Кіріспе
АҚШ-тың Айға жолданған ғарыш зонды
Ренджер-6 – NASA-ның Ренджер бағдарламасына жататын Ай зонды, 1960 жылдардың басында және ортасында Айдың бетінің жақыннан түсірілген суреттерін алу мақсатымен құрылған роботтық ғарыш кемелерінің сериясы. Ол 1964 жылдың 30 қаңтарында ұшырылды және ұшудың соңғы минуттарында Ай бетіне соқтығысқанға дейін Ай жер бедерінің жоғары сапалы суреттерін жіберу үшін жасалған. Ғарыш кемесінде алты теледидарлық видикон камерасы болды – екі кең бұрышты (F арнасы, A және B камералары) және төрт тар бұрышты (P арнасы). Камералар екі жеке тізбекке немесе арнаға орналастырылды, әрқайсысы жеке қуат көзімен, таймерлермен және тарату құралдарымен жабдықталған, осылайша жоғары сапалы теледидар суреттерін алудың сенімділігі мен мүмкіндігі арта түсті. Ғарыш кемесінде басқа эксперименттер жүргізілген жоқ. Камера жүйесіндегі ақаулық салдарынан суреттер алынбады.
Ғарыш кемелерін жобалау
6, 7, 8 және 9-шы рейнджерлер "Рейнджер" ғарыш кемесінің 3-блогы нұсқалары деп аталды. Ғарыш кемесі 1,5 метрлік ені бар, алтыбұрышты алюминийлік базадан тұрды, оның үстіне телекамералар орнатылған кесілген конустық мұнара орнатылған. Екі күн панелі қанаты, әрқайсысы 739 мм енімен және 1537 мм ұзындығымен, базаның қарама-қарсы жиектерінен 4,6 метрлік толық көпірмен созылды, ал жоғары күшейткіштік антенна базаның күн панельдерінен алыс орналасқан бір бұрышына бекітілді. Конустық мұнараның үстінде цилиндр тәрізді, жартылай бағытталған антенна орналасқан. Ғарыш кемесінің жалпы биіктігі 3,6 метрді құрады. Орта траекторияны түзетуге арналған қозғалыс 224Н итеру күші бар монопропеллент гидразин қозғалтқышымен қамтамасыз етілді, сонымен қатар төрт соплолық векторлық басқару жүйесі болды. Үш осьті бағдарлау және тұрақтандыру үшін үш гироскоп жүйесімен, төрт негізгі күн сенсорымен, екі қосымша күн сенсорымен және Жер сенсорымен байланыстырылған он екі азот газ соплосы қолданылды. Қуат екі күн панелінде орналасқан 9792 кремнийлік күн жасушасымен қамтамасыз етілді, бұл жалпы ауданы 2,3 шаршы метрді құрады және 200 Вт қуат өндірді. Әрқайсысы жеке байланыс/телевизиялық камера тізбегін қуатпен қамтамасыз ететін, 26,5 В номиналды кернеуі және 9 сағаттық жұмыс уақытына қабілетті екі 1200 ватт-сағаттық AgZnO аккумуляторы қолданылды. Ғарыш кемесінің жұмысы үшін қуатты сақтау үшін екі 1000 ватт-сағаттық AgZnO аккумуляторы қолданылды. Байланыс жартылай бағытталған төмен күшейткіштік антенна және параболалық жоғары күшейткіштік антенна арқылы жүзеге асырылды. Ғарыш кемесіндегі хабар таратушылар 959,52 МГц жиілігінде 60 Вт F телеарнасын, 960,05 МГц жиілігінде 60 Вт P телеарнасын және 960,58 МГц жиілігінде 3 Вт 8 транспондер арнасын қамтыды. Телекоммуникациялық жабдық камера таратушысынан алынған композиттік бейне сигналын жоғары күшейткіштік антенна арқылы кейін тарату үшін радиожиілік сигналына түрлендірді. Тар және кең бұрышты теледидар суреттерінің жылдам кадрларын жасауға мүмкіндік беретін жеткілікті бейне ені қамтамасыз етілді.
Миссияның профилі
Кубалық зымыран дағдарысы Рейнджер-5-тің сәтсіздігіне назарды уақытша бұрды, бірақ бұл миссия Рейнджер бағдарламасын толығымен қайта қарауға мәжбүр етті. Сәтсіздіктердің себебі туралы көптеген теориялар айтылды, оның ішінде JPL-дегі нашар басқару, қазіргі технологиямен жұмыс істемейтін және сенімсіз ғарыш кемелерінің тым жоғары мақсатты жобалары, зондтарды жылумен стерильдеу сияқты екінші дәрежелі себептер де бар еді. НАСА 1962 жылдың 29 қазанында Альберт Дж. Келли басқаратын Рейнджерді зерттеу комиссиясын құрды, оның міндеті 30 қарашаға дейін бағдарламаның жалғасқан сәтсіздіктерінің себептерін анықтау болды. Комиссияның қорытындысы бойынша, Рейнджердің жобасы Айға ұшу үшін "қажетсіз күрделі" екендігі және жоғары деңгейдегі инженерлік және сапалы жұмыс талап ететіні анықталды, бірақ олардың екеуі де жеткізілмеді. Сондай-ақ, жылумен стерильдеу нәзік ғарыш кемелері жүйелеріне зиян келтіретіні және дереу тоқтатылуы керек деген қорытындыға келді. Комиссия JPL-дің бағдарламаны нашар басқарғанын, ғарыш кемесінде ақау туған жағдайда қосымша жүйелер болмағанын, НАСА-ның терең ғарышқа бақылау желісінің қызметкерлері жеткілікті түрде оқытылмағанын және жабдықтарында кемшіліктер болғанын, сондай-ақ Atlas Agena күштегішінің сенімділігінің нашар екенін анықтады. 1962 жылдың қарашасы аяқталар кезде, Atlas Agena Әуе күштері мен НАСА-ның сегіз ұшырылымында істен шықты. Егер Thor Agena да ескерілсе, Агена B сатысы ұшу кезінде тоғыз рет істен шыққан. Комиссияның ұсыныстары жобаларды басқаруды жақсарту, жылумен стерильдеуден бас тарту және болашақ планеталық миссияларға арналған компоненттерді Рейнджерде сынау, зондтарды субподрядқа беру және JPL-ді Atlas Agena сатып алу мен іске қосуға қатысудан шығаруды қамтыды. Бұған қоса, НАСА-ның ұшыру алдындағы сынақтарды және ұшыру машиналарын дайындауды жақсарту қажеттігі айтылды. Block III ғарыш кемесінің құрамындағы аспаптар саны кемітілді, Рейнджер-3, 5-тегі сегіз ғылыми аспап алынып тасталды, осылайша қосымша жүйелерге арналған аппараттық құралдарға көбірек орын бөлінді. Бұл ғылыми қауымдастықтың наразылығын тудырды, олар гамма сәулелері және басқа да өлшемдердің Айдың суретін ғана қайтарудан гөрі әлдеқайда құнды екенін айтты. Жеткізу қозғалтқыш зертханасы Рейнджер компоненттерін жан-жақты сынауға кірісті, ал екінші тексеру комиссиясы Atlas Agena-ның сенімділігін бағалауға кірісті. Күштегіштермен байланысты мәселелерді шешу әсіресе қиын болды, өйткені Atlas Agena-ға НАСА емес, АҚШ Әуе күштері жауапты болды. НАСА планеталық зондтарды толығымен өз бақылауындағы Центаврға жіберуді үміттене білді, бірақ бұл бағдарлама күрделі техникалық мәселелерге байланысты кешіктірілді және ұзақ уақыт бойы ұшуға дайын болмады. Батыс жағалаудағы АҚШ Әуе күштері мен Қорғаныс министрлігінің миссияларымен күштегішті бөлісуге тура келгендіктен, жиі араласулар, кешігулер және техникалық проблемалар туды. Сондықтан, НАСА-ға Әуе күштерінің қатысуынсыз Atlas Agena-ны сатып алу және іске қосуды толық қадағалау құқығы берілуі ұсынылды. Рейнджер бағдарламасының маңызды бөлігі – Atlas және Thor Agena ұшыруларын бақылау, оларға тікелей әсер ететін ақауларды тексеру болды. Бұл жұмыс Алабама штатының Хантсвилл қаласындағы Маршалл ғарыш ұшу орталығына жүктелген, бірақ оның орнына Огайо штатының Кливленд қаласындағы Льюис зерттеу орталығына (LRC) ауыстырылды. LRC компаниясы Сан-Диегодағы Convair құрастыру зауытына Atlas көліктерін құрастыруды бақылау үшін қосымша персонал жіберді. Тексеру комиссиясы Atlas Agena-ны мазалаған ақауларға, әсіресе General Electric-тің басқару жүйесіне назар аударды, Шығыс жағалаудағы Atlas Agena-да қолданылатын Mod III G нұсқасы мен Батыс жағалаудағы көліктерде қолданылатын Mod II A нұсқасы бірнеше рет істен шықты. Олар Atlas көліктерін сынау үшін егжей-тегжейлі және қатаң талаптарды қоюды, басқару жинағының ұшу кезіндегі дірілге төтеп бере алатынына көз жеткізуді және сымдарды жақсартуды ұсынды. Сонымен қатар, Convair компаниясына барлық АҚШ Әуе күштері мен НАСА-ның іске қосулары үшін стандартталған күштегіш конфигурациясын құру, белгілі конструкциялық кемшіліктері бар аппаратты жақсырақ нұсқалармен ауыстыру және барлық нәрсені жақсарту ұсынылды. Әуе күштері Atlas Agena-ны басқаратындықтан, барлық осы өзгерістер олардың мақұлдауын қажет етті. Соңында, НАСА-ға алғаш рет барлық ғарыш ұшуларын толық қадағалау құқығы берілді. Әуе күштері ұшақтарды сатып алу, дайындау және ұшыруға жіберу, сондай-ақ НАСА миссиялары үшін ұшудан кейінгі есептерді әзірлеуге қатысуын тоқтату қажет болды, бұл бағдарламаның тиімділігін арттыратын маңызды қадам болды. Мәселелер жалғасты, енді Рейнджер-6 үшін телекамераларды жұмыс істеуге келгенде қиындықтар туды. Radio Corporation of America компаниясы жеткізген камералық түтіктердің сапасы әртүрлі болды және JPL стандарттарына сай келетін түтіктерді табуға біраз уақыт кетті. General Electric-те Atlas басқару жүйелерін сынау кезінде диодтардағы алтын жабыны қабыршақталып, қысқа тұйықтарға себеп болатыны анықталды. Жағдайды нашарлататын нәрсе, Рейнджер-6 жүздеген осындай диодтарға ие болды. Бұл мәселе оңай сынақтан өткізілмеді, сонымен қатар, жердегі сынақтар ғарыштағы "гравитацияның жоқтығы" ортасын имитациялай алмады, онда алтын қабыршақтары қалқып, диодтың аяқтары арасында қысқа тұйық жасауы мүмкін еді. Соңында, Рейнджер-6 тізбегіндегі жүздеген диодтарды ауыстырудан басқа жол қалмады. 1963 жылдың сәуір айында АҚШ Конгресі Рейнджер бағдарламасына қаражатты дерлік 50%-ға қысқарту туралы шешім қабылдады, себебі "барлық миссиялармен күшке келмейтін". Бұл Рейнджер-13-ке дейінгі Рейнджер зондтарына қатысты жоспарларды жоюді білдірді. Тек Рейнджер-6, 7, 8, 9 ұшырылады және олардың құрамында телекамера ғана болады. Рейнджер бағдарламасының мақсаттарының бірі – экипаждық Ай миссиялары үшін ыңғайлы қондыру орындарын іздеу болды. Осы кезде Айдың беті қандай екені нақты белгілі емес еді және ғарыш кемесі мен астронавттарды жұтып алатын түбі жоқ лайға толы қауіптер кеңінен таралған еді. 1963 жылға қарай Аполлон Ай модулінің негізгі конструкциясы қалыптасқандықтан, Айға қондыру бұл конструкцияны "растау немесе жоққа шығару" болар еді. JPL Айдың теңізінде, экваторға жақын жердегі соққы нүктесін таңдады, өйткені ол Аполлонның басты қондыру орны деп есептелді, сонымен қатар, мақсат қаңтар-ақпан айларындағы ұшыру кезінде жарық жағдайларына сәйкес келуі керек еді. Рейнджер-6 және оның күштегіші (Atlas 199D және Agena 6008) желтоқсан ортасында Кейп Канавералға келді, және ел президент Кеннедидің өткен айдағы қазасына аза тұрғанда, ұшыру алдындағы сынақтар басталды. Ұшыру 1964 жылдың 30 қаңтарында сағат 10:49-да EST уақытымен орындалды. Atlas бұлтты аспанға тегіс көтеріліп, көзден жоғалды. Күштегіш фазасы кезінде барлығы жақсы өтті және күштегіштің өнімділігі жоғары болды, күштегіштің сенімділігін арттыруға бағытталған күшті күш-жігердің нәтижесін көрсетті. Atlas BECO және сатыдан кейін, телеметрия Рейнджер-6-дағы телекамераның 67 секундтан кейін өшіп-қосылғанын көрсеткен кезде алаңдатарлық жағдай туды. Телеметриялық деректер басқа барлық нәрсе қалыпты жұмыс істеп тұрғанын көрсетті және JPL-дегі жағдай жеңілдеді. Agena зондты тұрақтандыру орбитасына қойды, содан кейін ұшырудан кейін 25 минуттан кейін Айға бағытталған күштегіш үшін өрт сөндірді. Рейнджер-6 бөлінгеннен кейін, күн панельдері мен жоғары күшті антенналар кеңейтілді және барлығы қалыпты болды. Күштегіш зондты дәл ұшу жолына қойды, сондықтан орта жолға аз түзету қажет болады. Алайда, ұшыру кезінде телекамера телеметриясының белсенділігі алаңдаушылық тудырды. JPL техниктері камераны қосып, оның жұмыс істеуін тексеруге ниеттенді, бірақ егер қысқа тұйық болса, оны қайтадан өшіруге батыл болмады...