Ranger 9
| Alternativní názvy |
| Označení COSPAR |
| Stát |
| Start |
| Cíl |
Čtvrtý a poslední let v programu Ranger Block 3. Sonda byla
nasměrována do kráteru Alphonsus, kam po perfektním průběhu letu dopadla
necelé tři dny po startu. Během posledních minut před dopadem pořizovala
snímky měsíčního povrchu s vysokým rozlišením.
Předchozí dva úspěšné lety Rangeru 7
a Rangeru 8 splnily hlavní úkol,
který se od nich očekával. Technikům připravující přistávací aparát lodi
Apollo poskytly detailní snímky povrchu měsíčních moří, tedy
favorizovaných oblastí pro dosednutí lunárních modulů pilotované výpravy.
Tyto snímky ukončily dohady o skutečném vzhledu měsíčního povrchu a na
jejich základě se konečně mohla rozběhnout konstrukce těch prvků lunárního
modulu, které se měly dotknout prachem pokryté měsíční krajiny.
Protože projekt Apollo již nemohl pro svoje využití očekávat žádné další
převratné objevy, bylo rozhodnuto věnovat let posledního vyrobeného
exempláře sondy zcela vědecké obci. Navíc jak bylo vyjádřeno, "dva dopady
do oblasti moří nepřinesly žádný důkaz, že by Ranger byl schopen
poskytnout využitelná vědecká data". Ranger 9 byl proto na základě
pečlivého výběru zamířen do prostoru měsíčního hornatého terénu směrem
ke kráteru Alphonsus.
Konstrukce
Sondu postavila a provozuje Jet Propulsion Laboratory (JPL). Pasadena,
Kalifornie (USA) pro NASA Office of Space Science (OSS), Washington,
D.C. (USA).
Sonda o hmotnosti 367 kg je určena k pořízení snímků Měsíce
během přibližně 20 min dopadové fáze letu.
Hlavní těleso má tvar hranolu s šestiúhelníkovou základnou o
průměru 1.504 m. Kostra sondy je vyrobena z hliníkových slitin
a její hmotnost je pouhých 43 kg. Ve středu dolní základny je
instalován raketový korekční motor o tahu 224 N na jednosložkovou
KPL (hydrazin). Motor je schopen udělit sondě přírůstek rychlosti od
0.03 m/s do 60 m/s. Z horní podstavy vystupuje kuželový
stožár obsahující televizní aparaturu. Celková výška sondy obnáší asi
3.6 m. Na protilehlých stranách základny jsou upevněny dva
obdélníkové panely výklopných fotovoltaických baterií o rozměrech
739x1537 mm, celkové ploše 2.3 m2 a
rozpětí 4.572 m, které jsou tvořeny 9792 křemíkovými články.
Sluneční články mají výkon 200 W a dobíjejí dvě AgZn akumulátorové
baterie o kapacitě 1000 Wh a 1200 Wh.
Telekomunikační systém sestává z výklopné vysokoziskové směrové
parabolické antény o průměru 1.2 m instalované na spodní základně a
všesměrové antény. Dva vysílače pracují v pásmu L (60 W,
959.520 MHz a 960.05 MHz) a jeden vysílač o menším výkonu,
rovněž vysílající v pásmu L (3 W, 960.58 MHz).
Orientační systém tvoří 12 trysek na stlačený dusík, 3 gyroskopy, 2
primární a 4 sekundární čidla Slunce a 1 senzor Země.
Vědecké vybavení
Vědecké vybavení sondy tvoří televizní kamerový systém sestávající z:
- soustava F (plně skanující kamery):
- dlouhoohnisková vidikonová televizní kamera;
- krátkoohnisková vidikonová televizní kamera;
- soustava P (částečně skanující kamery):
- 2 dlouhoohniskové vidikonové televizní kamery;
- 2 krátkoohniskové vidikonové televizní kamery.
Průběh letu
1965-02-27 tedy týden poté, co
Ranger 8 zakončil svoji úspěšnou
misi dopadem do Moře klidu na Měsíci, se sešli vědci a oficiální
pracovníci v Jet Propulsion Laboratory (JPL) v Pasadeně, aby
vybrali cíl pro let posledního exempláře Rangeru, který zůstával
k dispozici. Start byl předpokládán na období od
1965-03-19 do
1965-03-25. Jelikož hlavní úkol misí Ranger,
tedy průzkum povrchu Měsíce v místech odpovídajících možným
přistávacím plochám expedic Apollo, byl v zásadě splněn při
předchozích letech, bylo doporučeno, aby se poslední výprava zcela věnovala
vědeckým účelům. Pro tento záměr se nabízely dopadové oblasti v hornatém
terénu a ještě lépe v těch místech, kde se předpokládaly nějaké
geologické zajímavosti například dopad materiálu vyvrženého z velkých
kráterů při jejich vzniku. Návrh, aby i poslední sonda směřovala do
oblasti dosednutí plánovaných přistávacích aparátů Surveyor, byl zamítnut.
Vybraní zástupci různých zájmových skupin se sešli ještě
1962-03-02 a výsledkem byl seznam možných
cílů pro nadcházející startovní okno. Pro
první dva dny nedokázali vědci jednoznačně vybrat vhodný objekt zájmu,
teprve pro 1965-03-21 se v seznamu objevil
opravdu velice zajímavý měsíční útvar - kráter Alphonsus.
V dalších dnech přicházely na řadu krátery Copernicus, Kepler a
údolí Schroter.
1965-03-10 bylo rozhodnutí o zacílení Rangeru
do kráteru Alphonsus doporučeno vědeckými reprezentanty a o několik dní
později byl cíl schválen vedením projektu. Bohužel shodou okolností datum
1965-03-21 kolidovalo s plánovaným datem
startu první pilotované mise programu Gemini, což byl přípravný projekt
kosmických letů Apollo, který měl vyzkoušet techniky manévrování a spojování
lodí na oběžné dráze kolem Země. Gemini mělo přednost a přitom potřebovalo
mít k dispozici veškerou kapacitu počítačů na Mysu Canaveral již
jeden den před vzletem. Ale let Gemini byl již tolikrát odložen, že
panovaly pochyby, jestli vzlétne alespoň tentokrát. Pokud by zůstal
Ranger na zemi kvůli letu Gemini, který by se nakonec neuskutečnil, jednalo
by se o velice drahý omyl. Bylo proto nakonec rozhodnuto, že se jeho
start preventivně odsune a Ranger dostane možnost jediného pokusu
v březnovém startovním okně.
Definitivní rozvržení startů na kosmodromu tedy nakonec zahrnovalo start
Rangeru v původním termínu 1965-02-21 a
o dva dny později výpravu Gemini.
Na Mysu mezitím Ranger 9 a jeho nosná raketa zahájily
1965-03-18 závěrečné testy. Na druhé polokouli
Země v tento okamžik vzlétla z kosmodromu Bajkonur do vesmíru
loď Voschod 2 se dvěma kosmonauty na palubě. Další den před přistáním
uskutečnil kosmonaut Alexej Leonov poprvé výstup člověka z kabiny
lodi do volného kosmického prostoru. V Moskvě se vyjádřili sovětští
představitelé, že jejich cílem je nyní Měsíc a doufají, že bude dosažen
v nepříliš vzdálené budoucnosti. A v USA byla víra o opětovném
srovnání kroku se svým soupeřem zase jednou notně otřesena.
Závěrečný countdown Rangeru přidělal zúčastněným technikům a vědcům další
vrásky na čelo. Obloha nad Floridou byla zatažená a na startovní komplex
útočil prudký vítr dosahující rychlosti 13 m/s. Nicméně předpověď
na další hodiny nebyla beznadějná. Vítr se měl postupně uklidňovat. Přesto
musel být odpočet kvůli počasí přerušen. A čas utíkal. Konečně, těsně
před uzavřením startovního okna,
v 16:37 místního času (21:37 UT) countdown dospěl ke konci.
Nízko plynoucí mraky velmi brzy pohltily kouř a páru za stoupající raketou
(Atlas výr. číslo 204D a Agena B
výr. číslo 6007) a ta se ztratila z dohledu přihlížejících
lidí na kosmodromu.
V jasném slunci nad oblačnou přikrývkou vykonala raketa perfektní
práci a Ranger 9 byl nasměrován na cestu do měsíčního kráteru
Alphonsus. Tento velký kráter o průměru 108 km, pojmenovaný po
kastilském králi a patronu astronomů, se těšil obzvláštní pozornosti
vědců, protože jeho centrální vrcholek vykazoval známky vulkanické
činnosti. V roce 1957 zde byl pozorován fluoreskující oblak a později
dokázal astronom Kozyrev získat spektrum těchto emisí. Vědci podílející
se na projektu Ranger doufali, že detailní snímky přinesou další důkazy
sopečné aktivity.
70 minut po startu rozvinul Ranger panely slunečních baterií,
zorientoval se v prostoru a spojení bylo přepnuto ze všesměrové na
úzce směrovanou anténu. Navedení na dráhu bylo tak přesné, že korekce
dráhy mohla být přesunuta o jeden den dozadu.
1965-03-23 ve 12:03 UT sonda zahájila
korekční manévr změnou orientace, ve 12:30 UT byl na 31 s zapálen
raketový motor a úspěšný manévr byl ukončen ve 13:30 UT opětovným
zaujetím letové polohy. V JPL se mezitím dokončovala modifikace
"elektronického skanovacího konvertoru". Jednalo se o nápad na poslední
chvíli jak zpřístupnit snímky vysílané z Rangeru v přímém přenosu
do severoamerické televizní sítě. Tento konvertor sestával ze dvou sad
televizních vidikonových trubic umístěných proti sobě. Jedna snímala
obrázky objevující se na druhé a tím převáděla speciální řádkování
televizního signálu přicházejícího z Rangeru na běžný systém
používaný v komerčních sítích. Toto zařízení bylo zprovozněno a
vyzkoušeno těsně před koncem cesty sondy ráno
1965-03-24.
V případě této mise se výzkumníci rozhodli uskutečnit závěrečný
manévr, který měl za účel zvýšit rozlišovací schopnost kamer. Jeden a půl
hodiny před dopadem ve 13:31 UT byl závěrečný manévr proveden. Sonda
se natočila ve dvou osách a znovu byla zaměřena parabolická anténa na
přijímací stanici. Dvacet minut před dopadem ve 13:48 UT začalo
žhavení televizních kamer. O chvíli později ohlásila stanice v Goldstone,
že přijímá snímky. Ve stejném okamžiku se tytéž snímky ze dvou plně
skanujících kamer objevily na televizních obrazovkách v celých
Spojených státech. Přímý přenos z tvrdého přistání na Měsíci skončil
ve 14:08 UT, kdy se Ranger 9 roztříštil vedle 1050 m
vysokého centrálního vrcholku kráteru Alphonsus.
Závěrečné minuty letu měly následující průběh: První záběr měsíčního
povrchu byl pořízen 1965-03-24 ve 13:49:41 UT
z výšky 2363 km. Následujících 19 minut pokračoval přenos
celkem 5814 výborných kontrastních snímků. Na závěrečném obrázku je možno
rozlišit podrobnosti o velikosti 0.3 m. Sonda dopadla po 64.5 h
letu ve 14:08:19.994 UT v bodě o přibližných souřadnicích
12.83° j.š. a 2.37° z.d. rychlostí 2.67 km/s.
Poslední let v programu Ranger úspěšně skončil.
Experimenty a výsledky
Televizní kamerový systém
Přístroje vyvinula a dodala společnost RCA.
Televizní systém o hmotnosti 173 kg tvoří šest kamer uspořádaných
do dvou oddělených kanálů. Kamery jsou určeny k pořízení fotografií
s vysokým rozlišením z bezprostřední blízkosti v období
asi 20 min před dopadem sondy na měsíční povrch. Zmíněné dva kanály
mají nezávislé zásobování elektrickou energií a oddělené telekomunikační
cesty aby se dosáhlo maximální záruky dosažení vědeckého cíle letu.
Základním prvkem všech kamer je jednopalcová (cca. 25 mm) vidikonová
trubice s fotocitlivým povrchem ASOS [=antimony-sulfide oxy-sulfide].
První kanál, označený jako F [=Full] používá úplného skanování a
obsahuje jednu dlouhofokální kameru (ohnisková délka 76 mm,
světelnost f/25, zorný úhel 8.4°, 1152 řádků) a jednu
krátkofokální kameru (ohnisková délka 25 mm, světelnost f/0.95,
zorný úhel 25°, 1152 řádků). Aktivní plocha obrazu je
11 mm2 a skanování trvá 2.5 s.
Druhý kanál, označený P [=Partial], tvoří čtyři částečně skanující
kamery. Dvě kamery jsou dlouhofokální (kamera B, ohnisková délka 76 mm,
světelnost f/25, zorný úhel 2.1°, 300 řádků) a dvě krátkofokální
(kamera A, ohnisková dálka 25 mm, světelnost f/0.95, zorný úhel 25°,
300 řádků). Aktivní plocha obrazu je 2.8 mm2
a skanování vyžaduje 0.2 s.
Závěrka všech šesti objektivů je poháněna elektromagneticky a je
vytvořena štěrbinou na desce umístěné před objektivy. Rozložení objektivů
je takové, že se záběry překrývají.
Vysílání videa je zaznamenáváno jednak na filmový pás a jednak na
magnetickou pásku.
Vysílání snímků probíhalo 1965-03-24 od
13:49 UT do 14:08 UT. Maximální rozlišení dosažené
u posledních obrázků bylo až 0.3 m. Celkem bylo získáno 5814
dobrých a kontrastních snímků.
Fotogalerie obsahuje celkem 5 obrázků, nejnovější byl přidán 2003-11-01.
Literatura
- NSSDC Master Catalog: Spacecraft Ranger 9 -
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/sc-query.html
- M. Postránecký: Další Rangery na Měsíci -
Letectví a kosmonautika [41] (1965) - číslo 10, strana 324-327
- Ing. Pavel Knapp: Listy z historie. Ranger -
Letectví a kosmonautika [53] (1977) - číslo 7, strana 263-264
- Lunar Impact: A History of Project Ranger -
http://history.nasa.gov/SP-4210/pages/Cover.htm
Počet reakcí: 0
|
