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無人月面探査機ルナ・オービターは、月周回軌道上から月面 (表側、裏側) を観察・偵察・撮影するのが主な目的だった。 すなわち、月面の高解像度撮影、月面の測量、月環境の解析などである。 探査機は、直径1.5m、長さ2m、打ち上げ重量390kgで、電源は太陽電池パネルから供給される。
探査機は 1966年〜1967年にかけて5回飛ばされたが全て成功している。得られたデータはいずれも有意義なものだったが、とりわけ高解像度/高分解能の月面画像は素晴らしく、アポロ計画を始めとして多くの分野に貢献した。
Lunar Orbiter 1 〜 Lunar Orbiter 3 は、60m 又はそれ以上の解像度で月面の99%を撮影し、撮影された画像をもとに月面の地図を作成し、アポロ計画のランディング・サイトを絞り込んだ。
Lunar Orbiter 4 〜 Lunar Orbiter 5 は、別の科学目的をもって高高度から月面を撮影している。Lunar Orbiter 4 は、月の表側の全てと裏側の95%を撮影し、 Lunar Orbiter 5 は、事前に候補にあがっていた月の裏側の36のエリアを中解像度(20m)又は高解像度(2m)によって撮影したのである。
ただし、公開されたデータ、引き出しが可能なデータは限られており、月面情報が特別のものであることが実感できる。
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