Ranger 4

Z Wikipedii

Ranger 4

Inne nazwy	RA-4, Ranger D, 1962 Mu, S00280
Zaangażowani	NASA (USA)
Indeks COSPAR	1962-012A
Rakieta nośna	Atlas Agena B
Miejsce startu	Centrum Lotów Kosmicznych imienia Johna F. Kennedy'ego, USA
Cel misji	Księżyc
Orbita (docelowa, początkowa)
Czas trwania
Początek misji	23 kwietnia 1962 (20:50 GMT)
Data lądowania	26 kwietnia 1962 (12:49:53 GMT)
Wymiary
Wymiary	329,8
Masa całkowita	331,1^[1] k g

Ranger 4 – amerykańska sonda księżycowa wysłana w ramach programu Ranger. Na 10 minut przed zderzeniem się z Księżycem miała przesłać zdjęcia jego powierzchni na Ziemię. Kapsuła sondy, w której był sejsmometr, miała dokonać twardego lądowania i przesłać wyniki pomiarów. Statek stanowił również kontynuację badań technologicznych nad sondami księżycowymi i międzyplanetarnymi. Misja zakończyła się niepowodzeniem, gdyż usterka komputera pokładowego spowodowała, że nie rozłożyły się baterie słoneczne i statek uderzył w ciemną stronę Księżyca nie przesyłając żadnych danych. Pierwszy amerykański obiekt kosmiczny, który dotarł do innego ciała niebieskiego.

[edytuj] Budowa

Prace przygotowywacze nad sondą Ranger 4

Ranger 4 należał do drugiej serii sond Ranger, tzw. Block II. Sonda ważyła 331 kg i miała 3,1 m wysokości. Na jej szczycie znajdowała się kula o średnicy 0,65 m, pokryta drewnem balsa, zawierająca sejsmometr. Statek posiadał własny napęd: silnik odrzutowy na paliwo jednoskładnikowe, o ciągu 22,6 kN. Sześciokątna podstawa sondy miała 1,5 m średnicy i była pokryta chromem i złotem. Do jej spodu przytwierdzona była paraboliczna antena dużego zysku. Do boków podstawy zamocowano dwa panele ogniw słonecznych o łącznej rozpiętości 5,2 m. Prąd elektryczny generowało 8 680 ogniw słonecznych, ładujących akumulatory AgZn (główny i zapasowy) o pojemności 1 kWh i masie 11,5 kg. Kontrolę nad statkiem sprawował prosty komputer pokładowy, programator i system przyjmowania komend radiowych z Ziemi. Położeniem statku kontrolowały wykrywacze Słońca i Ziemi, żyroskopy, oraz silniczki korekcyjne. System telemetrii składał się z dwóch nadajników pracujących na częstotliwości 960 MHz. Jeden miał moc 3 W, a drugi 50 mW. Korzystały one z anteny dużego zysku i anteny dookólnej. Kontrolę temperatury statku zapewniało białe malowanie fragmentów sondy, oraz dobrze odbijające pokrycia ze złota, chromu i srebra.

[edytuj] Ładunek

Start rakiety Atlas Agena B z sondą Ranger 4

Kamera telewizyjna typu Vidicon - zaprojektowana do wykonania i przekazania zdjęć powierzchni Księżyca z odległości od 4 000 do 47 km. Czas ekspozycji powierzchni fotokondensatora wynosił 20 ms, co miało zapobiec rozmazaniom obrazu. Faza skanowania obrazu i czyszczenia powierzchni trwała 13 sekund. Skanowanie jednego obrazu trwało 10 sekund. Każda ramka składała się z 200 linii. Szerokość pasma systemu wideo wynosiła około 200 cps. Układ optyczny wykorzystywał, znany z teleskopów astronomicznych, układ Cassegraina. Zwierciadło wtórne kierowała obraz na powierzchnię fotokondensatora.
Detektor promieniowania gamma - identyczny z przyrządem na pokładzie późniejszego Ranger 5. Eksperyment składał się z trzech części: detektora (na wysięgniku o długości 1,83 m), 32 kanałowego analizatora amplitudowego i zasilacza wysokiego napięcia. Detektorem był ukośny kryształ jodku cezu (CsI), o średnicy 7,62 cm, otoczony przez 3,175 mm grubości plastyczny scyntylator. Detektor był połączony z fotopowielaczem. Analizator amplitudowy umożliwiał zmagazynowanie 2×1016 impulsów w każdym kanale. Widma były pozyskiwane w zakresach 0,1-3,0 MeV i 20-600 keV. Kalibrację umożliwiało pokładowe źródło promieniotwórcze. Średnie zmierzone kosmiczne promieniowanie gamma wynosiło 0,27 zliczeń/cm²/s w zakresie 0,5-2,1 MeV, i 0,67 zliczeń/cm²/s powyżej 2,1 MeV. Pomiary te były potwierdzeniem wcześniejszych pomiarów za pomocą balonów i rakiet suborbitalnych. Instrument miał wykonać ok. 60 godzin obserwacji przed uderzeniem w Księżyc. Miał również wykonać pomiary promieniowania międzyplanetarnego i promieniowanie tła dla pomiarów księżycowych. Detektor w pozycji złożonej obserwował niebo przez 12 godzin; resztę czasu działał na wysięgniku. Takie pomiary pozwoliły zmierzyć wpływ samego statku na prowadzone badania
Wysokościomierz radarowy - miał posłużyć do wyzwolenia zapłonu silnika hamującego (między 19 a 25 km nad powierzchnią) oraz badań odbijalności fal radarowych przez powierzchnię Srebrnego Globu. Był to standardowy radar impulsowy ze szczytową mocą wyjściową magnetronu między 150 a 400 W. Pracował na częstotliwości 9,4 GHz. Częstość powtarzania impulsów wynosiła 500-600 Hz. Pasmo superheterodyny odbiornika wynosiła 12-16 MHz, a szum, między 11 a 12 dB. Szerokość wiązki anteny wynosiła 4,5°. Wysokościomierz miał być włączony na rozkaz z Ziemi, na wysokości między 198 a 55 km nad powierzchnią. Pomiary miały trwać od 9 do 120 sekund
Sejsmometr - znajdujący się w kapsule, wraz ze wzmacniaczem, 50 mW nadajnikiem, anteną krzyżową i sześcioma bateriami srebrowo-kadmowymi (mającymi wystarczyć na 30 dni pracy nadajnika). Całość została zaprojektowana do twardego lądowania na powierzchni Księżyca, z prędkością 130-160 km/h. Miał za zadanie potwierdzić istnienie, bądź nie, aktywności sejsmicznej na Księżycu, skorupy księżycowej, warstwy pyłowych lub zastygłej lawy. Ważący 3,36 kg przyrząd składał się z cewki, magnesu stały (1,7 kg) zawieszonego na sprężynie, oraz wewnętrznego urządzenia kalibrującego. Aby sejsmometr nie ucierpiał przy lądowaniu i zachował pionową pozycję, wypełniono go ochronnym płynem. Po uderzeniu płyn miał wycieknąć, a wyzwalacz ciśnieniowy miał zapoczątkować działanie instrumentu

[wróć na górę strony]

[edytuj] Przebieg misji

**Sekwencja startu, lotu i zakończenia misji sond typu Ranger Block II**
Start	Przebieg sekwencji startu	Manewry podczas lotu	Ostatni faza misji

Sonda miała zostać wyniesiona rakietą typu Atlas Agena, wykonać jeden manewr w trakcie lotu, a następnie zderzyć się z Księżycem. Na odpowiedniej wysokości oddzielić miała się kapsuła i silniczki rakietowe ją spowalniające.

Misja nie doszła do skutku z powodu usterki zegara w komputerze sondy. Spowodowało to, że programator nigdy nie wydał polecenia rozłożenia paneli ogniw słonecznych i rozpoczęcia procedury pozycjonowania statku względem Słońca i Ziemi. Urządzenia statku przestały działać około 10 godzin po starcie. Statek śledziła stacja naziemna Goldstone, dzięki małemu nadajnikowi umieszczonemu w kapsule mającej wylądować na Księżycu. Śledzenie trwało do momentu aż sonda zniknęła za widzialną krawędzią Księżyca. Ranger 4 uderzył w powierzchnie Srebrnego Globu z prędkością 9 600 km/h w dniu 26 kwietnia 1962, o godzinie 12:49:53 UTC, po 64 godzinach lotu. Punkt upadku określają współrzędne selenograficzne: 229,3°E i 15,5°S.^[2]

Człon Agena B, który wyniósł sondę w kierunku Księżyca, wszedł potem na orbitę okołosłoneczną.

[wróć na górę strony]