Strażnik 4 - Ranger 4

Strażnik 4
1964 71394L.jpg
Strażnik 4
Typ misji Impaktor księżycowy
Operator NASA
Oznaczenie Harvarda 1962 Mu 1
ID COSPAR 1962-012A
SATCAT nr. 280
Czas trwania misji 10 godzin (praca)
64 godziny (do uderzenia)
Właściwości statku kosmicznego
Producent Laboratorium Napędów Odrzutowych
Rozpocznij masę 331,1 kg (730 funtów)
Wymiary 1,52 m × 2,51 m (5,0 stóp × 8,2 stopy)
Moc 135 W
Początek misji
Data uruchomienia 23 kwietnia 1962, 20:50:00  UTC ( 1962-04-23UTC20:50Z )
Rakieta Atlas LV-3 Agena-B
Uruchom witrynę Przylądek Canaveral LC-12
Impaktor księżycowy
Data wpływu 26 kwietnia 1962, 12:49:53  UTC nie powiodło się przed uderzeniem ( 1962-04-26UTC12:49:54Z )
Miejsce wpływu 15°30′S 130°42′W / 15,5°S 130,7°W / -15,5; -130,7
←  Łowca 3
Strażnik 5  →
 

Ranger 4 był statkiem kosmicznym programu Ranger , wystrzelonym w 1962 roku. Został zaprojektowany do przesyłania zdjęć powierzchni Księżyca do stacji ziemskich w okresie 10 minut lotu przed rozbiciem się na Księżycu , aby zgrubnie wylądować na nim kapsułą sejsmometru. Księżyca, aby zbierać dane dotyczące promieniowania gamma podczas lotu, badać odbicia radarowe powierzchni Księżyca oraz kontynuować testowanie programu Ranger w celu opracowania księżycowych i międzyplanetarnych statków kosmicznych.

Awaria komputera pokładowego spowodowała awarię rozmieszczenia paneli słonecznych i systemów nawigacyjnych; w rezultacie statek kosmiczny rozbił się po drugiej stronie Księżyca, nie zwracając żadnych danych naukowych. Był to pierwszy statek kosmiczny Stanów Zjednoczonych, który dotarł do innego ciała niebieskiego .

Projekt statku kosmicznego

Premiera Rangera 4

Ranger 4 był statkiem kosmicznym Block II Ranger praktycznie identycznym z Ranger 3 . Podstawowy pojazd miał 331 kg (730 funtów), wysokość 3,1 m (10 stóp) i składał się z kapsuły księżycowej pokrytej ogranicznikiem uderzeń z drewna balsa, o średnicy 0,65 m (26 cali), z jednokierunkowym silnikiem środkowym. 22,6 kN (5080 lb· f ) oporowa rakieta wsteczna oraz pozłacana i chromowana sześciokątna podstawa o średnicy 1,5 m (4 stopy 11 cali). Do podstawy przymocowana była duża antena talerzowa o wysokim zysku. Dwa podobne do skrzydeł panele słoneczne (5,2 m (17 stóp) średnicy) zostały przymocowane do podstawy i rozmieszczone na początku lotu.

Energia była generowana przez 8680 ogniw słonecznych znajdujących się w panelach słonecznych, które ładowały akumulator AgZn o pojemności 11,5 kg (25 funtów) 1 kWh . Sterowanie statkiem kosmicznym zapewniał komputer półprzewodnikowy i sekwencer oraz system dowodzenia kontrolowany przez Ziemię. Kontrolę postawy zapewniały czujniki Słońca i Ziemi , żyroskopy oraz dysze typu pitch and roll. System telemetryczny na pokładzie statku kosmicznego, składający się z dwóch nadajników 960  MHz , jednego o mocy wyjściowej 3  W, a drugiego o mocy wyjściowej 50 mW, anteny o wysokim zysku oraz anteny dookólnej. Biała farba, złocenie i chromowanie oraz posrebrzany plastikowy arkusz zamykający retrorakietę zapewniały kontrolę termiczną.

Ponieważ podejrzewano, że sterylizacja termiczna spowodowała awarię komputera Rangera 3 , procedura ta została zrzucona na Rangera 4. Kapsuła sejsmometru została również pomalowana w wzór piłokształtny, aby zapewnić lepszą ochronę termiczną.

Aparatura eksperymentalna obejmowała: (1) kamerę telewizyjną vidicon, która wykorzystywała mechanizm skanowania, który dawał jedną pełną klatkę w ciągu dziesięciu sekund; 2) spektrometr promieniowania gamma zamontowany na wysięgniku 1,8 m (5 stóp 11 cali); (3) wysokościomierz radarowy; oraz (4) sejsmometr do wstępnego lądowania na powierzchni Księżyca. Sejsmometr został umieszczony w kapsule księżycowej wraz ze wzmacniaczem, nadajnikiem o mocy 50 miliwatów, regulatorem napięcia, anteną kołowrotu i sześcioma bateriami srebrno-kadmowymi zdolnymi do obsługi nadajnika kapsuły księżycowej przez 30 dni, wszystkie przeznaczone do lądowania na Księżycu przy 130 do 160 km/h (80 do 100 mph). Wysokościomierz radarowy miał być używany do badań odbicia, ale został również zaprojektowany do inicjowania separacji kapsuł i odpalenia rakiety.

Misja

Atlas 133D i Agena 6004 przybyły na Przylądek Canaveral w marcu i rozpoczęły sprawdzanie przed lotem. W przeciwieństwie do poprzednich startów Rangera, nie napotkano żadnych poważnych trudności w przygotowaniu rakiety do lotu, a sonda z łatwością przeszła również wszystkie testy systemów. 20 kwietnia Ranger 4 został ułożony na szczycie dopalacza, a start miał miejsce o godzinie 15:50 czasu wschodniego 23 kwietnia. Ranger 4 na trajektorii transksiężycowej .

Po oddzieleniu od Ageny stało się jasne, że coś było nie tak, gdy stacje śledzące odebrały nadajnik radiowy Rangera 4, ale nie było żadnych danych telemetrycznych zwracanych ani żadnej odpowiedzi na polecenia wysyłane do komputera. Bez telemetrii nie można było potwierdzić, że panele słoneczne sondy rozwinęły się, ale zmienny transponder radiowy wskazywał, że Ranger 4 przewracał się, a panele słoneczne i antena o wysokim zysku również nie zostały rozmieszczone.

Zarówno Atlas, jak i Agena spisywały się doskonale, w rzeczywistości tak dobrze, że Ranger 4 nie potrzebowałby nawet korekcji środkowego kursu, aby uderzyć w Księżyc. Jednak wszystko to było daremne, jeśli statek kosmiczny nie działał. Kontrolerzy naziemni wysłali do sondy polecenia, aby rozłożyć panele słoneczne i antenę o wysokim wzmocnieniu oraz ręcznie użyć systemu kontroli położenia, aby zatrzymać ruch toczenia, w którym się znajdowała, ale sonda nie odpowiadała. Zespół analizy danych statku kosmicznego w JPL doszedł do wniosku, że główny zegar w komputerze Rangera 4 zatrzymał się, co spowodowało wyłączenie systemu telemetrii, zaprogramowanie zdarzeń, takich jak rozłożenie paneli słonecznych , a także uniemożliwiło reagowanie sondy na polecenia ręczne. Mimo że uderzenie Księżyca nastąpi zgodnie z planem, misja pod każdym względem zakończyła się niepowodzeniem. Bardziej gorzką pigułką do przełknięcia była niemal bezbłędna wydajność pojazdu startowego. Problemy z dopalaczem, które miały wpływ na Rangers 1-3, zostały rozwiązane, ale sama sonda całkowicie się nie powiodła, ponieważ w przeciwieństwie do poprzednich misji Ranger 4 nie zwrócił żadnych przydatnych danych. Znalezienie przyczyny awarii zegara może być również trudne, ponieważ miało to miejsce podczas fazy wybiegu przed wstrzyknięciem trans-księżycowym, gdy Ranger 4 przelatywał między stacjami śledzącymi na Karaibach i w Afryce Południowej .

Bez energii słonecznej baterie Rangera 4 wyczerpały się rankiem 26 kwietnia, a transponder radiowy przestał działać. Maleńki nadajnik w kapsule sejsmometru nadal wysyłał 50-miliwatowy sygnał. Ranger 4 uderzył w dalszą stronę Księżyca (229,3 stopnia E, 15,5 stopnia S) z prędkością 9600 km/h (5970 mph) o 12:49:53 UT 26 kwietnia, po 64 godzinach lotu.

Urzędnicy NASA próbowali nadać misji pozytywny obrót, zauważając, że po raz pierwszy amerykański statek kosmiczny dotarł do powierzchni Księżyca i że sonda była „znacznie bardziej wyrafinowana” niż radziecka sonda kosmiczna Luna 2 w 1959 roku, która był niewiele więcej niż kulą pod ciśnieniem, zaprojektowaną do umieszczania proporczyków na powierzchni w momencie uderzenia. Doskonałe osiągi wzmacniacza Atlas-Agena również podniosły morale.

Ten statek kosmiczny, podobny w konstrukcji do Ranger 3 , był pierwszym amerykańskim statkiem kosmicznym, który dotarł do innego ciała niebieskiego. Chociaż statek kosmiczny nie osiągnął swojego głównego celu, kombinacja Atlas-Agena-Ranger po raz pierwszy działała bezbłędnie. Zdobył wątpliwy zaszczyt bycia pierwszym statkiem kosmicznym, który uderzył również w drugą stronę Księżyca.

Przypisy

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki