Ranger 4

Ranger 4
Χαρακτηριστικά αποστολής
Πύραυλος φορέας	Atlas-Agena B
Ημερομηνία εκτόξευσης	23  Απριλίου 1962
Τόπος εκτόξευσης	Συγκρότημα εκτοξεύσεων 12
COSPAR ID	1962-012A
δεδομένα ()

Το Ranger 4 (δασοφύλακας) ήταν διαστημικό σκάφος του προγράμματος Ranger της NASA με προορισμό να πάει στη σελήνη και, κατά την κάθοδό του, τα δέκα τελευταία λεπτά να τηλεμεταδώσει φωτογραφίες της επιφάνειάς της πριν τελικά συντριβεί από τη σύγκρουση. Εκτός αυτού, η αποστολή του ήταν να μεταφέρει έναν σεισμογράφο μέσα σε μια κάψουλα ανώμαλης προσσελήνωσης, καθώς και να κάνει μετρήσεις της έντασης της ακτινοβολίας γ κατά τη διάρκεια της πτήσης, να μελετήσει την ανακλαστικότητα των κυμάτων ραντάρ από την επιφάνεια της Σελήνης, αλλά και να συμβάλει στην ανάπτυξη της τεχνολογίας διαπλανητικών σκαφών. Το σκάφος έφτασε μεν στη Σελήνη, έπεσε όμως στη πίσω μεριά του φεγγαριού, αφού λόγω βλάβης του υπολογιστή του σκάφους οι ηλιακοί συλλέκτες και το σύστημα πλοήγησης δεν ενήργησαν σωστά. Έτσι η αποστολή επιστημονικά δεν τεκμηριώθηκε.

Περιγραφή του σκάφους

Το διαστημόπλοιο Ranger 4 ήταν ουσιαστικά παρόμοιο με το Ranger 3. Ήταν όπως και το 5 τύπου Μπλοκ 2 του διαστημικού προγράμματος Ranger.

Το σκάφος ζύγιζε 331 κιλά. Η επίχρυση και επιχρωμιωμένη βάση του σκάφους, σχήματος εξαγωνικού και διαμέτρου 1,5 μέτρων, χρησίμευε γα την ανάρτηση του εξοπλισμού. Κάτω από αυτήν τη βάση ήταν προσαρμοσμένη μια μεγάλη παραβολική κεραία υψηλής απολαβής. Δυο ηλιακοί συλλέκτες ηλεκτρικού ρεύματος, συνολικού μήκους 5,2 μέτρων, ήταν αναρτημένοι διαμετρικά. Επάνω στη βάση, και συγκεκριμένα στην κορυφή της όλης κατασκευής συνολικού ύψους 3,1 μέτρων ήταν τοποθετημένη μια κωνική πανκατευθυντική κεραία. Ακολουθούσε μια σφαιρική κάψουλα διαμέτρου 65 εκατ. από ξύλο του δέντρου balsa (το οποίο είναι πάρα πολύ ελαφρύ) που περιείχε τον σεισμογράφο που αργότερα επρόκειτο να εκτελέσει ανώμαλη προσσελήνωση.

Το σκάφος διέθετε μια μηχανή προώθησης ισχύος 22,6 kN και τα απαραίτητα καύσιμα για τον διαπλανητικό ελιγμό. Τα 8.680 φωτοκύτταρα των ηλεκτρικών συλλεκτών τροφοδοτούσαν το σκάφος με ηλεκτρική ενέργεια και φόρτιζαν μια εφεδρική μπαταρία άργυρου-ψευδάργυρου χωρητικότητας 1 kWh και βάρους 11,5 κιλών. Το σκάφος ελεγχόταν με εντολές από τη Γη που εκτελούσε ένας ψηφιακός ηλεκτρονικός υπολογιστής τρανζίστορ. Ο έλεγχος προσανατολισμού γινόταν από έξι ανιχνευτές του Ήλιου, έναν ανιχνευτή της Γης, γυροσκόπια, και ακροφύσια πεπιεσμένου αζώτου.

Το σύστημα τηλεπικοινωνίας περιελάμβανε δύο πομπούς συχνότητας 960 MHz και ισχύος 3 W και 50 mW αντιστοίχως, την κεραία υψηλής απολαβής, και μια πανκατευθυντική κεραία.

Το λευκό χρώμα του σκάφους, η επιχρύσωση και ένα επαργυρωμένο φύλλο πλαστικού που περιέβαλλε τον διαπλανητικό πύραυλο χρησιμοποιούνταν ως θερμική προστασία.

Οι πειραματικές συσκευές περιέλαβαν:

1. μια τηλεοπτική φωτογραφική μηχανή vidicon, λήψεως φωτογραφιών κάθε 10 δευτερόλεπτα
2. ένα φασματόμετρο ακτίνων γάμμα, αναρτημένο σε ένα βραχίονα 1,8μ
3. έναν υψομετρητή ραντάρ
4. έναν σεισμογράφο ο οποίος θα εκτελούσε ανώμαλη προσσελήνωση

Ο σεισμογράφος ενσωματώθηκε στη σεληνιακή κάψα μαζί με

• έναν ενισχυτή,
• ένα πομπό 50  mW,
• έναν ελεγκτή τάσης,
• μια κεραία turnstile,
• και 6 μπαταρίες άργυρου-καδμίου ικανές για τη λειτουργία του πομπού της κάψουλας για 30 ημέρες.

Ο σεισμογράφος ήταν να φτάσει στο φεγγάρι με ταχύτητα προσσελήνωσης 130 έως 160 km/h. Ο υψομετρητής ραντάρ είχε διάφορες χρήσεις. Εκτός από τη μελέτη της ανακλαστικότητας της επιφάνειας, θα έδινε το σήμα για τον διαχωρισμό της κάψουλας και την πυροδότηση των πυραύλων ανάσχεσης.

Περιγραφή της αποστολής

Η προγραμματισμένη τροχιά του Ranger και ο διαστημικός διάδρομος που οδηγεί στο φεγγάρι.

Η αποστολή επρόκειτο να εκτοξευτεί προς το φεγγάρι από πύραυλο Άτλαντα/Agena, να κάνει στη συνέχεια έναν ελιγμό, και να συγκρουστεί τελικά με τη σελήνη. Στο κατάλληλο ύψος, η κάψα θα χωριζόταν από το διαστημόπλοιο και ανασχετικοί πύραυλοι θα μείωναν την ταχύτητα καθόδου.

Περιγραφή της βλάβης

Ένα χρονόμετρο στον υπολογιστή του διαστημικού σκάφους έπαθε βλάβη και δεν δόθηκαν οι εντολές για την ανάπτυξη των ηλιακών συλλεκτών, αλλά και τη λειτουργία του συστήματος προσδιορισμού θέσης με σημεία αναφοράς τον Ήλιο και τη Γη. Χωρίς την τροφοδότηση του σκάφους με ενέργεια από τους ηλιακούς συλλέκτες, το φορτίο της εφεδρικής μπαταρίας σταδιακά εξαντλήθηκε. Έτσι τα όργανα έπαψαν να λειτουργούν μετά από περίπου 10 ώρες πτήσης. Μόνο η μπαταρία του σεισμογράφου συνέχισε να τροφοδοτεί έναν πομπό 50 mW, το σήμα του οποίου παρακολουθούνταν από τη Γη. Το ανεξέλεγκτο Ranger 4 έφτασε τελικά στη Σελήνη και προσέκρουσε στην πίσω πλευρά του φεγγαριού (στις συντεταγμένες 229,3 Ε, 15,5 S, μακριά από το προκαθορισμένο σημείο πρόσκρουσης) με ταχύτητα 9600 km/h στις 26 Απριλίου 1962 και ώρα στις 12:49:53 UT μετά από 64 ώρες πτήσης.

Επιτεύγματα

Το Ranger 4, παρόμοιο στο σχέδιο με το Ranger 3, ήταν το πρώτο Αμερικάνικο διαστημικό σκάφος που έφυγε από τη Γη και έφτασε σε ένα άλλο ουράνιο σώμα. Λόγω της βλάβης που αναφέρεται πιο πάνω, το όχημα δεν κατάφερε να ολοκληρώσει το σύνολο των αρχικά σχεδιασμένων πειραμάτων και δραστηριοτήτων. Εντούτοις αυτή ήταν η πρώτη επιτυχής χρήση του συνδυασμού Άτλαντα-Agena-Ranger.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Lunar impact: A history of Project Ranger (PDF) 1977