Ranger 7 - Ranger 7

Ranger 7
La nave espacial Ranger GPN-2000-001979.jpg
Ranger 7
Tipo de misión Impactador lunar
Operador NASA
ID COSPAR 1964-041A
SATCAT no. 842
Duración de la misión 65,5 horas
Propiedades de la nave espacial
Fabricante Laboratorio de propulsión a chorro
Masa de lanzamiento 365,7 kilogramos (806 libras)
Dimensiones 1,52 m × 2,51 m (5,0 pies × 8,2 pies)
Poder 200 W
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento 28 de julio de 1964, 16:50:00  UTC ( 28 de julio de 1964UTC16: 50Z )
Cohete Atlas LV-3 Agena-B 250D / AA9
Sitio de lanzamiento Cabo Cañaveral LC-12
Impactador lunar
Fecha de impacto 31 de julio de 1964, 13: 25: 48.82  UTC ( 1964-07-31UTC13: 25: 49Z )
Sitio de impacto 10 ° 38′02 ″ S 20 ° 40′38 ″ O / 10.6340 ° S 20.6771 ° W / -10,6340; -20.6771
(entreMare NubiumyOceanus Procellarum)
 

La Ranger 7 fue la primera sonda espacial de los Estados Unidos en transmitir con éxito imágenes cercanas de la superficie lunar a la Tierra. También fue el primer vuelo completamente exitoso del programa Ranger . Lanzado el 28 de julio de 1964, el Ranger 7 fue diseñado para lograr una trayectoria de impacto lunar y transmitir fotografías de alta resolución de la superficie lunar durante los minutos finales de vuelo hasta el impacto.

La nave espacial llevaba seis cámaras vidicón de televisión , dos de gran angular (canal F, cámaras A y B) y cuatro de ángulo estrecho (canal P), para lograr estos objetivos. Las cámaras se dispusieron en dos cadenas o canales separados, cada uno autónomo con fuentes de alimentación, temporizadores y transmisores separados para brindar la mayor confiabilidad y probabilidad de obtener imágenes de video de alta calidad. El Ranger 7 transmitió más de 4.300 fotografías durante los últimos 17 minutos de su vuelo. Después de 68,6 horas de vuelo, la nave aterrizó entre Mare Nubium y Oceanus Procellarum . Este lugar de aterrizaje se llamó más tarde Mare Cognitum . La velocidad en el impacto fue de 1,62 millas por segundo y el rendimiento de la nave espacial superó las esperanzas. No se llevaron a cabo otros experimentos en la nave espacial.

Consecuencias del Ranger 6 y preparación para el Ranger 7

Sistema de cámaras Ranger 7.

Aunque la NASA había intentado darle un giro positivo al Ranger 6 con el argumento de que todo, excepto el sistema de cámara, había funcionado bien, William Coughlin, editor de la publicación Misiles y cohetes , lo calificó como un "fracaso del cien por cien" y el récord del JPL hasta el momento. fue "una vergüenza". La misión no había sido un completo fracaso, pero Coughlin no estaba solo en su opinión de que Jet Propulsion Laboratory en Pasadena , un laboratorio sin fines de lucro y extensión del Instituto de Tecnología de California (Caltech), era un entorno académico "suave" sin el impulso o ambición necesaria para que las misiones tengan éxito. Consideró a Ranger un "perdedor" y durante un tiempo, cualquiera en la NASA involucrado en el programa Ranger trató de ocultarlo. También se dijo que enviar sondas con el único propósito de devolver imágenes no tenía sentido y no logró nada que Apolo no pudiera lograr.

Poco después de que concluyó la misión del Ranger 6 , se convocó a una junta de revisión para resolver la causa de la falla de la cámara de televisión. Esto se determinó rápidamente; la activación inadvertida del sistema de telemetría de la cámara durante el ascenso había sido causada por un cortocircuito que paralizó el suministro de energía de las cámaras. Pero todavía era un misterio por qué había sucedido, especialmente porque los datos de telemetría enviados desde la sonda solo podían proporcionar una cantidad limitada de información. El 14 de febrero de 1964, JPL publicó un informe en el que señalaba que un interruptor de comando interno podría haberse activado prematuramente o que se había producido un arco en el conector umbilical del carenado de carga útil. Sin embargo, no hubo evidencia de que esto último sucediera o de alguna forma obvia de que pudiera ocurrir y se propusieron varias modificaciones al sistema de cámaras y / o al carenado de carga útil.

La junta de revisión de la NASA descubrió que los sistemas del Ranger 6 no eran tan redundantes como había afirmado el JPL , que las pruebas previas al lanzamiento eran inadecuadas y había casos en que las cámaras se encendían solas en la planta de RCA en Nueva Jersey . Si las cámaras tuvieran que ser completamente rediseñadas desde cero, la próxima misión del Ranger podría retrasarse casi un año completo.

El informe completo presentado al Congreso fue criticado por varias personas en la NASA , señalando que, aunque las cámaras carecían de redundancia, cualquiera de las docenas de modos de falla en el propulsor o la nave espacial también podría resultar en la falla en la devolución de las imágenes de TV. En lo que respecta a la falta de pruebas adecuadas antes del lanzamiento, mencionaron el incidente en 1961 con el Ranger 1 desplegando sus paneles solares durante una prueba en tierra y que las pruebas en tierra con una potencia total de 60 W se habían descontinuado en las sondas del Bloque II por temor a accidentalmente. encendiendo el motor de corrección a mitad de camino en la plataforma y destruyendo todo el vehículo de lanzamiento en el proceso.

RCA también prometió investigar los estándares de mano de obra en su planta principal en Hightstown, Nueva Jersey , cuando el examen de un módulo Ranger sellado descubrió una bolsa de plástico con tornillos y arandelas en el interior. Aunque existía la sospecha de que esto lo había hecho un empleado descontento, era mucho más probable que alguien lo hubiera hecho por accidente.

Dado que no se pudo encontrar una razón obvia para el mal funcionamiento en las propias cámaras, la investigación se trasladó a continuación al umbilical eléctrico en el carenado de carga útil. Este conector umbilical normalmente estaría conectado al suelo para permitir la prueba de los subsistemas del Ranger y solo una puerta delgada con bisagras lo cubría durante el lanzamiento. Una de las clavijas del conector estaba "caliente" y podía puentearse fácilmente, transfiriendo un voltaje a las clavijas adyacentes y activando el sistema de la cámara de TV durante el lanzamiento. En cuanto a la causa, una posibilidad era una descarga electrostática , la otra era una onda de choque de algún tipo.

Alexander Bratenahl , físico de la División de Ciencias Espaciales del JPL, sugirió que el cortocircuito eléctrico fue causado por la ventilación del propulsor durante el lanzamiento de la sección de refuerzo del Atlas. No hubo imágenes de la cámara de seguimiento de este evento en el lanzamiento del Ranger 6, que había ocurrido en un día nublado, pero la película de otros lanzamientos de Atlas mostró que una gran columna blanca envolvió el vehículo de lanzamiento después de la puesta en escena. Los técnicos de Convair confirmaron que 112 libras (51 kg) de LOX se ventilaron del Atlas después de la puesta en escena, pero aunque la teoría de la onda de choque parecía tentadora, James Kendall, otro físico del JPL , la descartó de plano. La idea de una descarga electrostática también era poco probable, dado el adelgazamiento del aire y la gran altitud del Atlas cuando se produjo la puesta en escena.

Bratenahl persistió y estudió más películas de los lanzamientos de Atlas con los fotogramas ampliados, que revelaron destellos de luz en la columna posterior a la puesta en escena. Otra llamada telefónica a Convair reveló que 67 libras (30 kg) de RP-1 también se vertieron durante la puesta en escena y que el escape del motor sustentador del Atlas encendió la nube propulsora , produciendo estos destellos. Dado que la puerta umbilical en la cubierta de carga útil solo se mantuvo en su lugar con un mecanismo de cierre delgado, los gases calientes de la ignición del propulsor podrían haber hecho contacto con el conector eléctrico y causado un cortocircuito. La activación inadvertida del sistema de telemetría durante el lanzamiento había ocurrido casi simultáneamente con el lanzamiento del propulsor a T + 140 segundos. Con eso, el libro podría cerrarse sobre la causa del fracaso de Ranger 6.

Entre los cambios realizados para el Ranger 7 se incluyen nuevos procedimientos para aplicar pruebas de potencia total a la nave espacial fuera de la plataforma de lanzamiento, donde no había riesgo de que el motor de corrección a mitad de curso se activara sobre un Atlas-Agena completamente cargado .

El Laboratorio de Propulsión a Chorro originalmente quería tener el impacto del Ranger 7 en la misma área general que el Ranger 6 para que se pudieran obtener imágenes del cráter de impacto, pero las condiciones de iluminación durante julio no serían favorables, por lo que decidieron ir a un área poco conocida de 11 grados. al sur del ecuador de la Luna cerca del Mar de las Tormentas . La sonda fue enviada a Cabo Cañaveral a mediados de junio junto con Atlas 250D y Agena 6009.

Diseño de naves espaciales

Lanzamiento de Atlas Agena B con Ranger 7.

Los Rangers 6 , 7, 8 y 9 se llamaron versiones del Bloque 3 de la nave espacial Ranger. La nave espacial consistía en una base de marco de aluminio hexagonal de 1,5 metros (4 pies 11 pulgadas) de ancho en la que estaban montadas las unidades de propulsión y potencia, coronada por una torre cónica truncada que sostenía las cámaras de televisión. Dos alas de panel solar, cada una de 739 milímetros (29,1 pulgadas) de ancho por 1537 milímetros (60,5 pulgadas) de largo, extendidas desde los bordes opuestos de la base con un tramo completo de 4,6 metros (15 pies), y se colocó una antena parabólica de alta ganancia orientable. bisagra montada en una de las esquinas de la base lejos de los paneles solares. Una antena cilíndrica cuasi omnidireccional estaba colocada en la parte superior de la torre cónica. La altura total de la nave espacial fue de 3,6 metros (12 pies).

La propulsión para la corrección de la trayectoria a mitad de camino fue proporcionada por un motor de hidracina monopropelente de empuje de 224 N con control vectorial de cuatro paletas de chorro. El control de la orientación y la actitud en tres ejes se habilitó mediante doce chorros de gas nitrógeno acoplados a un sistema de tres giroscopios, cuatro sensores solares primarios, dos sensores solares secundarios y un sensor terrestre. La energía fue suministrada por 9,792 celdas solares de silicio contenidas en los dos paneles solares, dando un área total de matriz de 2.3 metros cuadrados (25 pies cuadrados) y produciendo 200 W. Las horas de funcionamiento proporcionaban energía a cada una de las cadenas de cámaras de televisión / comunicación por separado. Dos baterías AgZnO de 1000 vatios hora almacenaron energía para las operaciones de la nave espacial.

Las comunicaciones se realizaron a través de la antena cuasiomnidireccional de baja ganancia y la antena parabólica de alta ganancia . Los transmisores a bordo de la nave espacial incluían un canal de televisión F de 60 W a 959,52  MHz , un canal de televisión P de 60 W a 960,05 MHz y un canal 8 de transpondedor de 3 W a 960,58 MHz. El equipo de telecomunicaciones convirtió la señal de video compuesta de los transmisores de la cámara en una señal de RF para su posterior transmisión a través de la antena de alta ganancia de la nave espacial. Se proporcionó suficiente ancho de banda de video para permitir secuencias de encuadre rápidas de imágenes de televisión de ángulo estrecho y gran angular.

Perfil de la misión

Primera imagen de la Luna tomada por una nave espacial estadounidense. El gran cráter en el centro a la derecha es Alphonsus
La última fotografía de Ranger 7, tomada a unos 488 m sobre la Luna , revela rasgos tan pequeños como 38 cm de ancho. El patrón de ruido de la derecha es el resultado del impacto de una nave espacial durante la transmisión.

El 6 de julio, el Ranger 7 completó sus pruebas en tierra y se colocó encima del propulsor. El 9 de julio, un comité de la NASA se reunió y consideró que el propulsor y la nave espacial estaban completamente listos para el lanzamiento, que estaba previsto para el día 27.

La primera cuenta regresiva del 27 de julio falló debido a una batería defectuosa en el Atlas y un problema con el equipo de guía terrestre. Al día siguiente, todo salió bien y el Ranger 7 despegó de LC-12 a las 12:50 PM EST. El clima estaba despejado y sin nubes en este lanzamiento y la puesta en escena de Atlas se observó mediante cámaras de seguimiento. La nube propulsora esperada envolvió el propulsor, pero esta vez no se produjeron eventos anómalos. Treinta minutos después del despegue, el Agena se reinició para impulsar al Ranger 7 en una trayectoria hacia la Luna.

La trayectoria de vuelo del Ranger 7 fue bastante precisa, pero aún sería necesaria una pequeña corrección a mitad de camino para asegurar el impacto en el Mar de Tormentas en lugar del lado lejano de la Luna, que se llevó a cabo temprano en la mañana del 29 de julio. El período para las cámaras de televisión se realizaría antes y sería más corto que en el Ranger 6 . Por temor a poner en peligro la misión, los controladores de tierra decidieron que la orientación de la sonda era lo suficientemente aceptable y que no se arriesgarían a maniobrar con los propulsores de control de actitud para obtener un mejor ángulo. A las 6:09 AM PDT, las primeras imágenes de video llegaron a la Tierra.

Mientras Ranger 7 aceleraba hacia la superficie de la Luna , el rendimiento de la cámara de televisión se mantuvo normal. Las imágenes de la superficie lunar llena de cráteres continuaron filtrándose de regreso a la sede del JPL en Pasadena, California y finalmente, a las 6:25, ocurrió el impacto y cesaron todas las señales de la sonda. En la sala de control del JPL, hubo una "celebración entusiasta". El Ranger 7 había entregado las primeras imágenes a corta distancia de la superficie lunar y "más que nada, incluso las misiones tripuladas de Mercury , finalmente habían deshecho el dolor que sintieron los estadounidenses en el lanzamiento del Sputnik 1 ".

Las fotografías devueltas por la sonda encontraron que la Luna probablemente era "muy escarpada y rocosa con escombros por todas partes". Después de hablar con los medios de comunicación, los funcionarios de la NASA se vieron acribillados con la pregunta obvia: ¿tenía la Luna una superficie lo suficientemente sólida como para que los humanos pudieran aterrizar con seguridad en ella? El geólogo Gerard Kuiper respondió que, a juzgar por las imágenes, parecía probable que al menos parte de la Luna fuera lo suficientemente suave como para aterrizar una nave espacial. Sin embargo, la dureza real de la superficie no se pudo determinar con certeza hasta que se realizó un aterrizaje suave. No obstante, las imágenes del Ranger 7 parecían sugerir que era lo suficientemente sólido.

El Ranger 7 llegó a la Luna el 31 de julio. El canal F comenzó su calentamiento de un minuto 18 minutos antes del impacto. La primera imagen fue tomada a las 13:08:45 UT a una altitud de 2110 km. La transmisión de 4.308 fotografías de excelente calidad se produjo durante los últimos 17 minutos de vuelo. La imagen final tomada antes del impacto tiene una resolución de 0,5 metros. La nave espacial encontró la superficie lunar en movimiento directo a lo largo de una trayectoria hiperbólica, con una dirección asintótica entrante en un ángulo de -5,57 grados desde el ecuador lunar. El plano de la órbita estaba inclinado 26,84 grados con respecto al ecuador lunar. Después de 68,6 horas de vuelo, el Ranger 7 impactó en un área entre Mare Nubium y Oceanus Procellarum (posteriormente denominada Mare Cognitum ) en 10.6340 ° S 20.6771 ° W . (El sitio del impacto aparece como 10,63 S, 20,66 W en el informe inicial "Fotografías de la Luna del Ranger 7". El impacto ocurrió a las 13:25: 48,82 UT a una velocidad de 2,62 km / s. El rendimiento de la nave espacial fue excelente y el éxito de la misión finalmente trajo un cambio en la suerte de la NASA después de la interminable serie de fallas en las sondas lunares desde 1958. 10 ° 38′02 ″ S 20 ° 40′38 ″ O /  / -10,6340; -20.6771

Al Ranger 7 se le atribuye el inicio de la tradición del "maní" en las estaciones de comando de la NASA . Sobre el éxito de Ranger 7, se notó que alguien en la sala de control comía cacahuetes. Desde 1964 las salas de control abren ceremonialmente un contenedor de maní para la suerte y la tradición.

Notas al pie

Ver también

Referencias

enlaces externos