Strażnik 7
 Strażnik 7
| |||||
| Typ misji | Księżycowy impaktor | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Operator | NASA | ||||
| IDENTYFIKATOR COSPAR | 1964-041A | ||||
| SATCAT nr. | 842 | ||||
| Czas trwania misji | 65,5 godziny | ||||
| Właściwości statków kosmicznych | |||||
| Producent | Laboratorium Napędów Odrzutowych | ||||
| Uruchom masę | 365,6 kg | ||||
| Wymiary | 1,52 m × 2,51 m (5,0 stóp × 8,2 stopy) | ||||
| Moc | 200 W | ||||
| Początek misji | |||||
| Data uruchomienia | 28 lipca 1964, 16:50:07 UTC | ||||
| Rakieta | Atlas LV-3 Agena-B 250D/AA9 | ||||
| Uruchom witrynę | Przylądek Canaveral LC-12 | ||||
| Księżycowy impaktor | |||||
| Data wpływu | 31 lipca 1964, 13:25:48.82 UTC | ||||
| Miejsce uderzenia |
(Między Mare Nubium a Oceanus Procellarum ) |
||||
| |||||
|
| |||||
Ranger 7 był pierwszą sondą kosmiczną Stanów Zjednoczonych , która z powodzeniem przesłała bliskie obrazy powierzchni Księżyca z powrotem na Ziemię. Był to również pierwszy w pełni udany lot programu Ranger . Wystrzelony 28 lipca 1964 r. Ranger 7 został zaprojektowany w celu osiągnięcia trajektorii uderzenia w Księżyc i przesyłania zdjęć powierzchni Księżyca w wysokiej rozdzielczości podczas ostatnich minut lotu przed uderzeniem.
Statek kosmiczny przewoził sześć kamer telewizyjnych Vidicon - dwie szerokokątne (kanał F, kamery A i B) i cztery wąskokątne (kanał P) - aby osiągnąć te cele. Kamery zostały rozmieszczone w dwóch oddzielnych łańcuchach lub kanałach, z których każdy zawierał oddzielne zasilacze, timery i nadajniki, aby zapewnić największą niezawodność i prawdopodobieństwo uzyskania wysokiej jakości obrazu wideo. Ranger 7 przesłał ponad 4300 zdjęć podczas ostatnich 17 minut lotu. Po 68,6 godzinach lotu sonda wylądowała między Mare Nubium a Oceanus Procellarum . Lądowisko to zostało później nazwane Mare Cognitum . Prędkość w chwili zderzenia wynosiła 1,62 mili na sekundę, a osiągi statku kosmicznego przerosły wszelkie oczekiwania. Na statku kosmicznym nie przeprowadzono żadnych innych eksperymentów.
Następstwa Rangera 6 i przygotowania do Rangera 7
Chociaż NASA próbowała pozytywnie wpłynąć na Rangera 6 , argumentując, że wszystko oprócz systemu kamer działało dobrze, William Coughlin, redaktor publikacji Missiles and Rockets , nazwał to „stuprocentową porażką” i dotychczasowym rekordem JPL. był „hańbą”. Misja nie zakończyła się całkowitą porażką, ale Coughlin nie był odosobniony w swojej opinii, że Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie , laboratorium non-profit i rozszerzenie California Institute of Technology (Caltech), było „miękkim” środowiskiem akademickim, pozbawionym zapału i ambicji potrzebnych do powodzenia misji. Uważał Rangera za „nieudacznika” i przez jakiś czas każdy w NASA zaangażowany w program Ranger próbował to ukryć. Mówiono również, że wysyłanie sond w górę wyłącznie w celu przesłania obrazów było bezcelowe i nie osiągnęło niczego, czego nie mógłby osiągnąć Apollo .
Wkrótce po zakończeniu misji Rangera 6 zwołano komisję rewizyjną w celu ustalenia przyczyny awarii kamery telewizyjnej. Zostało to ustalone szybko; nieumyślna aktywacja systemu telemetrii kamery podczas wynurzania była spowodowana zwarciem elektrycznym , które uszkodziło zasilanie kamer. Ale dlaczego tak się stało, było jeszcze tajemnicą, zwłaszcza jako telemetria dane odesłane z sondy mogły dostarczyć jedynie ograniczonej ilości informacji. 14 lutego 1964 r. JPL opublikował raport, w którym zauważył, że wewnętrzny przełącznik poleceń mógł zostać aktywowany przedwcześnie lub że w złączu pępowinowym na owiewce ładunku wystąpiło wyładowanie łukowe. Jednak nie było dowodów na to ostatnie ani żadnego oczywistego sposobu, w jaki mogłoby to nastąpić, i zaproponowano kilka modyfikacji systemu kamer i / lub owiewki ładunku.
Komisja przeglądowa NASA stwierdziła, że systemy Rangera 6 nie były tak redundantne, jak twierdziło JPL , że testy przed startem były niewystarczające, aw fabryce RCA w New Jersey zdarzały się przypadki samoczynnego włączania się kamer . Gdyby kamery musiały zostać całkowicie przeprojektowane od podstaw, następna misja Rangera mogłaby zostać opóźniona o prawie cały rok.
Pełny raport przedłożony Kongresowi spotkał się z krytyką ze strony kilku osób z NASA , które zauważyły, że chociaż kamery nie były redundancyjne, każdy z dziesiątek trybów awarii wzmacniacza lub statku kosmicznego mógł również spowodować brak zwrócenia jakichkolwiek obrazów telewizyjnych. Jeśli chodzi o brak odpowiednich testów przed startem, wspomnieli o incydencie z 1961 roku, kiedy Ranger 1 rozmieścił swoje panele słoneczne podczas testu naziemnego i że testy naziemne z pełną mocą 60 W zostały przerwane w Bloku II sondy w obawie przed przypadkowym zapaleniem silnika korekcji kursu środkowego na podkładce i zniszczeniem przy okazji całej rakiety nośnej.
RCA obiecała również przyjrzeć się standardom wykonania w swojej głównej fabryce w Hightstown w stanie New Jersey , kiedy badanie zapieczętowanego modułu Ranger odkryło plastikową torbę ze śrubami i podkładkami w środku. Chociaż istniało podejrzenie, że zrobił to niezadowolony pracownik, o wiele bardziej prawdopodobne było, że ktoś zrobił to przez przypadek.
Ponieważ w samych kamerach nie znaleziono oczywistej przyczyny awarii, dochodzenie przesunięto następnie na przewód elektryczny na owiewce ładunku. To złącze pępowinowe normalnie byłoby przymocowane do ziemi, aby umożliwić testowanie podsystemów Rangera, a podczas startu zakrywały je tylko cienkie drzwi na zawiasach. Jeden z pinów złącza był „gorący” i można go było łatwo zmostkować, przekazując napięcie na sąsiednie piny i aktywując system kamer telewizyjnych podczas uruchamiania. Jeśli chodzi o przyczynę, jedną z możliwości było wyładowanie elektrostatyczne , druga była pewnego rodzaju falą uderzeniową.
Alexander Bratenahl, fizyk z Wydziału Nauk Kosmicznych JPL, zasugerował, że zwarcie elektryczne było spowodowane wypuszczaniem paliwa pędnego podczas wyrzucania sekcji wspomagającej Atlas. Nie było nagrania z kamery śledzącej z tego wydarzenia podczas startu Rangera 6, które miało miejsce w pochmurny dzień, ale film z innych Atlas pokazał, że duży biały pióropusz otoczył pojazd startowy po inscenizacji. Technicy Convair potwierdzili, że 112 funtów (51 kg) LOX zostało wypuszczone z Atlasu po inscenizacji, ale chociaż teoria fali uderzeniowej wydawała się kusząca, James Kendall, inny fizyk JPL, odrzucił ją z miejsca . Pomysł A wyładowanie elektrostatyczne było również mało prawdopodobne, biorąc pod uwagę przerzedzające się powietrze i dużą wysokość Atlasu, kiedy nastąpiła inscenizacja.
Bratenahl nie ustawał i studiował więcej filmów z startów Atlasa z powiększonymi klatkami, które ujawniły błyski światła w pióropuszu po inscenizacji. Kolejny telefon do Convair ujawnił, że podczas inscenizacji również zrzucono 67 funtów (30 kg) RP-1 i że wydech silnika podtrzymującego Atlasa zapalił chmurę paliwa , powodując te błyski. Ponieważ drzwi pępowinowe na osłonie ładunku były utrzymywane na miejscu tylko za pomocą cienkiego mechanizmu zatrzaskowego, gorące gazy z zapalającego się paliwa mogły zetknąć się ze złączem elektrycznym i spowodować zwarcie. Nieumyślna aktywacja systemu telemetrii podczas startu nastąpiła prawie jednocześnie z odrzuceniem dopalacza w czasie T + 140 sekund. W ten sposób można zamknąć książkę na temat przyczyny awarii Rangera 6.
Wśród zmian wprowadzonych w Ranger 7 znalazły się nowe procedury zastosowania testów pełnej mocy do statku kosmicznego poza platformą startową, gdzie nie było ryzyka aktywacji silnika korekcji kursu środkowego na szczycie w pełni zatankowanej Atlas- Agena .
Laboratorium Napędu Odrzutowego pierwotnie chciało, aby Ranger 7 uderzył w ten sam ogólny obszar co Ranger 6 , aby można było sfotografować krater uderzeniowy, ale warunki oświetleniowe w lipcu nie byłyby sprzyjające, więc zamiast tego zdecydowali się wybrać mało znany obszar 11 stopni na południe od równika Księżyca w pobliżu Morza Burz . Sonda została wysłana na Przylądek Canaveral w połowie czerwca wraz z Atlasem 250D i Ageną 6009.
Projekt statku kosmicznego
.jpg)
Rangers 6 , 7, 8 i 9 były nazywane wersjami Block 3 statku kosmicznego Ranger. Statek kosmiczny składał się z sześciokątnej aluminiowej podstawy ramy o średnicy 1,5 metra (4 stopy 11 cali), na której zamontowano napęd i jednostki napędowe, zwieńczonej ściętą stożkową wieżą, na której znajdowały się kamery telewizyjne. Dwa skrzydła paneli słonecznych, każde o szerokości 739 milimetrów (29,1 cala) i długości 1537 milimetrów (60,5 cala), rozciągały się od przeciwległych krawędzi podstawy na pełną rozpiętość 4,6 metra (15 stóp), a także wycelowana antena talerzowa o dużym wzmocnieniu została zawias zamontowany w jednym z rogów podstawy z dala od paneli słonecznych. Cylindryczna antena quasi-dookólna została umieszczona na szczycie stożkowej wieży. Całkowita wysokość statku kosmicznego wynosiła 3,6 metra (12 stóp).
Napęd do korekty trajektorii w połowie kursu zapewniał monopropelentowy silnik hydrazynowy o ciągu 224 N z czterema łopatkami odrzutowymi. Kontrola orientacji i położenia wokół trzech osi była możliwa dzięki dwunastu dyszom gazowego azotu połączonym z systemem trzech żyroskopów, czterech głównych czujników Słońca, dwóch drugorzędnych czujników Słońca i czujnika Ziemi. Zasilanie zapewniało 9792 krzemowych ogniw słonecznych zawarte w dwóch panelach słonecznych, co daje łączną powierzchnię układu 2,3 metra kwadratowego (25 stóp kwadratowych) i wytwarza 200 W. Dwa akumulatory AgZnO o pojemności 1200 watogodzin o napięciu znamionowym 26,5 V i pojemności wystarczającej na 9 godzin pracy zapewniały zasilanie dla każdego z oddzielne łańcuchy kamer komunikacyjnych/telewizyjnych. Dwie baterie AgZnO o pojemności 1000 Wh przechowywały energię potrzebną do operacji statku kosmicznego.
Komunikacja odbywała się przez quasiomnikierunkową antenę o niskim zysku i paraboliczną antenę o dużym zysku . Nadajniki na pokładzie statku kosmicznego obejmowały kanał telewizyjny F o mocy 60 W przy 959,52 MHz , kanał telewizyjny P o mocy 60 W przy 960,05 MHz i kanał transpondera o mocy 3 W 8 przy 960,58 MHz. Sprzęt telekomunikacyjny przekształcił kompozytowy sygnał wideo z nadajników kamer na RF do późniejszej transmisji przez antenę statku kosmicznego o dużym wzmocnieniu. Zapewniono wystarczającą przepustowość wideo, aby umożliwić szybkie sekwencje kadrowania zarówno wąsko-, jak i szerokokątnych obrazów telewizyjnych.
Profil misji
6 lipca Ranger 7 zakończył testy naziemne i został umieszczony na szczycie wzmacniacza. 9 lipca NASA spotkała się i uznała, że wzmacniacz i statek kosmiczny są w pełni gotowe do startu, który miał się odbyć 27 lipca.
Pierwsze odliczanie 27 lipca nie powiodło się z powodu wadliwego akumulatora w Atlasie i problemu z naprowadzaniem naziemnym. Następnego dnia wszystko poszło gładko i Ranger 7 wystartował z LC-12 o 12:50 czasu wschodniego. Podczas tego startu pogoda była czysta i bezchmurna, a kamery śledzące obserwowały inscenizację Atlasu. Spodziewana chmura paliwa otoczyła wzmacniacz, ale tym razem nie wystąpiły żadne anomalie. Trzydzieści minut po starcie Agena uruchomiła się ponownie, aby przyspieszyć Ranger 7 na trajektorii w kierunku Księżyca.
Trajektoria lotu Rangera 7 była dość dokładna, ale nadal potrzebna byłaby krótka korekta kursu w połowie kursu, aby zapewnić uderzenie w Morze Burz zamiast po drugiej stronie Księżyca, co zostało przeprowadzone wczesnym rankiem 29 lipca. okres dla kamer telewizyjnych byłby wykonywany wcześniej i krócej niż w przypadku Rangera 6 . W obawie przed zagrożeniem misji kontrolerzy naziemni zdecydowali, że orientacja sondy jest wystarczająco akceptowalna i nie będą ryzykować manewrowania silnikami sterującymi położeniem, aby uzyskać lepszy kąt. O godzinie 06:09 PDT pierwsze obrazy wideo dotarły na Ziemię.
Gdy Ranger 7 pędził w kierunku powierzchni Księżyca , działanie kamery telewizyjnej pozostało normalne. Obrazy pokrytej kraterami powierzchni Księżyca nadal docierały z powrotem do siedziby JPL w Pasadenie w Kalifornii i ostatecznie o 6:25 nastąpiło uderzenie i wszystkie sygnały z sondy ustały. W reżyserce JPL odbywała się „ekskluzywna uroczystość”. Ranger 7 dostarczył pierwsze zdjęcia powierzchni Księżyca z bliskiej odległości i „bardziej niż cokolwiek innego, nawet załogowe misje na Merkurym , w końcu cofnęły żądło, które Amerykanie odczuli podczas startu Sputnika 1 ”.
Zdjęcia zwrócone z sondy wykazały, że Księżyc był najprawdopodobniej „bardzo skalisty i skalisty z wszędzie gruzem”. Po rozmowie z mediami urzędnicy NASA zostali zasypani oczywistym pytaniem – czy Księżyc ma wystarczająco solidną powierzchnię, aby ludzie mogli bezpiecznie na niej wylądować? Geolog Gerard Kuiper odpowiedział, że sądząc po zdjęciach, wydaje się prawdopodobne, że przynajmniej część Księżyca była wystarczająco gładka, aby wylądować na niej statek kosmiczny. Jednak rzeczywistej twardości powierzchni nie można było określić z całą pewnością, dopóki nie wykonano miękkiego lądowania. Niemniej jednak obrazy Rangera 7 zdawały się sugerować, że był wystarczająco solidny.
Ranger 7 dotarł do Księżyca 31 lipca. Kanał F rozpoczął jednominutową rozgrzewkę 18 minut przed uderzeniem. Pierwsze zdjęcie wykonano o 13:08:45 UT na wysokości 2110 km. Transmisja 4308 zdjęć doskonałej jakości nastąpiła w ciągu ostatnich 17 minut lotu. Ostateczny obraz wykonany przed uderzeniem ma rozdzielczość 0,5 metra. Sonda napotkała powierzchnię Księżyca w ruchu bezpośrednim wzdłuż trajektorii hiperbolicznej, z nadchodzącym kierunkiem asymptotycznym pod kątem -5,57 stopnia od równika Księżyca. Płaszczyzna orbity była nachylona pod kątem 26,84 stopnia do równika księżycowego. Po 68,6 godzinach lotu Ranger 7 uderzył w obszar między Mare Nubium i Oceanus Procellarum (później nazwany Mare Cognitum ) w . (Miejsce uderzenia jest wymienione jako 10,63 S, 20,66 W we wstępnym raporcie „Ranger 7 Photographs of the Moon”.) Zderzenie nastąpiło o 13:25:48,82 UT przy prędkości 2,62 km / s. Wydajność statku kosmicznego była doskonała, a sukces misji w końcu przyniósł odwrócenie losów NASA po niekończącym się szeregu awarii sond księżycowych od 1958 roku.
Ranger 7 jest uznawany za zapoczątkowanie tradycji „orzeszków ziemnych” na stacjach dowodzenia NASA . Po sukcesie Rangera 7 zauważono, że ktoś w pokoju kontrolnym jadł orzeszki ziemne. Od 1964 roku reżyserki uroczyście otwierają pojemnik z orzeszkami ziemnymi na szczęście i tradycję.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
