Рейнджер 7
 | |||
| Тип миссии | Лунный ударник | ||
|---|---|---|---|
| Оператор | НАСА / Лаборатория реактивного движения | ||
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1964-041А | ||
| САТКАТ нет. | 00842 | ||
| Продолжительность миссии | 2 дня 20 часов 35 минут | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Производитель | Лаборатория реактивного движения | ||
| Стартовая масса | 365,6 кг (806 фунтов) [1] | ||
| Размеры | 1,52 м × 2,51 м (5,0 × 8,2 футов) | ||
| Власть | 200 Вт | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | 28 июля 1964 г., 16:50:07 UTC [1] | ||
| Ракета | Атлас LV-3 Аджена-Б (250Д/АА9) | ||
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-12 | ||
| Лунный ударник | |||
| Дата воздействия | 31 июля 1964 г., 13:25:48.82 UTC | ||
| Место удара | 10 ° 38'02 "ю.ш. 20 ° 40'38" з.д. / 10,6340 ° ю.ш. 20,6771 ° з.д. [2] (Между Морем Облаков и Океаном Бурь ) | ||
| |||
«Рейнджер-7» был первым НАСА космическим зондом крупным планом изображения лунной поверхности , успешно передавшим на Землю . Это был также первый полностью успешный полет программы Ranger . Запущенный 28 июля 1964 года, «Рейнджер-7» был разработан для достижения траектории столкновения с Луной и передачи фотографий лунной поверхности с высоким разрешением в последние минуты полета перед столкновением.
Для выполнения этих задач на космическом корабле было установлено шесть телевизионных видеокамер — две широкоугольные (канал F, камеры A и B) и четыре узкоугольные (канал P). Камеры были расположены в двух отдельных цепочках или каналах, каждый из которых был автономен с отдельными источниками питания, таймерами и передатчиками, чтобы обеспечить наибольшую надежность и вероятность получения видеоизображения высокого качества. «Рейнджер-7» передал более 4300 фотографий за последние 17 минут полета. После 68,6 часов полета космический корабль столкнулся между Mare Nubium и Oceanus Procellarum . Это место посадки позже было названо Mare Cognitum . Скорость при столкновении составила 2,61 километра в секунду (1,62 мили/с), а характеристики космического корабля превзошли все надежды. [3] Никаких других экспериментов на космическом корабле не проводилось. [4]
Последствия «Рейнджера 6» и подготовка к «Рейнджеру 7»
[ редактировать ]
Хотя НАСА попыталось дать положительную оценку «Рейнджеру-6» на том основании, что все, кроме системы камер, работало хорошо, Уильям Дж. Кофлин , редактор издания « Ракеты и ракеты» , назвал это «стопроцентным провалом» и рекордом Лаборатории реактивного движения. до сих пор было «позором». Миссия не была полностью проваленной, но Кофлин был не одинок в своем мнении, что Лаборатория реактивного движения в Пасадене, Калифорния , некоммерческая лаборатория и продолжение Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт), представляла собой «мягкую» академическую среду без стремление или амбиции, необходимые для успеха миссии. Он считал Рейнджера «неудачником», и какое-то время все в НАСА, участвовавшие в программе «Рейнджер», пытались это скрыть. Также говорилось, что отправка зондов с единственной целью возврата изображений бессмысленна и не дает ничего такого, чего не мог бы достичь и Аполлон . [5]
Вскоре после завершения миссии «Рейнджера 6 » была созвана комиссия по проверке, чтобы выяснить причину неисправности телекамеры. Это было решено быстро; непреднамеренная активация системы телеметрии камер во время подъема была вызвана коротким замыканием , вызвавшим повреждение электропитания камер. Но почему это произошло, до сих пор остается загадкой, тем более что данные телеметрии, отправленные с зонда, могли дать лишь ограниченный объем информации. 14 февраля 1964 года Лаборатория реактивного движения опубликовала отчет, в котором отмечалось, что внутренний командный переключатель мог сработать преждевременно или что в разъеме шлангокабеля на обтекателе полезной нагрузки возникло искрение. Однако не было никаких доказательств того, что последнее произошло, или какой-либо очевидной причины того, что это могло произойти, и было предложено несколько модификаций системы камер и / или обтекателя полезной нагрузки.
Наблюдательная комиссия НАСА установила, что системы «Рейнджера-6» не были настолько избыточными, как утверждала Лаборатория реактивного движения, что предстартовые испытания были неадекватными, и были случаи, когда камеры включались сами по себе на заводе RCA в Нью-Джерси . Если бы камеры пришлось полностью переделывать с нуля, следующая миссия Рейнджера могла бы быть отложена почти на целый год.
Полный отчет, представленный Конгрессу , подвергся критике со стороны нескольких человек в НАСА, отметивших, что, хотя камерам не хватает резервирования, любой из десятков режимов отказа в ракете-носителе или космическом корабле также может привести к невозможности возврата каких-либо телевизионных изображений. Что касается отсутствия адекватных предпусковых испытаний, они упомянули об инциденте в 1961 году, когда «Рейнджер-1» развернул свои солнечные панели во время наземных испытаний, и что наземные испытания с полной мощностью 60 Вт на зондах «Блок II» были прекращены из-за опасений случайного возгорания. двигатель коррекции маршевого курса на площадке и при этом разрушил всю ракету-носитель.
RCA также пообещала изучить стандарты качества изготовления на своем главном заводе в Хайтстауне, штат Нью-Джерси , когда при проверке запечатанного модуля Ranger был обнаружен пластиковый пакет с винтами и шайбами внутри. Хотя существовало подозрение, что это сделал недовольный сотрудник, гораздо более вероятно, что кто-то сделал это случайно.
Поскольку в самих камерах не удалось обнаружить очевидной причины неисправности, расследование затем перешло к электрическому шлангокабелю на обтекателе полезной нагрузки. Этот соединительный разъем обычно прикрепляется к земле, чтобы обеспечить возможность тестирования подсистем «Рейнджера», и во время запуска его закрывала только тонкая навесная дверь. Один из контактов разъема был «горячим», и его можно было легко соединить, передавая напряжение на соседние контакты и активируя систему телекамеры во время запуска. Что касается причины этого, то одной из возможностей был электростатический разряд , а другой — какая-то ударная волна.
Александр Братеналь, физик из отдела космических наук Лаборатории реактивного движения, предположил, что короткое замыкание было вызвано выбросом топлива во время сброса секции ускорителя Атласа. При запуске «Рейнджера-6», который произошел в пасмурный день, не было записей этого события с камеры слежения, но видеозапись других запусков «Атласа» показала, что после запуска ракету-носитель окутал большой белый шлейф. Технические специалисты Convair подтвердили, что 51 килограмм (112 фунтов) LOX был выпущен из Атласа после постановки, но, хотя теория ударных волн казалась заманчивой, Джеймс Кендалл, другой физик Лаборатории реактивного движения, сразу же отверг ее. Идея электростатического разряда также была маловероятной, учитывая разрежение воздуха и большую высоту Атласа, когда происходила постановка.
Братеналь настоял на своем и изучил еще больше фильмов о запусках Атласа с увеличенными кадрами, на которых были видны световые вспышки в шлейфе после постановки. Другой телефонный звонок в Convair показал, что 30 килограммов (67 фунтов) РП-1 также были сброшены во время подготовки и что выхлоп маршевого двигателя Атласа воспламенил облако топлива , вызвав эти вспышки. Поскольку дверца шлангокабеля на кожухе полезной нагрузки удерживалась на месте только с помощью тонкого защелкивающегося механизма, горячие газы воспламеняющегося топлива могли попасть в электрический разъем и вызвать короткое замыкание. Непреднамеренная активация системы телеметрии во время запуска произошла почти одновременно с сбросом ракеты-носителя в Т+140 секунд. На этом книга о причине провала «Рейнджера 6» может быть закрыта.
Среди изменений, внесенных в Ranger 7, были новые процедуры проведения испытаний космического корабля на полной мощности за пределами стартовой площадки, где не было риска активации двигателя коррекции среднего курса на вершине полностью заправленного топлива Atlas-Agena .
Лаборатория реактивного движения изначально хотела, чтобы «Рейнджер-7» упал в той же зоне, что и «Рейнджер-6», чтобы можно было сфотографировать ударный кратер, но условия освещения в июле были неблагоприятными, поэтому вместо этого они решили отправиться в малоизвестную область 11°. к югу от экватора Луны, недалеко от Моря Штормов. Зонд был отправлен на мыс Канаверал в середине июня вместе с Atlas 250D и Agena 6009.
Конструкция космического корабля
[ редактировать ]
Рейнджеры 6 , 7, 8 и 9 назывались версиями космического корабля «Рейнджер» Блока 3. Космический корабль состоял из шестиугольной алюминиевой рамы диаметром 1,5 метра (4 фута 11 дюймов), на которой были установлены двигательная и силовая установки, увенчанной усеченной конической башней, на которой находились телекамеры. Два крыла солнечной панели, каждое шириной 739 миллиметров (29,1 дюйма) и длиной 1537 миллиметров (60,5 дюйма), простирались от противоположных краев основания с полным размахом 4,6 метра (15 футов), а также указываемая тарельчатая антенна с высоким коэффициентом усиления. шарнир установлен в одном из углов основания вдали от солнечных батарей. На вершине конической башни располагалась цилиндрическая квазивсенаправленная антенна. Общая высота космического корабля составляла 3,6 метра (12 футов). [4]
Движение для коррекции траектории на среднем курсе обеспечивалось однотопливным гидразиновым двигателем с тягой 224 ньютона (50 фунтов силы ) с четырьмя реактивными лопатками векторного управления. Управление ориентацией и ориентацией по трем осям обеспечивалось двенадцатью струями азота, соединенными с системой из трех гироскопов, четырех основных датчиков Солнца, двух вторичных датчиков Солнца и датчика Земли. Электроэнергия обеспечивалась 9792 кремниевыми солнечными элементами, содержащимися в двух солнечных панелях, что давало общую площадь массива 2,3 квадратных метра (25 квадратных футов) и производило 200 Вт. Две батареи AgZnO емкостью 1200 Вт-ч, напряжение 26,5 В и емкость 9 часы работы обеспечивали питание каждой из отдельных цепей связи/телевизионных камер. Две батареи AgZnO емкостью 1000 Вт/ч запасали энергию для работы космического корабля. [4]
Связь осуществлялась через квазивсенаправленную антенну с низким коэффициентом усиления и параболическую антенну с высоким коэффициентом усиления . Передатчики на борту космического корабля включали телеканал F мощностью 60 Вт на частоте 959,52 МГц , телеканал P мощностью 60 Вт на частоте 960,05 МГц и канал транспондера 8 мощностью 3 Вт на частоте 960,58 МГц. Телекоммуникационное оборудование преобразовывало композитный видеосигнал с передатчиков камер в радиочастотный сигнал для последующей передачи через антенну с высоким коэффициентом усиления космического корабля. Была обеспечена достаточная полоса пропускания видео, позволяющая быстро кадрировать как узкоугольные, так и широкоугольные телевизионные изображения. [4]
Профиль миссии
[ редактировать ]
6 июля «Рейнджер-7» завершил наземные испытания и был установлен на ракете-носителе. 9 июля комитет НАСА собрался и признал ракету-носитель и космический корабль полностью готовыми к запуску, который был запланирован на 27-е число. [4]
Первый обратный отсчет 27 июля сорвался из-за неисправной батареи «Атласа» и проблемы с наземной аппаратурой наведения. На следующий день все прошло гладко, и «Рейнджер-7» стартовал с LC-12 в 12:50 по восточному стандартному времени. Во время этого запуска погода была ясной и безоблачной, и за постановкой Атласа наблюдали камеры слежения. Ожидаемое облако топлива окутало ракету-носитель, но на этот раз никаких аномальных событий не произошло. Через тридцать минут после старта «Агена» возобновила работу, чтобы вывести «Рейнджер-7» на траекторию к Луне.
Траектория полета «Рейнджера-7» была довольно точной, но ранним утром 29 июля была проведена короткая коррекция на середине курса, чтобы гарантировать столкновение в Море Штормов, а не на обратной стороне Луны. Период прогрева телекамер будет проводиться раньше и короче, чем на «Рейнджере-6». Опасаясь поставить под угрозу миссию, наземные диспетчеры решили, что ориентация зонда достаточно приемлема и они не будут рисковать маневрировать двигателями ориентации, чтобы получить в лучший ракурс. В 6:09 утра по тихоокеанскому времени первые видеоизображения достигли Земли.
Пока «Рейнджер-7» приближался к поверхности Луны , работа телекамеры оставалась нормальной. Изображения изрытой кратерами лунной поверхности продолжали поступать в штаб-квартиру Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния, и, наконец, в 6:25 произошел удар, и все сигналы от зонда прекратились. В диспетчерской JPL царил «восторженный праздник». «Рейнджер-7» предоставил первые снимки лунной поверхности с близкого расстояния и «более, чем что-либо другое, даже пилотируемые миссии «Меркурий» , наконец устранили боль, которую американцы почувствовали при Спутника-1 запуске ».
Фотографии, полученные с зонда, показали, что Луна, скорее всего, была «очень скалистой и каменистой, повсюду обломки». После общения со средствами массовой информации представители 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, вполне вероятно, что по крайней мере часть Луны была достаточно гладкой, чтобы на нее можно было приземлить космический корабль. Однако фактическую твердость поверхности нельзя было определить с уверенностью до тех пор, пока не была произведена мягкая посадка. Тем не менее, изображения «Рейнджера 7», похоже, предполагают, что он достаточно прочный.
«Рейнджер-7» достиг Луны 31 июля. F-канал начал минутную прогревку за 18 минут до столкновения. Первое изображение было сделано в 13:08:45 UT на высоте 2110 километров (1310 миль). За последние 17 минут полета произошло 4308 фотографий отличного качества. Окончательное изображение, сделанное до удара, имеет разрешение 0,5 метра (1,6 фута). Космический корабль столкнулся с поверхностью Луны в прямом движении по гиперболической траектории с находящимся асимптотическим направлением под углом -5,57° от лунного экватора. Плоскость орбиты была наклонена к лунному экватору на 26,84°. После 68,6 часов полета Ranger 7 врезался в область между Mare Nubium и Oceanus Procellarum (впоследствии названную Mare Cognitum ) в 10 ° 38'02 "ю.ш. 20 ° 40'38" з.д. / 10,6340 ° ю.ш. 20,6771 ° з.д. . [2] (В первоначальном отчете «Рейнджер 7 Фотографии Луны» место падения указано как 10,63 ю.ш., 20,66 з.д.) Удар произошел в 13:25:48,82 UT со скоростью 2,62 км/с (1,63 мили/с). Характеристики космического корабля были превосходными, и успех миссии, наконец, изменил судьбу НАСА после бесконечной череды неудач лунных зондов с 1958 года. [4]
«Рейнджеру-7» приписывают начало «арахисовой» традиции на командных станциях НАСА. После успеха «Рейнджера 7» кто-то в диспетчерской был замечен поедающим арахис . С 1964 года в диспетчерских торжественно открывают контейнер с арахисом на удачу и по традиции. [6]
- Изображения спуска Рейнджера 7
Первое изображение, примерно за 17 минут до удара. Особенности: Большой кратер в центре справа — Альфонс .
Высота: 830 миль (1340 км). Особенности: Изображение кратера Герике , сделанное за 8,5 минут до удара.
Высота: 235 миль (378 км). Особенности: Обратите внимание на увеличение детализации Бонпланда H и его кратера-близнеца (слева от Бонпланда H).
Высота: 85 миль (137 км). Особенности: Становится отчетливым скопление вторичных кратеров в части луча кратера Тихо .
Высота: 34 мили (55 км). Особенности: Повышенное разрешение кратеров на внешнем луче Тихо.
Высота: 11 миль (18 км). Особенности: Кратер в левом верхнем углу области, обведенной белым.
Высота: 3,6 мили (5,8 км). Особенности: Угловатая горная масса в кратере вверху слева. Предварительное исследование показывает, что масса состоит из нескольких отдельных кусков.
На фотографии, сделанной Ranger 7 на высоте 3000 футов (910 м), видна территория размером 100 футов (30 м) с каждой стороны.
На последнем снимке, сделанном «Рейнджером-7», сделанном на высоте около 1600 футов (490 м) над Луной, видны детали размером всего 15 дюймов (0,38 м) в поперечнике. Диаграмма шума приемника (справа) возникает в результате крушения космического корабля на Луне во время передачи.
См. также
[ редактировать ]
- Программа Рейнджер
- Хронология исследования Солнечной системы
- Список искусственных объектов на Луне
- Список миссий на Луну
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «Рейнджер 7 — Наука НАСА» . science.nasa.gov . НАСА . Проверено 1 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Сэмюэл Лоуренс (24 сентября 2013 г.). «Координаты LROC роботизированных космических аппаратов – обновление 2013 г.» . lroc.sese.asu.edu . Архивировано из оригинала 9 мая 2015 года . Проверено 9 июня 2015 г.
- ^ Кэлвин Дж. Гамильтон. «Рейнджер 7» . Виды Солнечной системы .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Рейнджер 7» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 3 декабря 2022 г.
- ^ Р. Каргилл Холл (1977). Лунный удар: история проекта «Рейнджер» . НАСА . НАСА-SP-4210 . Проверено 3 декабря 2022 г.
- ^ Дина Спектор (4 августа 2012 г.). «Невероятный талисман НАСА «удачи» поставляется в баночке» . Бизнес-инсайдер .
