Ranger 3 - Ranger 3

For det fiktive romfartøyet, se Buck Rogers in the 25th Century (TV-serie) . For fartøyet National Park Service, se Ranger III .
Ranger 3
1964 71392L.jpg
Ranger 3
Oppdragstype Lunar impaktor
Operatør NASA
Harvard-betegnelse 1962 Alpha 1
COSPAR ID 1962-001A
SATCAT nr. 221
Oppdragets varighet Start til siste vitenskapelige data som ble overført 1.405 dager; lanseringsdag til offisiell oppdrags sluttdag 5 dager
Romfartøyegenskaper
Produsent Jet Propulsion Laboratory
Start masse 329,8 kilo (727 lb)
Makt 150 W.
Start på oppdrag
Lanseringsdato 26. januar 1962, 20:30:00  UTC ( 1962-01-26UTC20: 30Z )
Rakett Atlas LV-3B Agena-B
Start nettstedet Cape Canaveral LC-12
Oppdragets slutt
Siste kontakt Siste vitenskapelige data ble overført mellom 12:52 og 1:33 EST, 28. januar 1962
Orbitale parametere
Referansesystem Heliosentrisk
Eksentrisitet 0,083
Perihelion høyde 0.9839 astronomiske enheter (147.190.000 km)
Aphelion høyde 1.163 astronomiske enheter (174.000.000 km)
Tilbøyelighet 0,398 °
Periode 406,4 dager
Lunar flyby (mislykket innvirkning)
Nærmeste tilnærming 28. januar 1962
Avstand 36874 kilometer (22,912 mi)
←  Ranger 2
Ranger 4  →
 

Ranger 3 var et romfartsoppdrag utført av NASA for å studere Månen . Ranger 3- romfartøyet ble lansert 26. januar 1962 som en del av Ranger-programmet . På grunn av en rekke funksjonsfeil savnet romfartøyet Månen med 35.000 km og gikk inn i en heliosentrisk bane .

Ranger 3 romføler ble designet for å overføre bilder av måneoverflaten i løpet av en periode på 10 minutter før den påvirket månen, for å lande en seismometerkapsel på månen, for å samle gammastråledata under flyging, for å studere radarreflektivitet på måneoverflaten, og å fortsette testing av Ranger-programmet for utvikling av måne- og interplanetar romfartøy.

Romfartøydesign

Ranger 3.

Ranger 3 var den første av Block II Ranger-designene. Basiskjøretøyet var 3,1 m høyt og besto av en månekapsel dekket med en støtbegrenser av balsatre , 650 mm i diameter, en endrivende middelkursmotor, en retrorocket med en skyvekraft på 5080 pounds (22,6 kN), og en gull- og forkrommet sekskantet base 1,5 m i diameter. En stor antenne med høy forsterkning var festet til basen. To vingelignende solcellepaneler (5,2 m over) ble festet til basen og utplassert tidlig på flyet. Strøm ble generert av 8680 solceller i solcellepanelene som lade et 11,5 kg 1 kW · h kapasitet AgZn lanserings- og reservebatteri. Romfartøykontroll ble levert av en solid state-datamaskin og sequencer og et jordstyrt kommandosystem. Holdningskontroll ble levert av sol- og jordfølere, gyroskop og pitch and roll-jetfly. Den telemetri -system ombord i sonden besto av to 960 MHz sendere, en i 3 W effekt og den andre på 50 mW effekt, high-gain antenne, og en rundstrålende antenne. Hvit maling, gull og forkroming og et forsølvet plastark som omslutter den retrorocket møblerte termiske kontrollen.

Under forberedelsene til Ranger 1 var romfartøyets tidtaker ved et uhell startet som førte til utplassering av solcellepanelene inne i nyttelastet. Det ble bestemt at testingen av instrumentene ombord ikke ville bli utført på Block II- romfartøyet fordi de hadde en funksjonell midtløpskorrigeringsmotor, og hvis en lignende hendelse skjedde med dem, kunne squibs og pyroteknikk som ble brukt til å sette ut solcellepanelene utilsiktet antenne drivmidler i motoren ombord, noe som kan resultere i eksplosjonen av romfartøyet på puten og muligens ta hele bæreraketten med seg. JPL- tjenestemenn kunngjorde at fabrikktesting av Ranger-systemene var tilstrekkelig til å utrydde eventuelle problemer, og maskinvare som ikke klarte å bestå testene, var ikke egnet til å fly.

Det eksperimentelle apparatet inkluderte: (1) et vidicon TV-kamera, som benyttet en skannemekanisme som ga en komplett ramme på 10 sekunder; (2) en gammastråle- spektrometer montert på en 1,8 m bom; (3) et radarhøydemåler ; og (4) et seismometer som skal landes grovt på månens overflate. Seismometeret (kodenavnet "Tonto") var innkapslet i månekapslen sammen med en forsterker, en 50 mW sender, spenningskontroll, en antenne og seks sølvkadmiumbatterier som var i stand til å betjene månekapselsenderen i 30 dager, alt designet for å lande på månen i 130 til 160 km / t (80 til 100 mph). Radarhøydemåler ville brukes til reflektivitetsstudier, men var også designet for å sette i gang kapselseparasjon og tenne retrorocket.

Oppdrag

Dette var det første amerikanske forsøket på å oppnå innvirkning på månens overflate. Romsonden Block II Ranger bar et TV-kamera som brukte et optisk teleskop som ville tillate bildebehandling ned til omtrent 24 kilometer over månens overflate under nedstigningen. Hovedbussen bar også en instrumentkapsel på 42,6 kilo som ville skille seg fra bussen i 21,4 kilometer høyde og deretter uavhengig påvirke månen. Kapslen ble beskyttet av et ytre hylster av balsatre, og ble designet for å sprette flere ganger på månens overflate før den hviler. Det primære instrumentet ombord var et seismometer.

Oppdraget ble designet for å øke mot månen av et Atlas / Agena, gjennomgå en midtløpskorrigering og påvirke månens overflate. I riktig høyde skulle kapselen skilles og retrorockets tennes for å dempe landingen. En funksjonsfeil i booster-styringssystemet resulterte i overdreven romfartøyhastighet.

Omvendte kommandosignaler fikk romfartøyet til å kaste seg i feil retning, og TM-antennen mistet jordoppkjøp, og korrigering av midtløp var ikke mulig. Til slutt forhindret et falskt signal under terminalmanøveren overføring av nyttige bilder. Ranger 3 savnet månen med omtrent 36.800 km 28. januar og var nå i en heliosentrisk bane . Noen nyttige tekniske data ble hentet fra flyet.

Forberedelse til lansering

Forberedelsene til Ranger 3 ble komplisert av utviklingsproblemer med Agena B-scenen, som ikke hadde fungert riktig på Rangers 1-2. Agena var først og fremst domenet til det amerikanske luftvåpenet , som hadde til hensikt å bruke det til militære nyttelast, og NASA hadde opprinnelig antatt at det ville begynne å fly i slutten av 1960 eller tidlig i 1961, da eventuelle utviklingsproblemer med scenen kunne lukkes ut. Imidlertid endte det med at Agena B tok lengre tid å ta i bruk enn opprinnelig forventet, og ytelsen viste seg også å være noe mindre enn forventet, noe som tvang noen av de planlagte eksperimentene på Block II Rangers til å bli kansellert.

Mens Thor-Agena B hadde begynt å fly i oktober 1960, gjorde ikke Atlas-Agena B sin jomfrutur før i juli 1961, noe som betyr at Ranger 1 bare var andre gang denne lanseringsbilkombinasjonen ble fløyet. Denne forsinkelsen ble forklart med det faktum at Air Force-programmer som MIDAS tok mye lenger tid å utvikle enn Ranger. I tillegg, da 1961 endte, hadde Agena Bs ikke fungert mindre enn sju ganger (de to Ranger-lanseringene og fem Thor-Agena-lanseringene).

Generalmajor Osmond Ritland, sjef for Air Force Space Systems Division i Inglewood, California , lovet NASA at alle problemer med Agena ville bli rettet, og fordi de også påvirket DoD- programmer, ble problemet tatt "ganske alvorlig". Blant andre endringer som er gjort, vil være en grundig gjennomgang av alt Lockheed-feltutstyr og prosedyrer. I tillegg vil det bli gjort et forsøk på å sikre at utsjekkingsprosedyrene på US Air Force og NASA Agenas var identiske og at eventuelle forskjeller i dem ble eliminert.

I midten av desember 1961 ankom Atlas 121D og Agena 6003 Cape Canaveral og ble reist på LC-12 . 18. januar 1962 ble Ranger 3 stablet på toppen av booster, men dagen etter forsøkte drivstoff på Atlas å gå galt da det ble funnet en tåre i det mellomliggende skottet som skiller LOX og RP-1 tankene. Dette vil bety at bæreraketten må tas ned fra puten for reparasjoner, og utsetter lanseringen en hel måned. Imidlertid foreslo tjenestemenn i Air Force og Convair i stedet den nye løsningen for å gjøre reparasjonene der på LC-12. Atlas bærekraftmotor ble fjernet og senket ned i flammeavbøyningsgropen og stillas av tre installert slik at teknikere kunne gå opp i RP-1-tanken, fjerne det ødelagte mellomskottet og erstatte det. 26. januar var reparasjonen fullført.

Funksjonsfeil i utstyret og banefeil

Liftoff fant sted klokken 15.30 EST 26. januar, en time og 15 minutter før lanseringsvinduet lukket, hvoretter Ranger 3 ikke kunne ha blitt lansert på en annen måned.

Ved T + 49 sekunder etter lansering opphørte pulssignalet på Atlas-styresystemet å fungere, noe som forhindret overføring av styrings- eller avskjæringsretninger for resten av lanseringen. Sikkerhetskopieringskommandoer fra rakettprogrammereren ble brukt til å utføre booster jettison og Agena separasjon, men uten veiledningsprogrammet var det umulig å utføre de nødvendige finjusteringsmanøvrene for å sette Atlas på riktig flyvebane. Andre motoravskjæring skjedde på grunn av drivstoff som gikk tom, snarere enn en programmert avskjæringskommando, noe som førte til at Agena og sonden ble akselerert høyere og raskere enn planlagt.

Enda verre, utstyr på en sporingsstasjon i Florida fungerte feil og hentet Ranger 3s orbitale parametere 5 minutter for sent. I mellomtiden startet Agena på nytt og sendte sonden ut av jordens bane, men en annen feil i veiledningsprogrammet resulterte i enda en banefeil. Som en konsekvens nådde romfartøyet Månen 14 timer tidlig, og den 28. januar gikk glipp av å slå Månen med 36.793 kilometer (22.862 miles).

Banefeilene gjorde umulig innvirkning på månen, men Ranger 3 kunne fortsatt ha blitt brukt til dypromstudier. Så flykontrollene ga kommandoer for å utpakke kamerabommen, og 28. januar ble et endret dataprogram lastet opp. Midt i opplastingen begynte sondens signalstyrke imidlertid å svekkes og det innebygde datasystemet mislyktes helt. Uten en fungerende datamaskin klarte ikke romfartøyet å holde sin høyforsterkede antenne rettet mot jorden, noe som hindret kommunikasjon med kontrollere på bakken.

Oppdragssvikt, drivstoffutmattelse og kansellering

TV-kameraet sendte bilder, men siden antennen nå ble pekt vekk fra jorden, var de mottatte bildene ekstremt svake og støyende. Det var mulig å se referansekorsene på kameralinsen, opplyst av reflektert sollys fra sondets chassis, men Månen var ikke synlig.

Da datamaskinen var død, reagerte Ranger 3 fullstendig på noen bakkekommandoer, og jord- og solsensorene ble gjort ubrukelige. Gyroskopene fortsatte å manøvrere sonden og bakkekontrollere fikk øyeblikkelig en lås på antennen, men uten stabil holdningskontroll kunne de ikke holde den stødig. Da de ikke var klar over datamaskinsvikt, fortsatte de å sende kommandoer til Ranger 3 forgjeves. Sporadisk sporing av sonden fortsatte til 31. januar da holdningskontrollpropellerne hadde brukt opp drivstofftilførselen, da oppdraget ble offisielt avsluttet.

Fotnoter

Se også

Referanser

Eksterne linker