Program Ranger (cz.3)

0

Block II – taką nazwę nosił drugi etap amerykańskiego bezzałogowego programu księżycowego Ranger. Na fazę tą składają się trzy misje, których celem był Księżyc. Żadna z nich niestety nie zakończyła się sukcesem. Na laury zwycięstwa trzeba było jeszcze poczekać…

Pojazdy Ranger drugiej fazy projektu różniły się od dwóch poprzednich, wysłanych w 1961 roku. Jeśli chodzi o rozmiar sondy były niższe, miały 3,1 metra wysokości i nie posiadały zastosowanej we wcześniejszych próbnikach kratownicowej konstrukcji zwieńczonej magnetometrem i anteną okólną (chociaż samo urządzenie także wchodziło w skład przyrządów aparatów drugiej serii). Wyposażono je natomiast w zawierające sejsmometr, osłonięte balsą sferyczne kapsuły o średnicy 65 cm i masie 42,6 kg, przeznaczone do zrzutu na powierzchnię Srebrnego Globu. W celu przetrwania twardego lądowania wypełniano je płynem ochronnym, mającym wyciec po zetknięciu z powierzchnią.

Panele fotowoltaiczne miały podobną Rangerom 1 i 2 rozpiętość, zamocowane do półtorametrowej, heksagonalnej podstawy, podobnie jak talerz anteny dużego zysku. Ponadto pojazdy wyposażono w detektor promieniowania gamma zainstalowany na wysięgniku o długości ponad 1,8 metra, radarowy wysokościomierz oraz kamery telewizyjnej Vidicon.

Celem sond kosmicznych Ranger Block II, w przeciwieństwie do pierwszych urządzeń serii pierwszej był już oczywiście Księżyc, chociaż i w tym przypadku priorytetem było przetestowanie różnych rozwiązań technicznych dla potrzeb przyszłych, bardziej zaawansowanych wypraw. Jak wyglądał profil typowej misji? Po wystrzeleniu z Przylądka Canaveral na pokładzie rakiety nośnej Atlas Agena B próbnik był kierowany na trajektorię ku-księżycową, dokonując po drodze potrzebnej korekty kursu trans-lunarnego. W trakcie podróży do Srebrnego Globu pojazdy miały przeprowadzić takie badania jak odbijanie fal radarowych od powierzchni naszego naturalnego satelity oraz pomiary promieniowania za pomocą czujnika promieni gamma. 10 minut przed zderzeniem z tarczą  Księżyca, na dystansie od 4000 do 47 km od celu podróży kamera telewizyjna miała wykonywać jego zdjęcia. Zainstalowany na korpusie sondy, wspomniany już wyżej wysokościomierz radarowy miał również przyczynić się do zainicjowania zapłonu silników hamujących sondy na pułapie 19-25 km nad powierzchnią Księżyca. Wtedy też powinno dojść do separacji kapsuły z sejsmometrem, zaprojektowanej do przetrwania twardego lądowania z prędkością rzędu 130-160 km/h. Urządzenie miało dostarczyć informacji negujących albo też potwierdzających aktywność sejsmiczną Srebrnego Globu. Sama sonda natomiast miała kończyć swój żywot rozbijając się o jego powierzchnię. Niestety i ta faza programu Ranger zakończyła się fiaskiem. Jak wyglądał przebieg trzech misji serii Block II?

26 stycznia 1962 roku, o godzinie 20:30 UTC, po gładkim odliczaniu wystartował z kosmodromu na Przylądku Canaveral na Florydzie Ranger 3. Była to pierwsza amerykańska próba osiągnięcia powierzchni naszego jedynego naturalnego satelity, a pojazd za pomocą którego planowano tego dokonać – najlepszym technicznie jak dotąd aparatem bezzałogowym skonstruowanym w Stanach Zjednoczonych. Niestety misja zakończyła się niepowodzeniem. Jeszcze zanim rakieta zniknęła z oczu obserwatorów na kosmodromie, doszło do usterki w systemie kierowania rakietą Atlas Agena B. W efekcie pojazd otrzymał zbyt dużą prędkość maksymalną, większą o 2% od zakładanej i tym samym przewyższającą prędkość ucieczki. Ważący 329,8 kg Ranger 3 odłączył się od nosiciela i rozpoczął swoją autonomiczną podróż. Oczywiście o realizacji planów misji należało zapomnieć. Sonda minęła Księżyc 14 godzin przed zamierzonym czasem dotarcia w jego pobliże i w odległości 36 793 km od jego powierzchni. Stało się to 28 stycznia, dwa dni po starcie. Następnie weszła na orbitę heliocentryczną jako „sztuczna planetoida” o numerze „7”. Niewielka ilość danych, głównie inżynieryjnych została odebrana. Ponadto sonda zebrała nieco informacji odnośnie promieniowania gamma w przestrzeni międzyplanetarnej.

Kolejną wyprawą drugiej fazy programu była misja Ranger 4. Rozpoczęła się dnia 23 kwietnia 1962 roku o godzinie 20:50 UTC. Ważąca 331,1 kg sonda kosmiczna została z powodzeniem wyniesiona na kurs w stronę Księżyca. Tym razem nie zawiodła Atlas Agena ale zegar komputera pokładowego Rangera. Konsekwencją było to, że nie wydano polecenia rozłożenia obu paneli baterii słonecznych i prawidłowego zorientowania się sondy względem Ziemi i Słońca. 10 godzin po starcie instrumenty znajdujące się na wyposażeniu próbnika przestały działać. Lot martwego aparatu śledzili specjaliści ze stacji naziemnej Goldstone w Kalifornii. Było to możliwe dzięki sygnałom nadawanym ze znajdującego się w kapsule sondy niewielkiego nadajnika. 26 kwietnia, po 64 godzinach lotu, o 12:49:53 UTC Ranger 4 uderzył z prędkością 9600 km/h w powierzchnię Księżyca w punkcie o współrzędnych selenograficznych 15,5˚S 229,3˚E, znajdującym się na odwrotnej stronie Srebrnego Globu. Tym samym stał się pierwszym amerykańskim urządzeniem, które znalazło się na innym ciele niebieskim.

Ranger 5, kolejna sonda kosmiczna wysłana przez NASA w stronę Księżyca, wyruszył 18 października 1962 roku. Rakieta nośna Atlas Agena B opuściła wyrzutnię startową LC-12 o godzinie 16:59 UTC. Masa piątej sondy programu wynosiła 342,5 kg. Tak jak poprzedniczki nie wypełniła zadań, jakie postawili przed nią technicy i naukowcy amerykańskiej agencji kosmicznej. Wejście na orbitę parkingową poszło gładko. Problem wystąpił dopiero w trakcie manewru TLI, czyli ponownego uruchomienia silnika stopnia Agena B, mającego wyprowadzić sondę na ścieżkę trans-lunarną. Usterka w systemie zasilania doprowadziła do nadania sondzie zbyt dużej prędkości. Ponadto wskutek błędnych komend antena Rangera utraciła połączenie ze stacjami naziemnymi, a baterie słoneczne nie zapewniły niezbędnego zasilania samemu pojazdowi. Funkcjonował on jedynie przez 8 godzin i 44 minuty – do wyczerpania się zasilania pochodzącego z baterii rezerwowych. Przez pierwszych pięć godzin detektor promieniowania gamma – w dodatku w pozycji złożonej (znajdował się, jak już zostało wspomniane, na specjalnym wysięgniku) dostarczał pewnych danych odnośnie promieniowania. I były to jedyne przydatne informacje dla naukowców uzyskane z tej sondy. 21 października Ranger 5 minął powierzchnię Księżyca w odległości 725 km, po czym wszedł na orbitę okołosłoneczną otrzymując numer „8” na liście okrążających Słońce obiektów wykonanych przez człowieka.

Na tym zakończyła się faza druga programu. Ostatnia, Block III zakończyła się już powodzeniem, a NASA uzyskała cenne dane, które pomogły Amerykanom w planowaniu i przeprowadzeniu kolejnych, bardziej ambitnych misji na Księżyc.

Pierwsza część cyklu o Programie Ranger: LINK

Druga część cyklu o Programie Ranger: LINK

Źródła:

Encyclopedia Astronautica

Gadomski J., Łuna Księżyc Moon, Warszawa 1970

Lunar Impact: A History of Project Ranger

NSSDC Master Catalog

Wikipedia

Schemat ostatniej fazy lotu sond Ranger Block II (NASA) Przygotowywanie sondy Ranger 3 (NASA) Technicy przy sondzie Ranger 4 (NASA)

Start rakiety Atlas Agena B z sondą Ranger 4 (NASA) Sonda Ranger z serii Block II (NASA)

 

Share.

Comments are closed.