Программа Ranger представляла собой серию беспилотных космических миссий, запущенных Соединенными Штатами в 1960-х годах, целью которых было получение первых снимков поверхности Луны крупным планом . Космические корабли Ranger были разработаны для съемки лунной поверхности и передачи этих снимков на Землю до тех пор, пока космические корабли не были разрушены при ударе. Однако серия неудач привела к провалу первых шести полетов. В какой-то момент программа получила название «стреляй и надейся». [1] Конгресс начал расследование «проблем управления» в штаб-квартире NASA и Лаборатории реактивного движения . [2] После двух реорганизаций агентств [ требуется ссылка ] Ranger 7 успешно передал изображения в июле 1964 года, за которым последовали еще две успешные миссии.
Первоначально Ranger проектировался, начиная с 1959 года, в три отдельных этапа, называемых «блоками». Каждый блок имел разные цели миссии и постепенно более совершенную конструкцию системы. Разработчики миссии JPL планировали несколько запусков в каждом блоке, чтобы максимизировать инженерный опыт и научную ценность миссии и обеспечить по крайней мере один успешный полет. Общие расходы на исследования, разработку, запуск и поддержку для серии космических аппаратов Ranger (Rangers 1–9) составили приблизительно 170 миллионов долларов (что эквивалентно 1,25 миллиарда долларов в 2023 году). [3]
Каждый из космических аппаратов Ranger блока III имел на борту шесть камер. Камеры были принципиально одинаковыми, с разницей во времени экспозиции, поле зрения, объективах и скорости сканирования. Система камер была разделена на два канала: P (частичный) и F (полный). Каждый канал был автономным с отдельными источниками питания, таймерами и передатчиками. F-канал имел две камеры: широкоугольную A-камеру и узкоугольную B-камеру. P-канал имел четыре камеры: P1 и P2 (узкий угол) и P3 и P4 (широкий угол). Окончательное изображение F-канала было получено между 2,5 и 5 секундами до столкновения (высота около 5 километров (3,1 мили)), а последнее изображение P-канала — за 0,2–0,4 секунды до столкновения (высота около 600 метров (2000 футов)). Изображения обеспечивали лучшее разрешение, чем было доступно с Земли, в 1000 раз. Проектированием и конструированием камер руководил Леонард Р. Маллинг. [4] [5] [6] [7] Руководителем программы «Рейнджер» для первых шести космических аппаратов был Джеймс Д. Берк . [8]
В предусилителях камер программы Ranger использовались Нувисторы . [9]
Блок 1, состоящий из двух космических аппаратов, выведенных на орбиту Земли в 1961 году, предназначался для испытания ракеты-носителя Atlas-Agena и оборудования космического аппарата без попытки достичь Луны.
Проблемы с ранней версией ракеты-носителя привели к тому, что Ranger 1 и Ranger 2 оказались на коротких низких околоземных орбитах, на которых космические аппараты не могли стабилизироваться, собирать солнечную энергию или выживать долго. В 1962 году JPL использовала конструкцию Ranger 1 и Ranger 2 для неудачного Mariner 1 и успешного Mariner 2 для дальних космических зондов к Венере .
В 1962 году блок 2 проекта Ranger запустил три космических аппарата на Луну, неся телевизионную камеру, детектор радиации и сейсмометр в отдельной капсуле, замедленной ракетным двигателем и упакованной так, чтобы выдержать его низкоскоростное столкновение с поверхностью Луны. Аппарат весил 331 кг. Три миссии вместе продемонстрировали хорошую работу ракеты-носителя Atlas/Agena B и адекватность конструкции космического аппарата, но, к сожалению, не то и другое в одной попытке. У Ranger 3 возникли проблемы как с ракетой-носителем, так и с космическим аппаратом, он промахнулся мимо Луны примерно на 36 800 км и с тех пор вращается вокруг Солнца. Ranger 4 совершил идеальный запуск, но космический аппарат был полностью выведен из строя. Команда проекта отследила капсулу сейсмометра до столкновения с дальней стороной Луны , что позволило проверить систему связи и навигации. Ranger 5 промахнулся мимо Луны и был выведен из строя. Никакой существенной научной информации из этих миссий получено не было.
В конце блока 2 было обнаружено, что тип диода, использовавшийся в предыдущих миссиях, вызывал проблемное отслаивание золотых пластин в условиях космоса. Это могло быть причиной некоторых неудач. [10]
Блок 3 Рейнджера олицетворял четыре запуска в 1964-65 годах. Эти космические аппараты могли похвастаться телевизионным прибором, предназначенным для наблюдения за лунной поверхностью во время сближения; по мере приближения космического аппарата к Луне он обнаруживал детали, меньшие, чем могли показать лучшие земные телескопы, и, наконец, кратеры размером с сковороду . [11] Первый из новой серии, Рейнджер 6 , имел безупречный полет, за исключением того, что телевизионная система была отключена из-за аварии в полете и не могла делать снимки.
Следующие три Рейнджера с переработанным телевизором были полностью успешны. Рейнджер 7 сфотографировал свой путь к цели на лунной равнине, вскоре названной Mare Cognitum , к югу от кратера Коперник . Он отправил более 4300 снимков с шести камер ожидающим ученым и инженерам. Новые изображения показали, что кратеры, вызванные ударами, были доминирующими особенностями поверхности Луны, даже на, казалось бы, гладких и пустых равнинах. Большие кратеры были отмечены маленькими, а маленькие — крошечными ударными оспинами, настолько маленькими, насколько это было возможно различить — около 50 сантиметров (20 дюймов). Светлые полосы, исходящие от Коперника и нескольких других крупных кратеров, оказались цепочками и сетями маленьких кратеров и обломков, выброшенных при первичных ударах.
В феврале 1965 года Ranger 8 пронесся по наклонной траектории над югом Океана Бурь и Моря Голого , чтобы упасть в Море Спокойствия примерно в 70 километрах (43 милях) от того места, где Аполлон 11 приземлится 4½ года спустя. Потребовалось более 7000 изображений, охватывающих более широкую область и подтверждающих выводы Ranger 7. Примерно через месяц Ranger 9 приземлился в кратере Альфонс диаметром 90 километров (56 миль) . Его 5800 изображений, вложенных концентрически и использующих очень низкий уровень солнечного света, предоставили убедительное подтверждение кратер-на-кратере, плавно перекатывающихся контуров лунной поверхности.
Обе ссылки ведут на целую книгу о программе. Для HTML-ссылки прокрутите вниз, чтобы увидеть ссылку на оглавление.