Программа «Рейнджер» представляла собой серию беспилотных космических полетов США в 1960-х годах , целью которых было получение первых изображений поверхности Луны крупным планом . Космический корабль «Рейнджер» был разработан для получения изображений лунной поверхности и передачи этих изображений на Землю до тех пор, пока космический корабль не был уничтожен при столкновении. Однако ряд неудач привел к провалу первых шести полетов. В какой-то момент программа называлась «Стреляй и надейся». [1] Конгресс начал расследование «проблем управления» в штаб-квартире НАСА и Лаборатории реактивного движения . [2] После двух реорганизаций агентств, [ нужна ссылка ] Ranger 7 успешно вернул изображения в июле 1964 года, после чего последовали еще две успешные миссии.
Первоначально Ranger разрабатывался, начиная с 1959 года, в три отдельных этапа, называемых «блоками». Каждый блок имел разные цели миссии и все более совершенную конструкцию системы. Разработчики миссии JPL запланировали несколько запусков в каждом блоке, чтобы максимизировать инженерный опыт и научную ценность миссии, а также обеспечить хотя бы один успешный полет. Общие затраты на исследования, разработку, запуск и поддержку космических кораблей серии Ranger (Рейнджеры с 1 по 9) составили примерно 170 миллионов долларов (что эквивалентно 1,21 миллиарду долларов в 2022 году). [3]
Каждый из космических кораблей Block III Ranger имел на борту шесть камер. Камеры были принципиально одинаковыми, с различиями во времени экспозиции, полях зрения, объективах и скорости сканирования. Система камер была разделена на два канала: P (частичный) и F (полный). Каждый канал был автономным и имел отдельные источники питания, таймеры и передатчики. F-канал имел две камеры: широкоугольную A-камеру и узкоугольную B-камеру. П-канал имел четыре камеры: П1 и П2 (узкоугольные) и П3 и П4 (широкоугольные). Окончательное изображение F-канала было получено за 2,5–5 секунд до удара (высота около 5 километров (3,1 мили)) и последнее изображение P-канала за 0,2–0,4 секунды до удара (высота около 600 метров (2000 футов)). Изображения обеспечивали лучшее разрешение, чем было доступно при съемке с Земли, в 1000 раз. Разработкой и изготовлением камер руководил Леонард Р. Маллинг. [4] [5] [6] [7] Руководителем программы «Рейнджер» первых шести космических кораблей был Джеймс Д. Берк . [8]
В предусилителях камер программы Ranger использовались Nuvistors . [9]
Блок 1, состоящий из двух космических аппаратов, выведенных на околоземную орбиту в 1961 году, предназначался для испытаний ракеты-носителя «Атлас-Агена» и оборудования космического корабля без попытки достичь Луны.
Проблемы с ранней версией ракеты-носителя привели к тому, что «Рейнджер-1» и «Рейнджер-2» оказались на недолгих низких околоземных орбитах, на которых космический корабль не мог стабилизироваться, собирать солнечную энергию или выжить в течение длительного времени. В 1962 году Лаборатория реактивного движения использовала конструкцию «Рейнджер-1» и «Рейнджер-2» для неудачного « Маринера-1» и успешного «Маринера-2» для космических исследований Венеры .
Блок 2 проекта «Рейнджер» запустил на Луну в 1962 году три космических корабля с телекамерой, детектором радиации и сейсмометром в отдельной капсуле, замедленной ракетным двигателем и упакованной так, чтобы выдержать удар на низкой скорости о поверхность Луны. Судно весило 331 кг. Три миссии вместе продемонстрировали хорошие характеристики ракеты-носителя Atlas/Agena B и адекватность конструкции космического корабля, но, к сожалению, не то и другое в одной и той же попытке. У «Рейнджера-3» были проблемы как с ракетой-носителем, так и с космическим кораблем, он промахнулся от Луны примерно на 36 800 км и с тех пор вращается вокруг Солнца. «Рейнджер-4» запустился идеально, но космический корабль был полностью выведен из строя. Команда проекта отследила падение капсулы сейсмометра на обратную сторону Луны , находясь вне поля зрения , проверяя системы связи и навигации. «Рейнджер-5» пропустил Луну и был выведен из строя. Никакой значимой научной информации в ходе этих миссий получено не было.
Примерно в конце Блока 2 было обнаружено, что тип диода, использованный в предыдущих миссиях, вызывал проблемное отслаивание золотых пластин в условиях космоса. Возможно, именно это стало причиной некоторых сбоев. [10]
Ranger's Block 3 осуществил четыре запуска в 1964-65 годах. Эти космические корабли могли похвастаться телевизионным прибором, предназначенным для наблюдения за лунной поверхностью во время подхода; Когда космический корабль приближался к Луне, он открывал детали меньшего размера, чем могли показать лучшие земные телескопы, и, наконец, кратеры размером с кастрюлю. [11] Первый из новой серии, «Рейнджер 6» , совершил безупречный полет, за исключением того, что телевизионная система была отключена в результате несчастного случая в полете и не могла делать снимки.
Следующие три «Рейнджера» с обновленным телевизором оказались полностью успешными. «Рейнджер-7» сфотографировал путь к цели на лунной равнине, вскоре получившей название Mare Cognitum , к югу от кратера Коперник . Он отправил более 4300 снимков с шести камер ожидающим ученым и инженерам. Новые изображения показали, что кратеры, образовавшиеся в результате удара, были доминирующими особенностями поверхности Луны, даже на, казалось бы, гладких и пустых равнинах. Большие кратеры были отмечены маленькими, а маленькие - крошечными оспинами от ударов, настолько меньшими, насколько можно было различить - около 50 сантиметров (20 дюймов). Светлые полосы, исходящие от Коперника и нескольких других крупных кратеров, оказались цепочками и сетями мелких кратеров и обломков, выброшенных в результате первичных ударов.
В феврале 1965 года «Рейнджер-8» пролетел по наклонной траектории над югом Oceanus Procellarum и Mare Nubium и разбился в Mare Tranquillitatis примерно в 70 километрах (43 мили) от того места, где Аполлон-11 приземлился 4,5 года спустя. Он собрал более 7000 изображений, охватывающих большую территорию и подкрепляющих выводы «Рейнджера-7». Примерно через месяц « Рейнджер-9» упал в кратер Альфонс диаметром 90 километров (56 миль) . Его 5800 изображений, расположенных концентрически и использующих очень низкий уровень солнечного света, предоставили убедительное подтверждение кратера за кратером, плавно перекатывающихся контуров лунной поверхности.
Обе ссылки ведут на целую книгу по программе. Для HTML-версии прокрутите вниз, чтобы увидеть ссылку на оглавление.