Programa de guardabosques
El programa Ranger fue una serie de misiones espaciales no tripuladas de los Estados Unidos en la década de 1960 cuyo objetivo era obtener las primeras imágenes en primer plano de la superficie de la Luna. La nave espacial Ranger fue diseñada para tomar imágenes de la superficie lunar, transmitiendo esas imágenes a la Tierra hasta que la nave espacial fue destruida por el impacto. Sin embargo, una serie de contratiempos llevó al fracaso de los primeros seis vuelos. En un momento, el programa se llamó "dispara y espera". El Congreso inició una investigación sobre "problemas de gestión" en la sede de la NASA y el Laboratorio de Propulsión a Chorro. Después de dos reorganizaciones de las agencias, el Ranger 7 devolvió imágenes con éxito en julio de 1964, seguido de dos misiones más exitosas.
Ranger se diseñó originalmente, a partir de 1959, en tres fases distintas, llamadas "bloques". Cada bloque tenía diferentes objetivos de misión y un diseño de sistema progresivamente más avanzado. Los diseñadores de la misión JPL planearon múltiples lanzamientos en cada bloque, para maximizar la experiencia de ingeniería y el valor científico de la misión y asegurar al menos un vuelo exitoso. Los costos totales de investigación, desarrollo, lanzamiento y soporte para la serie de naves espaciales Ranger (Rangers 1 a 9) fueron de aproximadamente $ 170 millones (equivalente a $ 1.13 mil millones en 2021).
Nave espacial Ranger
Cada una de las naves espaciales Ranger del bloque III tenía seis cámaras a bordo. Las cámaras eran fundamentalmente iguales con diferencias en tiempos de exposición, campos de visión, lentes y velocidades de escaneo. El sistema de cámaras se dividió en dos canales, P (parcial) y F (completo). Cada canal era autónomo con fuentes de alimentación, temporizadores y transmisores separados. El canal F tenía dos cámaras: la cámara A de gran angular y la cámara B de ángulo estrecho. El canal P tenía cuatro cámaras: P1 y P2 (ángulo estrecho) y P3 y P4 (ángulo amplio). La imagen final del canal F se tomó entre 2,5 y 5 segundos antes del impacto (altitud de unos 5 kilómetros (3,1 millas)) y la última imagen del canal P de 0,2 a 0,4 segundos antes del impacto (altitud de unos 600 metros (2000 pies)). Las imágenes proporcionaron una mejor resolución que la que estaba disponible desde las vistas desde la Tierra por un factor de 1000. El diseño y la construcción de las cámaras estuvo a cargo de Leonard R Malling. El gerente del programa Ranger para las primeras seis naves espaciales fue James D. Burke.
Los preamplificadores de cámara del programa Ranger usaban Nuvistors.
Lista de misiones
Misiones del Bloque 1
- Ranger 1, lanzado el 23 de agosto de 1961, prototipo lunar, fracaso del lanzamiento
- Ranger 2, lanzado el 18 de noviembre de 1961, prototipo lunar, fracaso de lanzamiento
El bloque 1, que consta de dos naves espaciales lanzadas a la órbita terrestre en 1961, estaba destinado a probar el vehículo de lanzamiento Atlas-Agena y el equipo de la nave espacial sin intentar llegar a la Luna.
Los problemas con la primera versión del vehículo de lanzamiento dejaron al Ranger 1 y al Ranger 2 en órbitas terrestres bajas de corta duración en las que la nave espacial no podía estabilizarse, recolectar energía solar o sobrevivir por mucho tiempo. En 1962, JPL utilizó el diseño Ranger 1 y Ranger 2 para las sondas de espacio profundo Mariner 1 fallidas y Mariner 2 exitosas a Venus.
Bloque 2 misiones
- Ranger 3, lanzado 26 enero 1962, sonda lunar, nave espacial falló, Luna perdida
- Ranger 4, lanzado el 23 de abril de 1962, sonda lunar, nave espacial falló, impacto
- Ranger 5, lanzado el 18 de octubre de 1962, sonda lunar, nave espacial falló, Luna perdida
El bloque 2 del proyecto Ranger lanzó tres naves espaciales a la Luna en 1962, con una cámara de televisión, un detector de radiación y un sismómetro en una cápsula separada desacelerada por un motor de cohete y empaquetada para sobrevivir a su impacto a baja velocidad en la Superficie de la luna. Las tres misiones juntas demostraron un buen desempeño del vehículo de lanzamiento Atlas/Agena B y la adecuación del diseño de la nave espacial, pero desafortunadamente no ambos en el mismo intento. El Ranger 3 tuvo problemas tanto con el vehículo de lanzamiento como con la nave espacial, se perdió la Luna por unos 36 800 km y ha orbitado alrededor del Sol desde entonces. El Ranger 4 tuvo un lanzamiento perfecto, pero la nave espacial quedó completamente inhabilitada. El equipo del proyecto rastreó la cápsula del sismómetro hasta que impactó justo fuera de la vista en el otro lado de la luna, validando el sistema de comunicaciones y navegación. El Ranger 5 se perdió la Luna y quedó inhabilitado. No se obtuvo información científica significativa de estas misiones. La embarcación pesaba 331 kg.
Hacia el final del Bloque 2, se descubrió que un tipo de diodo utilizado en misiones anteriores producía un problema de descamación de la placa de oro en las condiciones del espacio. Esto puede haber sido responsable de algunas de las fallas.
Bloque 3 misiones
- Ranger 6, lanzado el 30 de enero de 1964, sonda lunar, impacto, las cámaras fallaron
- Ranger 7
- Lanzado 28 de julio de 1964
- Luna afectada 31 julio 1964 a las 13:25:49 UT
- 10°21′S 20°35′W / 10.35°S 20.58°W / -10.35; -20.58 (Ranger 7) - Mare Cognitum
- Ranger 8
- Lanzado 17 de febrero de 1965
- Luna impactada 20 de febrero de 1965 a las 09:57:37 UT
- 2°40′N 24°39′E / 2.67°N 24.65°E / 2.67; 24.65 (Ranger 8) - Mare Tranquillitatis (Sea of Tranquility)
- Ranger 9
- Lanzado el 21 de marzo de 1965
- Luna impactada 24 marzo 1965 a las 14:08:20 UT
- 12°50′S 2°22′W / 12.83°S 2.37°W / -12.83; -2.37 (Ranger 9) - Cráter de Alphonsus
Ranger's Block 3 incorporó cuatro lanzamientos en 1964-65. Estas naves espaciales contaban con un instrumento de televisión diseñado para observar la superficie lunar durante la aproximación; a medida que la nave espacial se acercara a la Luna, revelaría detalles más pequeños que los mejores telescopios terrestres podrían mostrar y, finalmente, cráteres del tamaño de un plato. El primero de la nueva serie, el Ranger 6, tuvo un vuelo impecable, excepto que el sistema de televisión se desactivó por un accidente en vuelo y no pudo tomar fotografías.
Los siguientes tres Rangers, con un televisor rediseñado, fueron todo un éxito. El Ranger 7 fotografió su camino hacia el objetivo en una llanura lunar, pronto llamada Mare Cognitum, al sur del cráter Copernicus. Envió más de 4.300 imágenes de seis cámaras a científicos e ingenieros que esperaban. Las nuevas imágenes revelaron que los cráteres causados por el impacto eran las características dominantes de la superficie de la Luna, incluso en las llanuras aparentemente lisas y vacías. Los grandes cráteres estaban marcados por otros pequeños, y los pequeños con diminutas marcas de impacto, tan pequeñas como se podía discernir: unos 50 centímetros (20 pulgadas). Las rayas de colores claros que irradiaban desde Copérnico y algunos otros cráteres grandes resultaron ser cadenas y redes de pequeños cráteres y escombros que explotaron en los impactos primarios.
En febrero de 1965, el Ranger 8 siguió un rumbo oblicuo sobre el sur de Oceanus Procellarum y Mare Nubium, para estrellarse en Mare Tranquillitatis a unos 70 kilómetros (43 mi) de distancia de donde aterrizaría el Apolo 11 cuatro años y medio después. Obtuvo más de 7.000 imágenes, cubriendo un área más amplia y reforzando las conclusiones del Ranger 7. Aproximadamente un mes después, el Ranger 9 se hundió en el cráter Alphonsus de 90 kilómetros (56 millas) de diámetro. Sus 5.800 imágenes, anidadas concéntricamente y aprovechando la luz solar de muy bajo nivel, proporcionaron una fuerte confirmación de los contornos suavemente ondulantes de cráter sobre cráter de la superficie lunar.
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