. Lograron encontrar cuatro unidades de cinta Ampex FR-900, unidades altamente especializadas que solo habían sido utilizadas por agencias gubernamentales como la FAA, la USAF y la NASA. (El mecanismo de transporte de la FR-900 se adaptó del formato de cinta de vídeo Quadruplex de dos pulgadas , solo que en el caso de la FR-900, la unidad estaba diseñada para grabar una señal analógica de banda ancha de cualquier tipo para instrumentación u otros fines, en lugar de específicamente una señal de vídeo como en el caso de la Quadruplex de dos pulgadas). Con el tiempo, el equipo de Evans también recopiló documentación y piezas de repuesto para las unidades de cinta de diversas fuentes de excedentes gubernamentales.

El proyecto logró obtener los datos analógicos sin procesar de las cintas, pero para generar las imágenes, descubrieron que necesitaban el hardware de demodulación especializado que había sido utilizado por el programa Lunar Orbiter, pero que ya no existía. Los miembros del equipo intentaron obtener financiación de la NASA y de fuentes privadas para construir el hardware, pero no lo consiguieron. Finalmente, tanto Nancy Evans como Mark Nelson se dedicaron a otros proyectos, mientras que las unidades de cinta permanecieron en el garaje de Evans. ^{[ 5 ]}

En 2004, Philip Horzempa estaba investigando el programa Lunar Orbiter en la Oficina de Historia de la NASA en Washington, DC. En sus archivos, encontró por casualidad un memorándum de 1996 que contenía una propuesta de Mark Nelson para digitalizar las imágenes del Lunar Orbiter, como se describió anteriormente. Después de aproximadamente un año de búsqueda, Horzempa se puso en contacto con Mark Nelson. ^{[ 6 ]} Los dos decidieron buscar financiación y reiniciar el esfuerzo de recuperación de las cintas del Lunar Orbiter. Se pusieron en contacto con Jen Heldmann del Centro de Investigación Ames de la NASA .

A principios de 2007, Horzempa comentó sobre el esfuerzo de recuperación de las cintas del Lunar Orbiter en un foro web, NASASpaceflight.com . Como resultado, Dennis Wingo contactó a Philip Horzempa a través de ese foro. Horzempa puso a Wingo en contacto con Nelson y Evans, quienes lo invitaron a unirse al equipo. Además de las unidades de cinta mencionadas anteriormente, Nelson había logrado obtener varios cabezales de cinta. ^{[ 7 ]} Las unidades de cinta eran absolutamente esenciales para cualquier intento de leer las cintas de datos originales del Lunar Orbiter.

Dennis Wingo es presidente de la empresa de ingeniería aeroespacial SkyCorp y un veterano en el sector de las tecnologías espaciales e informáticas. Sabía que podía reunir las habilidades técnicas necesarias para gestionar la renovación de las unidades de cinta, que podía encontrar contactos en la NASA y, sobre todo, que sabía que la Luna volvía a ser un objetivo prioritario. Wingo afirmó: «Conocía el valor de las unidades de cinta y de las cintas». ^{[ 4 ]} Otro grupo opinaba lo mismo, escribiendo: «Las futuras misiones a la Luna han revitalizado a la comunidad lunar y renovado el interés por los datos del Orbitador Lunar». ^{[ 8 ]}

Una nave espacial más reciente, el Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO), entró en órbita alrededor de la Luna el 23 de junio de 2009 y, después de las pruebas, comenzó su misión fotográfica ese mismo septiembre. ^{[ 9 ]} Uno de los objetivos principales del LRO es determinar el riesgo para las personas que trabajan en la superficie de la Luna. El LRO puede crear imágenes de la superficie que son comparables a las imágenes de mayor resolución tomadas de la Luna desde órbita durante la era Apolo. Las imágenes originales del Orbitador Lunar fueron las imágenes de mayor resolución jamás tomadas de la Luna desde órbita antes de la fotografía del LRO. ^{[ 10 ]} Las imágenes digitalizadas del Orbitador Lunar serían invaluables para los científicos que estudian los cambios en la superficie de la Luna.

En febrero de 2007, Wingo visitó por primera vez las cuatro unidades de cinta Ampex FR-900 en el garaje de Evans. Cada unidad medía aproximadamente 1,8 metros (6 pies) de alto, 0,9 metros (3 pies) de ancho, tenía la profundidad de un refrigerador y pesaba alrededor de 270 kilogramos (600 libras) . Todas estaban cubiertas por gruesas capas de polvo y telarañas. Se almacenaban junto con un palé de manuales y esquemas para las unidades de cinta, además de copias impresas de datos relacionados con las imágenes lunares. Mientras tanto, las cintas se almacenaban de forma segura en un almacén con temperatura controlada. Había alrededor de 1500 cintas, todas empaquetadas en cajas, apiladas de cuatro en cuatro en palés y envueltas en plástico retráctil. ^{[ 11 ]}   

Wingo y Keith Cowing , exempleado de la NASA y presidente de SpaceRef Interactive, respectivamente, fueron los codirectores del Proyecto de Recuperación de Imágenes del Orbitador Lunar (LOIRP). Ambos aportaron los fondos necesarios para poner en marcha el proyecto. Dedicaron aproximadamente un año a buscar más financiación, instalaciones, documentación y experiencia. Pete Worden , director del Centro de Investigación Ames de la NASA , accedió a almacenar las unidades de cinta y las cintas en un almacén sin usar hasta que se consiguieran los fondos y las instalaciones necesarias para iniciar el proyecto de restauración.

En abril de 2007, el Laboratorio de Propulsión a Chorro entregó las cintas al Centro de Investigación Ames. Evans también transfirió la propiedad de las unidades FR-900 a Wingo y Cowing. Estos alquilaron dos camiones de transporte, cargaron las unidades de cinta y la documentación en uno de ellos, y las paletas de cintas de datos analógicas en el otro. Luego, condujeron los camiones desde Burbank hasta Mountain View, California . Las unidades y las cintas permanecieron almacenadas durante aproximadamente un año mientras se buscaba financiación para el proyecto.

Dado que el equipo necesitaba un espacio con calefacción y refrigeración adecuadas, además de un lavabo, los edificios vacíos disponibles fuera de la entrada del Centro de Investigación Ames se redujeron a dos: una barbería y un restaurante McDonald's que había cerrado semanas antes. La barbería era relativamente pequeña, por lo que trabajar allí habría requerido almacenar las cintas en un almacén aparte. Por otro lado, el antiguo McDonald's era mucho más grande, tenía buena iluminación, suministro eléctrico suficiente, aire acondicionado y aparcamiento. Resultó que el edificio necesitaba algunas mejoras en el cableado eléctrico. En julio de 2008, el equipo se mudó al antiguo McDonald's (Edificio 596), ahora conocido como "McMoon's".

Wingo y Cowing pronto encontraron en Ken Zin, un veterano del ejército estadounidense con amplia experiencia en el manejo de grabadoras analógicas, incluyendo la serie FR-900, la fuente de información más experta. Casualmente, el hermano de Zin trabajaba en el Centro de Investigación Ames de la NASA, y fue gracias a esta coincidencia que Wingo y Cowing se pusieron en contacto con él. Con la ayuda de Ken Davidian, de la sede central de la NASA, en 2008 se consiguió financiación para un proyecto piloto que demostrara la posibilidad de reparar las unidades y recuperar las imágenes de las cintas originales. La primera tarea consistió en desmontar y limpiar metódicamente las unidades de cinta. Mientras tanto, Zin comenzó a probar los sistemas de las unidades y a elaborar listas de componentes para reemplazar y reacondicionar. Las piezas para las unidades se adquirieron en eBay, tiendas de componentes electrónicos en línea y otros lugares.

Wingo y Cowing se volcaron en la gestión del proyecto: encargaron piezas, administraron fondos, buscaron equipos en desguaces, investigaron empresas de reacondicionamiento y reclutaron aliados. Empezó a enviar un boletín informativo por correo electrónico, que más tarde se convirtió en un blog, MoonViews.com, y a publicar fotos en la página de Facebook del proyecto . Se reclutaron estudiantes en prácticas de la cercana Universidad Estatal de San José , y el equipo solicitó ayuda a empleados jubilados y en activo de Ampex , así como a blogueros con audiencias que pudieran aportar su granito de arena. Parecía que cada día llegaba un nuevo visitante a McMoon's, como la Dra. Lisa Gaddis del proyecto del USGS para digitalizar las películas del Lunar Orbiter, y Charlie Byrne, quien redactó el memorándum recomendando que los datos del Lunar Orbiter se almacenaran en cinta magnética. El proyecto fue reseñado en Los Angeles Times , ^{[ 4 ]} Computerworld , ^{[ 12 ]} National Geographic , ^{[ 13 ]} Associated Press , ^{[ 14 ]} American Libraries , ^{[ 15 ]} noticias locales, ^{[ 16 ]} y numerosos blogs. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]} El proyecto fue financiado por la NASA, SkyCorp, SpaceRef Interactive y particulares. ^{[ 20 ]}

En cada noticia se incluía el mensaje de que las imágenes son una pieza vital de la historia, pero más allá de eso, que contienen datos científicos de una época, un lugar y una calidad que no se han repetido. Estas imágenes pueden ayudar en la investigación actual sobre la Luna y el clima de la Tierra. Incluso podría haber otros datos perdidos de la misma época, grabados con las mismas cintas magnéticas, que podrían beneficiarse de los esfuerzos del equipo LOIRP. ^{[ 4 ] [ 12 ] [ 21 ]}

Poco después de mudarse a McMoon's, un grupo de estudiantes de la Academia de Astrobiología de la NASA fue reclutado para sacar todas las cintas de las cajas y ponerlas en orden. Cada cinta tarda aproximadamente una hora en reproducirse en la unidad de cinta y contiene una imagen de alta resolución y una imagen de resolución media. ^{[ 22 ]} Cuando se archivó a principios de la década de 1970, cada carrete de cinta fue etiquetado, envuelto en una bolsa de plástico transparente, encerrado en una lata de mu-metal y sellado con cinta de plástico amarilla. Se han colocado etiquetas adicionales en el exterior del contenedor de cinta. Cada cinta está etiquetada con un código que generalmente consta de dos letras y dos números, por ejemplo: MT_19, WT_45 y GT_46. Uno de los estudiantes de la Academia de Astrobiología se dio cuenta de que la primera letra indicaba qué estación terrestre registró los datos en la cinta en ese contenedor: "M" indica que la cinta fue grabada en Madrid, España ; "W" indica que la cinta fue grabada en Woomera, Australia ; y la "G" indica que la cinta se grabó en Goldstone, California . Esta suposición se confirmó cuando el equipo escuchó la pista de audio al comienzo de algunas de las cintas, donde el operador de la estación terrestre recita información sobre la cinta y la grabación. En las cintas marcadas con una "M", el operador tiene un marcado acento español. En las cintas marcadas con una "W", el operador tiene un marcado acento australiano. En las cintas marcadas con una "G", el operador habla con acento estadounidense. A veces, la pista de audio capta a un operador de una estación de seguimiento hablando con un operador de otra estación de seguimiento. El audio inicial de cada cinta incluye la fecha en que se grabó tanto en hora local como en hora universal.

En un sistema de unidad de cinta magnética completo y en funcionamiento, los cabezales de la unidad aplican un campo magnético muy específico a la cinta; esta induce entonces un cambio en la corriente eléctrica, que se captura. Los datos de las cintas del Lunar Orbiter se procesan mediante un demodulador y un convertidor analógico-digital para que puedan introducirse en un ordenador para su procesamiento digital. Cada imagen se divide en franjas en la cinta, por lo que el ordenador se utiliza para unir las franjas y crear una imagen completa. ^{[ 22 ]}

Una vez que el proyecto comenzó en serio en julio de 2008, los resultados llegaron rápidamente. En solo un par de semanas, la primera unidad de cinta se había encendido, aunque era evidente que muchas piezas aún necesitaban ser reemplazadas. ^{[ 23 ]} Otra semana de limpieza y pruebas reveló que entre las cuatro unidades y lotes de piezas de repuesto había suficientes fuentes de alimentación en buen estado para hacer funcionar una de las unidades de cinta, y había al menos un cabezal en funcionamiento para la unidad. ^{[ 24 ]} El cabezal es el mecanismo que toca la cinta y lee y escribe datos, por lo que es absolutamente crítico; en el caso de las unidades de cinta Ampex FR-900, los cabezales no se fabricaron después de 1974, no se pueden reemplazar y solo pueden ser reacondicionados a un costo muy elevado por una pequeña empresa. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

Tras otro mes de reparación y sustitución de piezas, pruebas y ajustes de mecanismos, el proyecto obtuvo el primer resultado positivo: las cintas estaban en buen estado. Cada cinta comienza con un breve clip de audio estándar del operador, y las unidades de cinta pudieron leer la señal de audio. ( Escuche una muestra del audio ). Si bien esto no utiliza los cabezales de vídeo necesarios para leer los datos del Lunar Orbiter desde la cinta, demostró que las cintas no se habían deteriorado y que muchos de los subsistemas de la unidad de cinta funcionaban correctamente. ^{[ 27 ]}

La documentación de las unidades de cinta estaba prácticamente incompleta, lo que impedía al equipo comprender la forma correcta de repararlas, mantenerlas y utilizarlas. La búsqueda de documentación fue exhaustiva y, por lo general, decepcionante, ya que a menudo resultaba que ingenieros jubilados o de edad avanzada simplemente habían vaciado sus garajes recientemente. En una publicación de blog, Dennis Wingo comentó: «No puedo decirles cuántas veces hemos escuchado historias similares de manuales desechados recientemente en los últimos seis meses». Justo en el momento oportuno, el equipo se enteró, a través de un conocido, de que el jefe jubilado de ingeniería de campo de Ampex había salvado una valiosa cantidad de documentación de mantenimiento almacenada en tarjetas perforadas (microfilm incrustado en tarjetas perforadas de computadora) . Esta documentación permitiría al equipo comprender los procedimientos correctos para reparar las unidades de cinta y alinear la mecánica. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

En este punto de la restauración, la demodulación de las cintas se había convertido en el mayor problema. El equipo no estaba seguro de si la placa de demodulación que venía con el sistema era la correcta, si necesitaban una diferente o si necesitaban esta y otra. Al mismo tiempo, descubrieron una cinta que, por el clip de audio inicial, parecía contener una grabación demodulada de una de las imágenes. Esto fue un golpe de suerte, ya que significaba que no se necesitaría un demodulador para generar imágenes a partir de esta cinta. Si el equipo lograba recuperar esta imagen, el proyecto demostraría que "la unidad se puede reacondicionar hasta el punto de reproducir una cinta de forma fiable". ^{[ 27 ]} El trabajo continuó, y el equipo acuñó el término "tecnoarqueología" para describir el proceso de investigación de qué cinta contenía qué imagen.

El 13 de noviembre de 2008, la NASA celebró una conferencia de prensa y anunció la publicación de la primera imagen restaurada: una impactante imagen de la Tierra, tomada el 23 de agosto de 1966, vista por primera vez desde la Luna. Este fue un hito importante que demostró que tanto las cintas como las unidades de cinta estaban en buen estado. El análisis preliminar mostró que la imagen tenía "cuatro veces el rango dinámico de la imagen original en película y hasta el doble de la resolución máxima". ^{[ 30 ]} La Dirección de Misiones de Sistemas de Exploración de la NASA (ESMD) había patrocinado al equipo hasta entonces con una pequeña subvención de 100 000 dólares. Con estos resultados, se liberaron más fondos: otros 150 000 dólares para completar una restauración importante de las unidades y crear el hardware de demodulación necesario para las demás cintas. Gregory Schmidt, subdirector del Instituto de Ciencias Lunares de la NASA en Ames, dijo: "Ahora que hemos demostrado la capacidad de recuperar imágenes, nuestro objetivo es completar la restauración de las unidades de cinta y avanzar hacia la recuperación de todas las imágenes en las cintas restantes". ^{[ 31 ]}

En un mes, llegó la siguiente ronda de financiación y la restauración comenzó en serio. ^{[ 32 ]} Los cabezales, el cabrestante y los motores del rotor estaban siendo restaurados por dos empresas diferentes. Se descubrió nueva documentación sobre la demodulación y el equipo comenzó a construir una placa a mano. Se fabricaron correas a medida para reemplazar las antiguas. Se escribió software para procesar las imágenes digitales. El mayor gasto fueron los cabezales, que costaron alrededor de 8000 dólares cada uno para ser reacondicionados.

El 21 de marzo de 2009, el equipo anunció que había recuperado una imagen sin demodular de una de las cintas, utilizando el sistema de demodulación recientemente perfeccionado. La imagen, del cráter Copérnico , fue tomada por la sonda Lunar Orbiter 2 el 24 de noviembre de 1966. El científico de la NASA Martin Swetnick fue citado en un artículo de la revista Time de 1966, calificando esta imagen como "una de las mejores fotografías del siglo". ^{[ 33 ]}

Para abril, el equipo había digitalizado 30 imágenes. ^{[ 16 ]} Un par de meses después, un artículo en Computerworld reveló que el proyecto había recibido una nueva subvención de 600 000 dólares y esperaba digitalizar completamente todas las imágenes para febrero de 2010. La mayor parte de la nueva financiación provino de la NASA, pero alrededor del 10 % provino de otros donantes. ^{[ 12 ]} Esta nueva financiación permitió al equipo restaurar una segunda unidad de cinta para que funcionara completamente en noviembre de 2009, lo que hizo que el proceso de restauración de las imágenes fuera mucho más rápido. ^{[ 34 ]}

Los cabezales Ampex FR-900 fueron reacondicionados por Videomagnetics de Colorado Springs, Colorado, la única empresa en el mundo que aún reacondicionaba cabezales de video Ampex y RCA Quadruplex. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

Para abril de 2017, todas las imágenes se habían entregado al Sistema de Datos Planetarios (PDS) de la NASA, un repositorio digital para datos de misiones y apoyo terrestre de la NASA. La revisión por pares de la presentación de LOIRP al PDS comenzó en mayo de 2017. Los volúmenes de datos en línea de LOIRP fueron publicados para acceso público por la NASA en el Nodo de Cartografía y Ciencias de la Imagen del PDS el 31 de enero de 2018. ^{[ 3 ]}

• Cintas perdidas del Apolo 11
• El International Cometary Explorer , una nave espacial en órbita solar, fue contactada nuevamente en 2014 por muchos de los miembros del equipo de recuperación de cintas del Lunar Orbiter.

Publicaciones

• Byrne, CJ (6 de julio de 1965). Grabación en cinta de imágenes del orbitador lunar (PDF) (Informe). Bellcom, Inc. TM-65-1012-6; N79-72860. Archivado del original (PDF) el 11 de mayo de 2014.
• Wingo, DR; Byrne, CJ (marzo de 2011). Análisis de imágenes del orbitador lunar recuperadas de cinta analógica . 42.ª Conferencia de Ciencias Lunares y Planetarias. 7-11 de marzo de 2011. The Woodlands, Texas. pág.  2085. Bibcode : 2011LPI....42.2085W . Contribución LPI n.º 1608.
• Wingo, DR; Cowing, KL; Epps, A. (17 de julio de 2012). "Comparación del levantamiento central de LO Copernicus con el mosaico LROC de LRO" (PDF) . MoonViews .

Noticias

• Bierend, Doug (23 de abril de 2014). "Los hackers que recuperaron las fotos lunares perdidas de la NASA" . Wired .
• Borenstein, Seth (13 de noviembre de 2008). "Fotografías lunares perdidas hace mucho tiempo vuelven a brillar" . USA Today . Associated Press.
• Díaz, Jesús (16 de noviembre de 2008). "La NASA amplía la imagen de la Luna de 1966 a una asombrosa resolución ultra alta" . Gizmodo .
• Riebeek, Holli (15 de noviembre de 2008). "Salida de la Tierra 1966" . NASA.gov .
• Terdiman, Daniel (13 de noviembre de 2008). "La NASA presenta un proyecto de recuperación de imágenes lunares" . CNET .

• Sitio web oficial
• Volúmenes de datos en línea del proyecto de recuperación de imágenes del orbitador lunar de la NASA/JPL
• McMoon's en el Centro de Investigación Ames: 37°24′34″N 122°03′17″W / 37.4094°N 122.0548°W / 37.4094; -122.0548