WikiDer > Рейнджер 7

Ranger 7

Рейнджер 7
Космический корабль
Рейнджер 7
Тип миссииЛунный ударник
ОператорНАСА
COSPAR ID1964-041A
SATCAT нет.842
Продолжительность миссии65,5 часов
Свойства космического корабля
ПроизводительЛаборатория реактивного движения
Стартовая масса365,7 кг (806 фунтов)
Габаритные размеры1,52 м × 2,51 м (5,0 футов × 8,2 футов)
Мощность200 Вт
Начало миссии
Дата запуска28 июля 1964 г., 16:50:00 (1964-07-28UTC16: 50Z) универсальное глобальное время
РакетаАтлас LV-3 Agena-B 250D / AA9
Запустить сайтмыс Канаверал LC-12
Лунный ударник
Дата воздействия31 июля 1964 г., 13:25: 48.82 (1964-07-31UTC13: 25: 49Z) универсальное глобальное время
Место воздействия10 ° 38′02 ″ ю.ш. 20 ° 40′38 ″ з.д. / 10,6340 ° ю.ш.20,6771 ° з. / -10.6340; -20.6771[1]
(Между Маре Нубиум и Oceanus Procellarum)
 

Рейнджер 7 был первым Космический зонд из Соединенные Штаты для успешной передачи близких изображений лунная поверхность обратно на Землю. Это также был первый полностью успешный полет Программа рейнджеров. Запущенный 28 июля 1964 года, Ranger 7 был разработан для достижения траектории столкновения с Луной и передачи фотографий лунной поверхности с высоким разрешением в последние минуты полета до столкновения.

Космический корабль нес шесть телевизионных видикон камеры - две широкоугольные (канал F, камеры A и B) и четыре узкоугольные (канал P) - для достижения этих целей. Камеры были организованы в две отдельные цепи или каналы, каждый из которых был автономным с отдельными источниками питания, таймерами и передатчиками, чтобы обеспечить максимальную надежность и вероятность получения высококачественных видеоизображений. Рейнджер 7 передал более 4300 фотографий за последние 17 минут своего полета. После 68,6 часов полета космический корабль приземлился между Маре Нубиум и Oceanus Procellarum. Это место посадки было позже названо Mare Cognitum. Скорость при ударе составляла 1,62 мили в секунду, и характеристики космического корабля превзошли все ожидания.[2] Никаких других экспериментов на корабле не проводилось.[3]

Последствия Ranger 6 и подготовка к Ranger 7

Система камер Ranger 7.

Несмотря на то что НАСА попытался положительно повлиять на Рейнджер 6 на том основании, что все, кроме камеры, работало хорошо, Уильям Кафлин, редактор публикации Ракеты и ракеты, назвал это «стопроцентным провалом», а рекорд JPL до сих пор был «позором». Миссия не закончилась полным провалом, но не только Кафлин, по его мнению, Лаборатория реактивного движения в Пасадена, некоммерческая лаборатория и расширение Калифорнийский технологический институт (Калифорнийский технологический институт) представлял собой «мягкую» академическую среду без стремления или амбиций, необходимых для успеха миссий. Он считал Рейнджера «неудачником», и какое-то время все сотрудники НАСА, участвующие в программе Рейнджеров, пытались это скрыть. Также было сказано, что посылать зонды с единственной целью - возвращать изображения бессмысленно и ничего такого, что Аполлон также не удалось добиться.

Вскоре после Рейнджер 6По завершении миссии была созвана комиссия для выяснения причины отказа телекамеры. Это было решено быстро; непреднамеренная активация системы телеметрии камеры во время всплытия была вызвана электрическое короткое замыкание это повредило блок питания для камер. Но почему это произошло, оставалось загадкой, тем более что телеметрия данные, отправленные от зонда, могут предоставить лишь ограниченный объем информации. 14 февраля 1964 года JPL выпустила отчет, в котором отмечалось, что внутренний командный переключатель мог сработать преждевременно или возникла дуга в шлангокабеле на обтекателе полезной нагрузки. Однако не было никаких свидетельств того, что последнее происходит или какой-либо очевидный способ, которым это могло произойти, и было предложено несколько модификаций системы камеры и / или обтекателя полезной нагрузки.

В НАСА Комиссия по обзору обнаружила, что системы Ranger 6 не были такими избыточными, как JPL утверждал, что предстартовые испытания были неадекватными, и были случаи, когда камеры включались в RCA посадить в Нью-Джерси. Если бы камеры пришлось полностью переделать с нуля, следующую миссию Рейнджера можно было бы отложить почти на целый год.

Полный отчет, представленный Конгресс подвергся критике со стороны нескольких человек в НАСА, отмечая, что, хотя камерам не хватало резервирования, любой из десятков режимов отказа в ускорителе или космическом корабле также может привести к невозможности возврата каких-либо телевизионных изображений. Что касается отсутствия надлежащих предстартовых испытаний, они подняли инцидент еще в 1961 году с Рейнджер 1 развертывание солнечных панелей во время наземных испытаний, и что наземные испытания с полной мощностью 60 Вт были прекращены на Блок II зонды из-за опасения случайно воспламенить двигатель коррекции в середине пути на пусковой площадке и уничтожить при этом всю ракету-носитель.

RCA также пообещала изучить стандарты качества на своем основном заводе в г. Хайтстаун, Нью-Джерси, при осмотре опломбированного модуля «Рейнджер» обнаружил пластиковый пакет с винтами и шайбами ​​внутри. Хотя существовало подозрение, что это было сделано недовольным сотрудником, гораздо более вероятно, что кто-то сделал это случайно.

Поскольку в самих камерах не было обнаружено очевидной причины неисправности, расследование перешло к электрическому шлангокабелю на обтекателе полезной нагрузки. Этот соединитель шланга обычно крепится на земле, чтобы можно было проверить подсистемы Рейнджера, и только тонкая дверца на петлях закрывала его во время запуска. Один из контактов разъема был «горячим», и его можно было легко перемкнуть, передавая Напряжение к соседним контактам и активируя ТВ камера система во время запуска. Что касается причины этого, одна возможность была электростатический разряд, другой был какой-то ударной волной.

Александр Братеналь, физик из отдела космических наук JPL, предположил, что короткое замыкание было вызвано выбросом топлива во время выбрасывания секции ускорителя Atlas. Во время запуска Рейнджера 6, который произошел в пасмурный день, не было видео с камеры слежения за этим событием. Атлас запуски показали, что после постановки ракету окутал большой белый шлейф. Технические специалисты Convair подтвердили, что 112 фунтов (51 кг) LOX были выпущены из Атласа после постановки, но, хотя теория ударных волн казалась заманчивой, Джеймс Кендалл, другой JPL физик, сразу отклонил это. Идея электростатический разряд также маловероятно, учитывая разреженный воздух и большую высоту Атласа, когда происходила постановка.

Братеналь настаивал и изучал больше фильмов о Атлас запускает с увеличенными кадрами, на которых видны световые вспышки в шлейфе пост-постановки. Другой телефонный звонок в Convair показал, что 67 фунтов (30 кг) RP-1 были сброшены во время постановки и что выхлоп маршевого двигателя Atlas воспламенил пропеллент облако, производящее эти вспышки. Поскольку дверца шлангокабеля на кожухе полезной нагрузки удерживалась на месте только с помощью тонкого фиксирующего механизма, горячие газы от воспламеняющегося пороха могли попасть в электрический разъем и вызвать короткое замыкание. Непреднамеренная активация телеметрической системы во время запуска произошла почти одновременно с сбросом ракеты-носителя в момент T + 140 секунд. На этом книга может быть закрыта о причине провала Рейнджера 6.

Среди изменений, внесенных в Ranger 7, были новые процедуры для проведения испытаний на полной мощности космического корабля за пределами стартовой площадки, где не было риска активации двигателя коррекции в середине курса поверх полностью заправленного топливом. Атлас-Агена.

Лаборатория реактивного движения изначально хотела, чтобы Рейнджер 7 столкнулся с той же областью, что и Рейнджер 6 Таким образом, ударный кратер можно было сфотографировать, но условия освещения в июле не были бы благоприятными, поэтому вместо этого они решили отправиться в малоизвестный район в 11 градусах к югу от Экватор Луны рядом с Море бурь. Зонд был отправлен в мыс Канаверал в середине июня вместе с Atlas 250D и Agena 6009.

Дизайн космического корабля

Запуск Атлас Аджена B с Рейнджером 7.

Рейнджерс 6, 7, 8, и 9 были названы версиями Block 3 космического корабля Ranger. Космический корабль состоял из шестиугольной алюминиевой рамной основы диаметром 1,5 м, на которой были установлены двигательные и силовые агрегаты, увенчанная башней в форме усеченного конуса, на которой размещались телекамеры. Два крыла солнечной панели, каждое шириной 739 мм и длиной 1537 мм, выходили из противоположных краев основания на полный размах 4,6 м, а на одном из углов основания на шарнире устанавливалась направляемая тарелочная антенна с высоким коэффициентом усиления. солнечные панели. Цилиндрическая квази-всенаправленная антенна была установлена ​​на вершине конической башни. Общая высота космического корабля составляла 3,6 м.[3]

Движение для коррекции средней траектории обеспечивалось монотопливным гидразиновым двигателем тягой 224 Н с четырехстворчатым векторным управлением. Ориентация и управление ориентацией вокруг трех осей обеспечивались двенадцатью струями газообразного азота, соединенными с системой из трех гироскопов, четырех основных датчиков Солнца, двух вторичных датчиков Солнца и датчика Земли. Питание осуществлялось от 9792 кремния. солнечные батареи содержащиеся в двух солнечных панелях, что дает общую площадь массива 2,3 квадратных метра и мощность 200 Вт. Две батареи AgZnO мощностью 1200 ватт-часов с номинальным напряжением 26,5 В и емкостью в течение 9 часов работы обеспечивают питание каждого отдельного устройства связи / телевизора. цепи для фотоаппаратов. Две батареи AgZnO емкостью 1000 ватт-часов сохраняли энергию для работы космического корабля.[3]

Связь осуществлялась через квазионаправленную антенну с низким коэффициентом усиления и параболическую антенна с высоким коэффициентом усиления. Передатчики на борту космического корабля включали телеканал F мощностью 60 Вт на 959,52МГц, телевизионный канал P мощностью 60 Вт на частоте 960,05 МГц и канал транспондера мощностью 3 Вт на частоте 960,58 МГц. Телекоммуникационное оборудование преобразовало композитный видеосигнал от передатчиков камер в РФ сигнал для последующей передачи через антенну с большим усилением космического корабля. Была предоставлена ​​достаточная полоса пропускания видеосигнала, чтобы обеспечить быстрое кадрирование последовательностей как узко-, так и широкоугольных телевизионных изображений.[3]

Профиль миссии

Первое изображение Луна сделанный космическим кораблем США. Большой кратер в центре справа - это Альфонс
Последний снимок Рейнджера 7, сделанный на высоте 488 м над уровнем моря. Луна, показывает детали размером 38 см в диаметре. Рисунок справа - результат удара космического корабля во время передачи.

6 июля Ranger 7 завершил наземные испытания и был установлен на ракете-носителе. 9 июля НАСА Комитет встретился и признал ракету-носитель и космический корабль полностью готовыми к запуску, намеченному на 27-е.[3]

Первый обратный отсчет 27 июля не удался из-за неисправной батареи в «Атласе» и проблемы с наземным оборудованием наведения. На следующий день все прошло гладко, и Ranger 7 стартовал с LC-12 в 12:50 EST. Погода во время этого запуска была ясной и безоблачной, и за постановкой Атласа наблюдали камеры слежения. Ожидаемое облако пороха окутало ракету-носитель, но на этот раз никаких аномальных событий не произошло. Через 30 минут после старта Agena перезапустилась, чтобы ускорить движение Ranger 7 по траектории к Луне.

Траектория полета Рейнджера 7 была довольно точной, но все же потребовалась бы небольшая коррекция на полпути, чтобы обеспечить столкновение в Море Штормов вместо обратной стороны Луны, что было выполнено рано утром 29 июля. Разминка период для телекамер будет выполнен раньше и короче, чем на Рейнджер 6. Из страха поставить под угрозу миссию, наземные диспетчеры решили, что ориентация зонда была достаточно приемлемой, и они не будут рисковать маневрировать с помощью двигателей управления ориентацией, чтобы получить лучший угол. В 6:09 по тихоокеанскому времени первые видеоизображения достигли Земли.

Когда Рейнджер 7 мчался к поверхности Луна, Работа телекамеры осталась нормальной. Изображения покрытой кратерами лунной поверхности продолжали поступать обратно в штаб-квартиру JPL в Пасадена, Калифорния и, наконец, в 6:25 произошло столкновение, и все сигналы от зонда прекратились. В диспетчерской JPL прошел «восторженный праздник». Рейнджер-7 впервые сделал снимки поверхности Луны с близкого расстояния, и «больше всего на свете даже пилотируемый Миссии Меркурия, наконец, снял жало, которое американцы почувствовали Спутник 1запуск ».

Фотографии, полученные от зонда, показали, что Луна, скорее всего, была "очень скалистой и каменистой, повсюду обломками". После разговора с представителями средств массовой информации официальные лица НАСА задали очевидный вопрос - имеет ли Луна достаточно твердую поверхность, чтобы люди могли безопасно приземлиться на нее? Геолог Джерард Койпер ответил, что, судя по изображениям, похоже, что по крайней мере часть Луны была достаточно гладкой, чтобы на нее приземлился космический корабль. Однако фактическая твердость поверхности не могла быть определена с уверенностью, пока не было выполнено мягкое приземление. Тем не менее, изображения Ranger 7, казалось, предполагали, что это было достаточно надежно.

Рейнджер 7 достиг Луны 31 июля. F-канал начал одноминутную разминку за 18 минут до столкновения. Первый снимок был сделан в 13:08:45 UT на высоте 2110 км. За последние 17 минут полета было передано 4 308 фотографий превосходного качества. Окончательный снимок, сделанный до удара, имеет разрешение 0,5 метра. Космический аппарат столкнулся с поверхностью Луны в прямом движении по гиперболической траектории с входящим асимптотическим направлением под углом -5,57 градуса от лунного экватора. Плоскость орбиты была наклонена к лунному экватору на 26,84 градуса. После 68,6 часов полета Рейнджер 7 столкнулся с районом между Маре Нубиум и Oceanus Procellarum (впоследствии названный Mare Cognitum) в 10 ° 38′02 ″ ю.ш. 20 ° 40′38 ″ з.д. / 10,6340 ° ю.ш.20,6771 ° з. / -10.6340; -20.6771.[1] (Место удара указано как 10,63 ю. Характеристики космического корабля были отличными, и успех миссии, наконец, изменил состояние НАСА после бесконечной череды неудач. отказы лунного зонда с 1958 г.[3]

Рейнджер 7 положил начало традиции "арахиса" в НАСА командные пункты. После успеха Ranger 7, кто-то в диспетчерской был замечен поедающим арахис. С 1964 года диспетчерские торжественно открывают контейнер с арахис на удачу и традиции.[4]

Сноски

  1. ^ а б Сэмюэл Лоуренс (24 сентября 2013 г.). «Координаты LROC космического корабля-робота - обновление 2013 г.». lroc.sese.asu.edu. В архиве из оригинала 9 мая 2015 г.. Получено 9 июня, 2015.
  2. ^ Кальвин Дж. Гамильтон. «Рейнджер 7». Виды Солнечной системы.
  3. ^ а б c d е ж Национальный центр данных по космическим наукам, Ranger 7, NSSDC ID: 1964-041A[ненадежный источник?]
  4. ^ Дина Спектор (4 августа 2012 г.). «Невероятный амулет НАСА на« удачу »находится в банке». Business Insider.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки