Рейнджер 5

Ranger 5 был космическим кораблем программы Ranger, предназначенным для передачи изображений лунной поверхности на земные станции в течение 10 минут полета до столкновения с Луной , для грубой посадки капсулы сейсмометра на Луну, для сбора гамма-излучения. данные о лучах в полете, для изучения радиолокационной отражательной способности поверхности Луны и для продолжения тестирования программы Ranger по разработке лунных и межпланетных космических аппаратов. Из-за неизвестной неисправности у космического корабля закончилась мощность и он прекратил работу. Он прошел в пределах 725 км от Луны. ^[2]

Конструкция космического корабля [ править ]

Ranger 5 был космическим кораблем Block II Ranger, похожим на Ranger 3 и Ranger 4.. Базовая машина была высотой 3,1 м и состояла из лунной капсулы, покрытой ограничителем удара из бальзама, диаметром 65 см, монотопливного срединного двигателя, ретракционной ракеты с тягой 5080 фунт-сил (23 кН) и позолоченное и хромированное шестиугольное основание диаметром 1,5 м. К основанию крепилась большая тарелочная антенна с большим усилением. Две крыловидные солнечные панели (5,2 м в диаметре) были прикреплены к базе и развернуты в начале полета. Электроэнергия вырабатывалась 8680 солнечными элементами, содержащимися в солнечных панелях, которые заряжали пусковую и резервную батарею AgZn мощностью 11,5 кг 1 кВтч. Управление космическим кораблем обеспечивалось твердотельным цифровым компьютером и секвенсором, а также управляемой с Земли системой управления. Контроль ориентации обеспечивали шесть датчиков Солнца и один датчик Земли, гироскопы и холодный азот по тангажу и крену.газовые форсунки. Телеметрическая система на борту космического корабля состояла из двух передатчиков 960 МГц, один с выходной мощностью 3 Вт, а другой с выходной мощностью 50 мВт, антенны с высоким коэффициентом усиления и всенаправленной антенны. Белая краска, позолота и хромирование, а также посеребренный пластиковый лист, закрывающий ретророзетку, обеспечивали контроль температуры. ^[2]

Экспериментальная установка включала: (1) телевизионную камеру vidicon, в которой использовался механизм сканирования, дающий один полный кадр за 10 с; (2) гамма-спектрометр в сфере диаметром 300 мм, установленный на штанге высотой 1,8 м; (3) радиовысотомер; и (4) сейсмометр для грубой посадки на лунную поверхность. Сейсмометр помещался в лунную капсулу вместе с усилителем, передатчиком 50 мВт, регулятором напряжения, антенной турникета.и шесть серебристо-кадмиевых батарей, способных работать передатчиком лунной капсулы в течение 30 дней, все они предназначены для посадки на Луну со скоростью от 130 до 160 км / ч (от 80 до 100 миль в час). Пакет инструментов плавал в слое фреона внутри сферы из лубяной древесины. Радиолокационный высотомер будет использоваться для исследования отражательной способности, но он также был разработан для инициирования отделения капсулы и зажигания ретро-ракеты. ^[2]

Миссия [ править ]

Рейнджер 5 стартовал со стартового комплекса 12

Запуск Ranger 5 был запланирован на июнь 1962 года, но вместо этого НАСА решило сначала запустить зонды Mariner Venus (в основном модифицированные Block I Rangers), что дало больше времени для решения проблем с космическим кораблем. После того, как Mariner 1 завершил свою миссию в Атлантическом океане, а не в межпланетном пространстве, агентство стало подвергаться повышенному вниманию Конгресса из-за его очевидной неспособности добиться какого-либо успеха с планетными зондами. Конгрессмен- республиканец Джеймс Фултон встретился с директором Управления программ НАСА Дж. Дж. Уайеттом, отметив, что Mariner 1 обошелся налогоплательщикам США в 14 миллионов долларов и что на тот момент не было оправдания неудачам при каждом запуске. К концу июля 1962 года было предпринято 12 попыток планетарного зондирования, начиная с 1958 года, и только две (« Пионер-4» и « Пионер-5» ) достигли всех целей своей миссии. То, что попытки советских исследователей планет в то время были немного более успешными, могло быть небольшим утешением , но все их неудачи держались в секрете, поэтому Советам не приходилось отвечать перед своей публикой о трате налоговых денег на неудачные космические миссии.

Успешный запуск Mariner 2 27 августа на мгновение ослабил критику в адрес НАСА и Лаборатории реактивного движения, а также, казалось, подтвердил надежность конструкции Ranger . Тем временем инженеры JPL все еще пытались выяснить, что вызвало сбой в работе компьютера Ranger 4 , который произошел в период, когда зонд находился за пределами диапазона отслеживания земли. Неисправность вызвала особенное недоумение, потому что зонд прошел очень тщательные наземные испытания без каких-либо аномалий. Изучение записей телеметрии показало, что сбой произошел во время отделения Рейнджера 4.от Agena, в точке, где электрический интерфейс между ними был отключен, и Ranger 4 переключился бы на внутреннее питание. Поведение датчика указывало на неисправность трансформатора или инвертора, вероятно, короткое замыкание, вызванное неплотным металлическим покрытием, контактирующим с контактами на кабеле питания, соединяющем датчик с Agena. Модификации Ranger 5 включали резервный таймер для обеспечения непрерывной работы телеметрической системы в случае выхода из строя главного компьютера, дополнительный баллон с азотом для системы ориентации для снижения давления газа и дополнительный пиротехнический воспламенитель для двигателя коррекции промежуточного хода. Самое главное, что к электрическим линиям были добавлены дополнительные диоды и предохранители, чтобы предотвратить повторное короткое замыкание.

Рейнджер 5

Представители программы Ranger собрались для участия в пресс-конференции после запуска Ranger 5 на мысе Канаверал. Слева направо: Фридрих Дюрр, майор Дж. Мулладей, подполковник Джек Альберт, Курт Дебус , Уильям Каннингем и Джеймс Берк.

Рейнджер 5 был подвергнут тепловой стерилизации, как и Рейнджеры 3-4, чтобы предотвратить непреднамеренное заражение Луны земными микробами. Рольф Хальструп, отвечавший за программу стерилизации, открыто возражал против этой процедуры, так как был убежден, что воздействие на датчики высокой температуры повреждает чувствительную электронику в них. Он убедил JPL в управлении Пасадены, что стерилизация Рейнджера 4 "очень вероятно" повредила главный компьютерный секвенсор и таймер и что процедуру необходимо остановить, чтобы гарантировать надежность космического корабля. Руководство согласилось остановить стерилизацию Ranger зондов, но только на Ranger 8 и выше, а Рейнджерс 6 - 7 уже стерилизована.

20 августа Ranger 5 отправился в длительное путешествие по пересеченной местности из штата Калифорния во Флориду и прибыл туда в день запуска Mariner 2 . Atlas 215D и Agena 6005 прибыли позже на этой неделе, и начались предпусковые проверки. Первоначальные приготовления были сосредоточены на самой ракете-носителе, которая доставляла почти столько же проблем, сколько и сами зонды Ranger. Комбинация Atlas-Agena давала сбой в четырех из шести запусков НАСА , и каждая ракета-носитель, которая была доставлена на мыс Канаверал, требовала модификаций или ремонтных работ, прежде чем она могла летать. Более того, в год между Ranger 1 и Mariner 2, в системе контроля качества Atlas-Agenas никаких улучшений не произошло. Поскольку запуски «Рейнджера» раньше откладывались из-за проблем с ускорителем, техники поспешили убедиться, что ничего подобного не задержит миссию «Рейнджера 5».

Отслеживание Mariner 2 было постоянной работой в то время, и поскольку сети слежения за дальним космосом НАСА не могли обрабатывать оба зонда одновременно, было решено переключить внимание на Ranger 5 для его короткой миссии.

После того, как две попытки запуска были прерваны, одна из-за короткого замыкания в зонде, а другая из-за проблем с погодой, запуск был дан на 18 октября. Старт состоялся в 12:59 по восточному стандартному времени, и Атлас вскоре исчез в облаке. пасмурное серое небо. Неисправность радиомаяка системы наведения на момент T + 93 секунды привела к появлению зашумленных данных о скорости следования, но, в отличие от Ranger 3, дискретные команды принимались и выдавались системой наведения должным образом. «Агена» успешно вышла на орбиту и начала горение, чтобы вывести «Рейнджер 5» на транслунную траекторию.

Однако вскоре в компьютерной системе были обнаружены высокие температуры, а вскоре после этого производство энергии с помощью солнечных батарей прекратилось. Детектор гамма-излучения был включен, но компьютер не выдал команду на выравнивание космического корабля с Землей. Затем приемники телеметрии на станциях слежения в Австралии и Южной Африке вышли из строя, возвращая искаженные данные. Было очевидно, что короткое замыкание отключило солнечные панели , а это означало, что у Ranger 5 осталось всего несколько часов до того, как у него разрядится аккумулятор. Специалисты JPL думали, что они все еще могут частично спасти миссию, запустив двигатель коррекции в середине курса, чтобы обеспечить столкновение с Луной, но им нужно было сделать это быстро, пока не закончилось электричество. Наземные диспетчеры отправили команды развернутьантенна с высоким коэффициентом усиления и выровняйте зонд для ожога в середине пути, но за это время, по-видимому, произошло больше коротких замыканий из-за кратковременного отключения передатчика телеметрии. Двигатель на полпути был запущен, но рейнджер 5 разрядил свои батареи на полпути. Радио транспондеров и телеметрические сигналы прекратились, с последующим неконтролируемым кувыркаясь зонда. Рейнджер 5 прошел 450 миль от поверхности Луны на пути к постоянной орбите вокруг Солнца . Сигналы по-прежнему поступали от крошечной капсулы сейсмометра до тех пор, пока не затухали, поскольку расстояние от зонда до Земли стало слишком большим. Диспетчеры миссии отследили его на расстоянии 1,3 миллиона км (808 000 миль). ^[2]

Это была третья попытка столкнуться с поверхностью Луны космическим кораблем Block II Ranger. Во время этой миссии, всего через 15 минут после нормальной работы, неисправность привела к переключению энергии с солнечной батареи на батарею . Нормальная работа никогда не возобновлялась; батарея разрядилась через 8 часов, и все системы космического корабля вышли из строя. Первая коррекция на полпути так и не была осуществлена, и 21 октября Ranger 5 пролетел мимо Луны на расстоянии 724 км и вышел на гелиоцентрическую орбиту . Его проследили на расстояние 1 271 381 км. Перед потерей сигнала космический аппарат отправил обратно около 4 часов данных гамма-эксперимента. ^[2]

После неудачного запуска электронный блок для следующих версий был полностью перестроен подразделением RCA Astro Electronics в Восточном Виндзоре, штат Нью-Джерси . Спутники, восстановленные RCA Astro, оправдали ожидания. Все фотографии были возвращены и помогли НАСА определить подходящие места для посадки лунных аппаратов. ^[2]

Сноски [ править ]

^ НАСА, Центр космических полетов Годдарда. «Эксперименты над Ranger 3» . Мастер-каталог NSSDC . Проверено 20 мая 2018 года .
^ a b c d e f Национальный центр данных по космическим наукам, Ranger 5, NSSDC ID: 1962-055A

См. Также [ править ]

Программа рейнджеров
Хронология исследования Солнечной системы
Список искусственных объектов на Луне

Ссылки [ править ]

«Национальный центр данных по космической науке - Рейнджер 5» . Национальное управление по воздуху и космосу . Проверено 19 июня 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

Столкновение с Луной: история проекта "Рейнджер" (PDF) 1977 г.

[nssdc_instruments-1] НАСА, Центр космических полетов Годдарда. «Эксперименты над Ranger 3» . Мастер-каталог NSSDC . Проверено 20 мая 2018 года .

[nssdc1962-055A-2] Национальный центр данных по космическим наукам, Ranger 5, NSSDC ID: 1962-055A

[1]