Кіріспе
АҚШ-тың Айға жолданған ғарыш зонды Рейнджер-7 – Ай бетінің жақыннан түсірілген суреттерін Жерге сәтті жеткізген АҚШ-тың алғашқы ғарыш зонды. Бұл сонымен қатар Рейнджер бағдарламасының толыққанды сәтті ұшуы болды. 1964 жылғы 28 шілдеде ұшырылған Рейнджер-7 Айға соқтығысу траекториясын орындау және соқтығысуға дейін Ай бетінің жоғары сапалы суреттерін беру үшін құрастырылған. Ғарыш кемесі алты теледидарлық видикон камерасын алып жүрді – екі кең бұрышты (F арнасы, A және B камералары) және төрт тар бұрышты (P арнасы) – осы мақсаттарға жету үшін. Камералар екі жеке тізбекке немесе арнаға орналастырылды, әрқайсысы жеке қуат көзімен, таймерлермен және тарату құралдарымен жабдықталды, осылайша жоғары сапалы бейне суреттер алудың сенімділігі мен мүмкіндігі арта түсті. Рейнджер-7 ұшудың соңғы 17 минутында 4300-нен астам суретті жіберді. 68,6 сағаттық ұшудан кейін ғарыш кемесі Mare Nubium және Oceanus Procellarum аралығына қонды. Бұл қонған жер кейіннен Mare Cognitum деп аталды. Соқтығысу кезіндегі жылдамдығы секундына 1,62 мильді құрады, және ғарыш кемесінің жұмысы күтілгеннен де жақсы болды. Ғарыш кемесінде басқа эксперименттер жүргізілген жоқ.
Ranger 7 was the first space probe of the United States to successfully transmit close images of the lunar surface back to Earth. It was also the first completely successful flight of the Ranger program. Launched on July 28, 1964, Ranger 7 was designed to achieve a lunar impact trajectory and to transmit high resolution photographs of the lunar surface during the final minutes of flight up to impact. The spacecraft carried six television vidicon cameras – two wide angle (channel F, cameras A and B) and four narrow angle (channel P) – to accomplish these objectives. The cameras were arranged in two separate chains, or channels, each self contained with separate power supplies, timers, and transmitters so as to afford the greatest reliability and probability of obtaining high quality video pictures. Ranger 7 transmitted over 4,300 photographs during the final 17 minutes of its flight. After 68.6 hours of flight, the spacecraft landed between Mare Nubium and Oceanus Procellarum. This landing site was later named Mare Cognitum. The velocity at impact was 1.62 miles per second, and the performance of the spacecraft exceeded hopes. No other experiments were carried on the spacecraft.
Рейнджер 6 оқиғасынан кейінгі жағдайлар және Рейнджер 7 оқиғасына дайындық
NASA Ranger 6 ғарыш кемесіне камералар жүйесінен басқа барлық нәрсе жақсы жұмыс істегенін айтып, оң баға беруге тырысқанмен, Missiles and Rockets басылымының редакторы Уильям Кофлин оны "жүз пайыз сәтсіздік" деп атады және JPL-нің осы уақытқа дейінгі есебі "қасірет" болды. Миссия толық сәтсіздікке ұшыраған жоқ, бірақ Кофлин өзінің пікірінде жалғыз емес еді. Пасаденадағы реактивті қозғалтқыш зертханасы, коммерциялық емес зертхана және Калифорния технология институтының (Caltech) кеңейтімі, миссияны жүзеге асыру үшін қажетті қозғалыс немесе амбициясыз "жұмсақ" академиялық орта болды. Ол Рейнджерді "сәтсіздікке ұшыраған" деп санады және бір уақыт бойы НАСА-дағы Рейнджер бағдарламасына қатысы барлар оны жасыруға тырысты. Сондай-ақ, суреттерді қайтару үшін ғана ғарышқа зондтар жіберудің ешқандай пайдасы жоқ және Аполлон да қол жеткізе алмайтын ештеңе жасамады деп айтылды. Ренджер-6 миссиясы аяқталғаннан кейін, телекамераның істен шығуының себебін анықтау үшін тексеру комиссиясы шақырылды. Бұл тез анықталды; көтерілу кезінде камераның телеметриялық жүйесінің байқаусыз іске қосылуы камералардың қуат көзін бүлдірген электрлік қысқа байланыспен байланысты болды. Бірақ оның неге болғаны әлі күнге дейін құпия, әсіресе зондтан жіберілген телеметриялық деректер шектеулі ақпарат бере алады. 1964 жылдың 14 ақпанында JPL ішкі командалық коммутатордың ертерек іске қосылуы мүмкін екенін немесе пайдалы жүктеме кабинасындағы көректік жалғаушыда доға пайда болғанын атап өткен баяндаманы шығарды. Алайда, соңғысының орын алғаны немесе оның болуы мүмкін екендігі туралы ешқандай дәлел жоқ және камера жүйесіне және/немесе пайдалы жүк кабинасына бірнеше өзгертулер ұсынылды. НАСА-ның тексеру комиссиясы Ranger 6 жүйелері JPL мәлімдегендей артық емес екенін, ұшыру алдындағы сынақтар жеткіліксіз екенін және Нью-Джерсидегі RCA зауытында камералардың өздігінен қосылған жағдайлары болғандығын анықтады. Егер камераларды толығымен жаңадан жобалау қажет болса, келесі Рейнджер миссиясы бір жылға созылуы мүмкін еді. Конгресске ұсынылған толық есеп NASA-дағы бірнеше адам тарапынан сынға ұшырады, олар камераларда артықшылық болмаса да, бустердегі немесе ғарыш кемесіндегі оншақты сәтсіздік режимдерінің кез-келгені теледидарлық бейнелерді қайтара алмауы мүмкін екенін атап өтті. Жеткілікті алдын ала сынақтардың болмауы туралы олар 1961 жылы болған оқиғаны келтірді: Рейнджер 1 жердегі сынақ кезінде күн панельдерін пайдаланды және 60 Вт қуатымен жер тестілерін тоқтатты, себебі ұшыру алаңында орта жолға түзеу қозғалтқышын кездейсоқ қосып, толығымен отынмен толтырылған Atlas Agena-ны жоюдан қорқуға себеп болды. RCA сонымен қатар Нью-Джерсидің Хайтстаун қаласындағы негізгі зауытында жұмыс істеу стандарттарын қарауға уәде берді, егер бекітілген Рейнджер модулін тексеруде іштегі бұрандалар мен шайғыштарды қамтитын пластикалық қап табылса. Бұл әрекетті ашуланған қызметкер жасады деп күдіктелсе де, біреудің кездейсоқ жасағандығы әлдеқайда ықтимал болды. Камералардың өздерінде ақаудың анық себебі табылмағандықтан, тергеу келесі кезекте пайдалы жүктеме кабинасындағы электрлік пультке ауысты. Бұл көпіршікті жалғау әдетте жерде орнатылып, Ренджердің ішкі жүйелерін сынауға мүмкіндік береді және оны ұшыру кезінде тек жұқа шаршылы есіктер ғана жабады. Қосылымдағы шыналардың бірі "қызыл" болды және оны оңай көпірлеуге болады, содан кейін кернеуді көрші шыналарға беру және іске қосу кезінде телекамера жүйесін іске қосу. Оның себебіне келсек, бір ықтимал себебі - электростатиктік разряд, екіншісі - қандай да бір соққы толқыны. JPL ғарыш ғылымдары бөліміндегі физик Александр Братенхал электр тоғының қысқа шығуы Atlas бустерінің бөлінісін тастау кезінде отынның ауаға түсуінен туындағанын айтты. Бұл оқиғаның Ranger 6 ұшырылуында, бұлтты күні болған, бірақ басқа Atlas ұшырылымдарының фильмдері ұшыру машинасын сахналағаннан кейін үлкен ақ қаламның қоршап тұрғанын көрсетті. Convair компаниясының техниктері LOX-тің Atlas-тан шығарылғанын растады, бірақ соққы толқыны теориясы тартымды көрінсе де, басқа JPL физигі Джеймс Кендалл оны бірден жоққа шығарды. Электростатикалық разрядтың пайда болуы мүмкін емес, өйткені атмосфераның сұрылуы мен Атластың жоғары биіктігі кезінде стадиялану орын алды. Братенхал табандылықпен Атлас ұшырылуының көбірек фильмдерін кеңейтілген кадрлармен зерттеді, бұл эстафетадан кейінгі тұманның жарық жарқырауын көрсетті. Convair компаниясына тағы бір телефон арқылы хабарласқанымыздай, RP 1 де жөндеу кезінде төгілген, ал Atlas-тың қозғалтқышынан шыққан газ бұлтты тұтастырып, жарық түсірді. Жүктілік қалқаның көпіршік есігі тек жұқа құлыптау механизмімен ұсталып тұрғандықтан, тұтандырылған отыннан шыққан ыстық газдар электр жалғауына тиіп, қысқа тұйықталуға себеп болуы мүмкін еді. Көтерілу кезінде телеметриялық жүйенің байқаусыз іске қосылуы бустерді тастаумен шамамен бірдей уақытта, T+140 секундте болды. Осымен, Ranger 6 сәтсіздігінің себебіне қатысты кітап жабылды. Рейнджер-7 үшін жасалған өзгерістердің арасында ғарыш кемесіне толық қуатты сынауды ұшыру алаңынан тыс жерде жүргізудің жаңа процедуралары болды, онда орта жолға түзеу қозғалтқышы толығымен отынмен толтырылған Atlas Agena-ның үстінде кездейсоқ іске қосылу қаупі болмады. Реактивті қозғалтқыш зертханасы бастапқыда Рейнджер-7-нің соққысын Рейнджер-6 сияқты бірдей аймаққа түсіруді қалаған, сонда соққы кратерін бейнелеуге болар еді, бірақ шілде айындағы жарық жағдайлары қолайлы болмайтындықтан, олар оның орнына Айдың теңізіндегі 11 градус оңтүстікке орналасқан, аз белгілі аймаққа баруға шешім қабылдады. Зонд маусымның ортасында Кейп Канавералға Atlas 250D және Agena 6009 бірге жеткізілді.
Ғарыш кемелерін жобалау
6, 7, 8 және 9-шы рейнджерлер "Рейнджер" ғарыш кемесінің 3-блогы деп аталды. Ғарыш кемесі алтыбұрышты алюминийлік базадан тұрады, оның үстіне жылжыту және қуат жүйелері орнатылған, ал одан жоғары телекамераларды ұстаған қиық конус тәрізді мұнара орналасқан. Екі күн панелі қанаты, әрқайсысы ені және ұзындығы , базаның қарама-қарсы жиектерінен созылып, жалпы ұзындығы , ал күн панельдерінен алыс орналасқан базаның бір бұрышында бағытталы жоғары күшті антенна шарнирлі түрде бекітілген. Конус тәрізді мұнараның үстінде цилиндр пішіндес жартылай толық бағытты антенна орналасқан. Ғарыш кемесінің жалпы биіктігі болды.