Programme Lunar Orbiter : Lunar Orbiter 3 décolle du complexe de lancement 13 de Cap Canaveral pour sa mission d'identification de sites d'atterrissage possibles pour les engins spatiaux Surveyor et Apollo.
Le Lunar Orbiter 3 était un vaisseau spatial lancé par la NASA en 1967 dans le cadre du programme Lunar Orbiter. Il a été conçu principalement pour photographier des zones de la surface lunaire afin de confirmer les sites d'atterrissage sûrs pour les missions Surveyor et Apollo. Il était également équipé pour collecter des données sur la sélénodétique, l'intensité du rayonnement et l'impact des micrométéoroïdes.
Le vaisseau spatial a été placé sur une trajectoire cislunaire et injecté sur une orbite lunaire elliptique quasi-équatoriale le 8 février à 21h54 TU. L'orbite était de 210,2 sur 1 801,9 kilomètres (130,6 mi 1 119,6 mi) avec une inclinaison de 20,9 degrés et une période de 3 heures 25 minutes. Après quatre jours (25 orbites) de suivi, l'orbite a été changée en 55 par 1 847 kilomètres (34 mi 1 148 mi). Le vaisseau spatial a acquis des données photographiques du 15 au 23 février 1967 et la lecture a eu lieu jusqu'au 2 mars 1967. Le mécanisme d'avance du film a montré un comportement erratique pendant cette période, ce qui a conduit à la décision de commencer la lecture des images plus tôt que prévu. Les images ont été lues avec succès jusqu'au 4 mars, date à laquelle le moteur d'avance du film a brûlé, laissant environ 25% des images sur la bobine réceptrice, incapables d'être lues.
Au total, 149 images de résolution moyenne et 477 images de haute résolution ont été renvoyées. Les images étaient d'excellente qualité avec une résolution jusqu'à 1 mètre (3 pieds 3 pouces). Inclus était un cadre du site d'atterrissage Surveyor 1, permettant l'identification de l'emplacement de l'engin spatial à la surface. Des données précises ont été acquises à partir de toutes les autres expériences tout au long de la mission. Le vaisseau spatial a été utilisé à des fins de suivi jusqu'à ce qu'il heurte la surface lunaire sur commande à 14,3 degrés de latitude N, 97,7 degrés de longitude Ouest (coordonnées sélénographiques) le 9 octobre 1967.
Le programme Lunar Orbiter était une série de cinq missions d'orbiteur lunaire sans équipage lancées par les États-Unis de 1966 à 1967. Destinés à aider à sélectionner les sites d'atterrissage d'Apollo en cartographiant la surface de la Lune, ils ont fourni les premières photographies de l'orbite lunaire et photographié à la fois la Lune et La terre.
Les cinq missions ont été couronnées de succès et 99% de la surface lunaire a été cartographiée à partir de photographies prises avec une résolution de 60 mètres (200 pieds) ou mieux. Les trois premières missions ont été consacrées à l'imagerie de 20 sites potentiels d'atterrissage lunaire avec équipage, sélectionnés sur la base d'observations terrestres. Ceux-ci ont volé sur des orbites à faible inclinaison. Les quatrième et cinquième missions ont été consacrées à des objectifs scientifiques plus larges et ont été effectuées sur des orbites polaires à haute altitude. Lunar Orbiter 4 a photographié tout le côté visible et neuf pour cent du côté éloigné, et Lunar Orbiter 5 a complété la couverture du côté éloigné et acquis des images de résolution moyenne (20 m (66 pi)) et haute (2 m (6 pi 7 po)) de 36 zones présélectionnées. Tous les engins spatiaux Lunar Orbiter ont été lancés par des lanceurs Atlas-Agena-D.
Les Lunar Orbiters disposaient d'un système d'imagerie ingénieux, composé d'une caméra à double objectif, d'une unité de traitement de film, d'un scanner de lecture et d'un appareil de manipulation de film. Les deux objectifs, un objectif haute résolution (HR) à angle étroit de 610 mm (24 pouces) et un objectif à résolution moyenne (MR) grand angle de 80 mm (3,1 pouces), ont placé leurs expositions de cadre sur un seul rouleau de film de 70 mm. Les axes des deux caméras coïncidaient, de sorte que la zone imagée dans les cadres HR était centrée dans les zones de cadre MR. Le film a été déplacé pendant l'exposition pour compenser la vitesse du vaisseau spatial, qui a été estimée par un capteur électro-optique. Le film a ensuite été traité, numérisé et les images renvoyées sur Terre.
Au cours des missions Lunar Orbiter, les premières images de la Terre dans son ensemble ont été prises, en commençant par l'élévation de la Terre au-dessus de la surface lunaire par Lunar Orbiter 1 en août 1966. La première image complète de la Terre entière a été prise par Lunar Orbiter 5 sur 8 août 1967. Une deuxième photo de la Terre entière a été prise par Lunar Orbiter 5 le 10 novembre 1967.