Введение
Лунный космический зонд, запущенный в 1965 году в рамках программы "Рейнджер" НАСА.
"Рейнджер-9" был лунным зондом, запущенным НАСА в 1965 году. Он был разработан для достижения траектории столкновения с Луной и передачи фотографий лунной поверхности с высоким разрешением в последние минуты полета до столкновения. Для выполнения этих задач на борту космического аппарата было установлено шесть телевизионных видеокамер – две широкоугольные (канал F, камеры A и B) и четыре узкоугольные (канал P). Камеры были организованы в две отдельные цепочки, или канала, каждый из которых был полностью автономным, с отдельными источниками питания, таймерами и передатчиками, что обеспечивало максимальную надежность и вероятность получения высококачественных телевизионных изображений. Эти изображения транслировались в прямом эфире миллионам телезрителей по Соединенным Штатам. Других экспериментов на борту аппарата не проводилось.
Конструкция космических аппаратов
Рейнджеры 6, 7, 8 и 9 были так называемыми аппаратами «Блока 3» в серии «Рейнджер». Космический аппарат состоял из шестиугольного алюминиевого основания диаметром 1,5 м, на котором были установлены двигательная установка и источники энергии. Над ними возвышалась усеченная коническая башня, на которой размещались телевизионные камеры. Два крыла солнечных панелей, каждое шириной 739 мм и длиной 1537 мм, отходили от противоположных краев основания, образуя размах 4,6 м. На одном из углов основания, вдали от солнечных панелей, на поворотном креплении была установлена высокоусиленная параболическая антенна. На вершине конической башни располагалась цилиндрическая квазивсенаправленная антенна. Общая высота космического аппарата составляла 3,6 м.
Для коррекции траектории на среднем участке полета использовался гидразиновый двигатель с монопропеллентом тягой 224 Н и системой управления вектором тяги, состоящей из четырех реактивных сопел. Ориентация и управление положением по трем осям осуществлялись с помощью 12 газовых реактивных струй, связанных с системой из трех гироскопов, четырех основных солнечных датчиков, двух вспомогательных солнечных датчиков и датчика Земли. Электропитание обеспечивалось 9792 солнечными элементами из кремния, расположенными на двух солнечных панелях, общей площадью 2,3 квадратных метра и выдающих мощность 200 Вт. Две аккумуляторные батареи емкостью 1200 ватт-часов, рассчитанные на напряжение 26,5 В и 9 часов работы, обеспечивали питание отдельных цепей связи и телевизионных камер. Две аккумуляторные батареи емкостью 1000 ватт-часов накапливали энергию для работы космического аппарата. Связь осуществлялась через квазивсенаправленную антенну с низким усилением и параболическую антенну с высоким усилением. Передатчики на борту аппарата включали 60-ваттный телевизионный канал F на частоте 959,52 МГц, 60-ваттный телевизионный канал P на частоте 960,05 МГц и 3-ваттный транспондерный канал 8 на частоте 960,58 МГц. Телекоммуникационное оборудование преобразовывало композитный видеосигнал от передатчиков камер в радиочастотный сигнал для последующей передачи через высокоусиленную антенну космического аппарата. Была обеспечена достаточная полоса пропускания видеосигнала для быстрой смены кадров как широкоугольных, так и узкоугольных телевизионных изображений.
Профиль миссии
Ускорители Atlas 204D и Agena B 6007 выполнили работу в штатном режиме, выведя Agena и Ranger 9 на околоземную орбиту на заданной высоте. 90-секундный второй импульс Agena перевел космический аппарат на траекторию перелета к Луне. Затем последовало разделение Agena и Ranger. Через 70 минут после запуска поступила команда развернуть солнечные панели, активировать систему управления ориентацией и переключиться с всенаправленной антенны на антенну с высоким коэффициентом усиления. Точность начальной траектории позволила отложить запланированную поправку курса с 22 на 23 марта, когда маневр был начат в 12:03 UT. После ориентации, 31-секундного включения ракетного двигателя в 12:30 UT и повторной ориентации, маневр был завершен в 13:30 UT. Ranger 9 достиг Луны 24 марта 1965 года. В 13:31 UTC был выполнен финальный маневр для ориентации аппарата таким образом, чтобы камеры были направлены ближе к направлению полета для повышения четкости снимков. За 20 минут до столкновения начался минутный прогрев системы камер. Первый снимок был сделан в 13:49:41 UTC на высоте. В течение последних 19 минут полета было получено 5814 снимков с хорошим контрастом. Последний снимок, сделанный перед столкновением, имеет разрешение. Космический аппарат столкнулся с лунной поверхностью под асимптотическим углом 5,6 градуса к лунному экватору. Плоскость орбиты была наклонена на 15,6 градуса к лунному экватору. Через 64,5 часа полета столкновение произошло в 14:08:19.994 UTC приблизительно на 12,83° южной широты, 357,63° восточной долготы в кратере Альфонс. Скорость при ударе составила. Работа космического аппарата была признана отличной. Для этого полета было обеспечено телевизионное освещение в реальном времени с прямой трансляцией на сети многих изображений канала F (преимущественно с камеры B, но также и некоторые снимки с камеры A).