El Ranger 8 fue una sonda lunar del programa Ranger , una serie de naves espaciales robóticas lanzadas por la NASA a principios y mediados de la década de 1960 para obtener las primeras imágenes de cerca de la superficie de la Luna . Estas imágenes ayudaron a seleccionar los sitios de aterrizaje para las misiones Apolo y se utilizaron para estudios científicos. [2] Durante su misión de 1965, el Ranger 8 transmitió 7137 fotografías de la superficie lunar antes de estrellarse contra la Luna como estaba previsto. Esta fue la segunda misión exitosa de la serie Ranger, después del Ranger 7. El diseño y el propósito del Ranger 8 eran muy similares a los del Ranger 7. Tenía seis cámaras de televisión vidicón : dos de escaneo completo y cuatro de escaneo parcial. Su único propósito era documentar la superficie de la Luna. [3]
Las naves espaciales Ranger fueron diseñadas originalmente, a principios de 1959, en tres fases distintas llamadas "bloques". Las Rangers 6 , 7 , 8 y 9 eran las versiones del Bloque 3. La nave espacial consistía en una base de marco de aluminio hexagonal de 1,5 m de ancho sobre la que se montaban las unidades de propulsión y potencia, rematada por una torre cónica truncada que sostenía las cámaras de televisión. Dos alas de paneles solares, cada una de 739 mm de ancho por 1537 mm de largo, se extendían desde bordes opuestos de la base con una envergadura total de 4,6 m, y una antena parabólica de alta ganancia orientable estaba montada con bisagras en una de las esquinas de la base alejada de los paneles solares. Una antena cuasi omnidireccional cilíndrica estaba asentada en la parte superior de la torre cónica. La altura total de la nave espacial era de 3,6 m. [3]
La propulsión para la corrección de la trayectoria a mitad de curso fue proporcionada por un motor monopropulsante de hidracina de 224 N de empuje con control vectorial de cuatro paletas. El control de la orientación y la actitud sobre tres ejes fue posible gracias a 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 células solares de silicio contenidas en los dos paneles solares, lo que dio un área total de matriz de 2,3 metros cuadrados y produjo 200 W. Dos baterías de AgZnO de 1200 vatios-hora con una potencia nominal de 26,5 V y una capacidad de funcionamiento de 9 horas proporcionaron energía a cada una de las cadenas de cámaras de comunicación/TV independientes. Dos baterías de AgZnO de 1000 vatios-hora almacenaron energía para las operaciones de la nave espacial. [3]
La nave espacial llevaba seis cámaras de televisión vidicón —dos de gran angular (canal F, cámaras A y B) y cuatro de ángulo estrecho (canal P)— para lograr estos objetivos. [4] Las cámaras estaban dispuestas en dos cadenas o canales separados; cada uno era autónomo con fuentes de alimentación, temporizadores y transmisores separados, para ofrecer la mayor fiabilidad y probabilidad de obtener imágenes de televisión de alta calidad . No se llevaron a cabo otros experimentos en la nave espacial. [3]
Las comunicaciones se realizaban a través de una antena de baja ganancia cuasi-omnidireccional y una antena parabólica de alta ganancia. Los transmisores a bordo de la nave espacial incluían un canal de televisión F de 60 vatios a 959,52 MHz , un canal de televisión P de 60 vatios a 960,05 MHz y un transpondedor de 3 vatios al canal 8 a 960,58 MHz. El equipo de telecomunicaciones convertía la señal de vídeo compuesto de los transmisores de la cámara en una señal de radiofrecuencia para su posterior transmisión a través de la antena de alta ganancia de la nave espacial. Se proporcionaba un ancho de banda de vídeo suficiente para permitir secuencias de encuadre rápido de imágenes de televisión tanto de ángulo estrecho como de ángulo amplio. [3]
Los cohetes Atlas 196D y Agena B 6006 funcionaron de manera normal, inyectando el Agena y el Ranger 8 en una órbita de estacionamiento terrestre a 185 km de altitud después del lanzamiento. Catorce minutos después, una combustión de 90 segundos del Agena puso a la nave espacial en trayectoria de transferencia lunar , y varios minutos después, el Ranger y el Agena se separaron. Los paneles solares del Ranger se desplegaron, el control de actitud se activó y las transmisiones de la nave espacial cambiaron de la omniantena a la antena de alta ganancia a las 21:30 UT. El 18 de febrero, a una distancia de 160.000 km de la Tierra, se llevó a cabo la maniobra de mitad de curso planificada, que incluyó la reorientación y una combustión del cohete de 59 segundos. Durante la maniobra de 27 minutos, la potencia del transmisor de la nave espacial cayó severamente, por lo que se perdió el bloqueo en todos los canales de telemetría. Esto continuó de manera intermitente hasta que terminó la combustión del cohete, momento en el que la energía volvió a la normalidad. La pérdida de telemetría no tuvo efectos graves en la misión. Una secuencia terminal planificada para apuntar las cámaras más en la dirección del vuelo justo antes de llegar a la Luna fue cancelada para permitir que las cámaras cubrieran un área mayor de la superficie de la Luna. [3]
El Ranger 8 llegó a la Luna el 20 de febrero de 1965. [5] La primera imagen se tomó a las 9:34:32 UT a una altitud de 2510 km. La transmisión de 7137 fotografías [5] de buena calidad se produjo durante los últimos 23 minutos de vuelo. La imagen final tomada antes del impacto tiene una resolución de 1,5 metros.
La nave espacial se topó con la superficie lunar siguiendo una trayectoria hiperbólica directa , con una dirección asintótica de entrada en un ángulo de -13,6 grados con respecto al ecuador lunar. El plano de la órbita estaba inclinado 16,5 grados con respecto al ecuador lunar. Después de 64,9 horas de vuelo, el impacto se produjo a las 09:57:36.756 UT del 20 de febrero de 1965 en el Mare Tranquillitatis , aproximadamente a 2,67° N, 24,65° E. (El lugar del impacto figura aproximadamente a 2,72° N, 24,61° E en el informe inicial "Ranger 8 Photographs of the Moon"). La velocidad del impacto fue ligeramente inferior a 2,68 km/s, aproximadamente 6.000 mph. El rendimiento de la nave espacial fue excelente. [3]
El cráter de impacto del Ranger 8, de aproximadamente 13,5 m de ancho, fue fotografiado posteriormente por el Lunar Orbiter 4. [ 6]
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