La Ranger 6 fue una sonda lunar del programa Ranger de la NASA , una serie de naves espaciales robóticas de principios y mediados de los años 1960 para obtener imágenes en primer plano de la superficie de la Luna. Fue lanzado el 30 de enero de 1964 y fue diseñado para transmitir fotografías de alta resolución del terreno lunar durante los últimos minutos de vuelo hasta impactar contra la superficie. La nave espacial llevaba seis cámaras de televisión vidicon , dos de gran angular (canal F, cámaras A y B) y cuatro de ángulo estrecho (canal P), para lograr estos objetivos. Las cámaras estaban dispuestas en dos cadenas o canales separados, cada uno de ellos con fuentes de alimentación, temporizadores y transmisores separados para brindar la mayor confiabilidad y probabilidad de obtener imágenes de televisión de alta calidad . No se llevaron a cabo otros experimentos en la nave espacial. Debido a una falla del sistema de cámara, no se devolvieron imágenes. [2]
Los Rangers 6, 7 , 8 y 9 se denominaron versiones del Bloque 3 de la nave espacial Ranger. La nave espacial constaba de una base de marco de aluminio hexagonal de 1,5 m de ancho sobre la que se montaban las unidades de propulsión y potencia, coronada por una torre troncocónica 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 los bordes opuestos de la base con una envergadura completa de 4,6 m, y una antena parabólica apuntable de alta ganancia estaba montada con bisagras en una de las esquinas de la base, lejos de los paneles solares. Encima de la torre cónica se colocó una antena cilíndrica casi omnidireccional. La altura total de la nave espacial era de 3,6 m. [2]
La propulsión para la corrección de la trayectoria a mitad de camino fue proporcionada por un motor monopropulsor de hidracina de empuje de 224 N con control vectorial de cuatro paletas de chorro. El control de orientación y actitud en torno a tres ejes fue posible 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 células solares de silicio contenidas en los dos paneles solares, dando un área total de 2,3 metros cuadrados y produciendo 200 W. Dos baterías AgZnO de 1200 vatios-hora con 26,5 V y una capacidad para 9 horas de funcionamiento proporcionaron energía. a cada una de las cadenas separadas de comunicación/cámaras de TV. Dos baterías AgZnO de 1000 vatios-hora almacenaron energía para las operaciones de la nave espacial. [2]
Las comunicaciones se realizaban a través de una antena casi omnidireccional de baja ganancia y una 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 vídeo compuesto de los transmisores de las cámaras 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 vídeo para permitir secuencias de encuadre rápido de imágenes de televisión tanto de ángulo estrecho como de gran angular. [2]
La crisis de los misiles cubanos había desviado momentáneamente la atención del fracaso del Ranger 5, pero esa misión obligó a una revisión exhaustiva de todo el programa Ranger. Se propusieron numerosas teorías sobre la causa de las fallas, incluida la mala gestión del JPL, diseños de naves espaciales demasiado ambiciosos que eran inviables y poco confiables con la tecnología contemporánea, y algunas razones menores, como la esterilización térmica de las sondas.
La NASA estableció una Junta de Investigación de Guardabosques el 29 de octubre de 1962, encabezada por Albert J. Kelley , con la misión de establecer antes del 30 de noviembre las razones de los continuos fracasos del programa. Las conclusiones de la junta incluyeron el veredicto de que el diseño del Ranger era "más complicado de lo necesario" para una misión lunar y también requería un alto grado de ingeniería y mano de obra, ninguno de los cuales se estaba entregando. También llegaron a la conclusión de que la esterilización por calor era perjudicial para los delicados sistemas de las naves espaciales y debería abandonarse de inmediato. También descubrieron que el manejo del programa por parte del JPL era deficiente, la nave espacial carecía de sistemas redundantes en caso de mal funcionamiento, las tripulaciones de la red de seguimiento del espacio profundo de la NASA no estaban capacitadas adecuadamente y tenían deficiencias en sus equipos y, finalmente, el propulsor Atlas-Agena La confiabilidad era pobre, ya que falló en ocho lanzamientos de la Fuerza Aérea y la NASA al finalizar noviembre de 1962. Si también se contaba el Thor-Agena, había habido un total de nueve veces que una etapa de Agena B había fallado en vuelo.
Las recomendaciones de la junta incluyeron mejorar la gestión de proyectos, abandonar la esterilización térmica y las pruebas de componentes diseñados para futuras misiones planetarias en el Ranger, subcontratar el montaje de las sondas a un subcontratista y excluir al JPL de la participación en la adquisición y el lanzamiento del Atlas-Agena. Además, sugirió que la NASA necesitaba mejorar sus pruebas previas al lanzamiento y la preparación de los vehículos de lanzamiento.
La nave espacial del Bloque III se reduciría a un mínimo de instrumentación y se eliminarían los ocho instrumentos científicos de los Rangers 3-5 para poder dedicar más espacio al hardware de sistemas redundantes. Esto provocó algunas protestas de la comunidad científica de que los rayos gamma y otras mediciones eran mucho más valiosas que simplemente obtener fotografías de la Luna. El Jet Propulsion Laboratory comenzó pruebas más exhaustivas de los componentes del Ranger y la segunda junta de revisión se puso a trabajar para evaluar la confiabilidad del Atlas-Agena .
Los problemas de los propulsores resultarían particularmente complicados de resolver porque la Fuerza Aérea de EE.UU. , no la NASA , estaba a cargo de Atlas-Agena. Aunque la NASA esperaba lanzar sondas planetarias en Centaur , que estaba totalmente bajo su control, ese programa se retrasó por graves problemas técnicos y no estaría listo para volar durante mucho tiempo. Tener que compartir el propulsor con la Fuerza Aérea de los EE. UU. y sus misiones del Departamento de Defensa en la Costa Oeste generó repetidas confusiones, retrasos y problemas técnicos. Por lo tanto, se recomendó que se le diera a la NASA una supervisión completa en la adquisición y lanzamiento de Atlas-Agena sin la participación de la Fuerza Aérea.
Una de las partes importantes del programa Ranger fue monitorear todos los lanzamientos de Atlas y Thor-Agena para verificar fallas que pudieran afectarlo directamente. Este trabajo había sido asignado al Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama , pero en su lugar fue trasladado al Centro de Investigación Lewis ( LRC ) en Cleveland, Ohio . LRC envió personal adicional a la planta de ensamblaje de Convair en San Diego para monitorear la construcción de los vehículos Atlas.
La junta de revisión se centró en las fallas que afectan a Atlas-Agena, en particular, el sistema de guía de General Electric, tanto la variante Mod III-G utilizada en Atlas Agenas de la costa este como el Mod II-A usado en vehículos de la costa oeste, que habían fallado repetidamente. . Recomendaron presentar requisitos más detallados y estrictos para probar los vehículos Atlas y asegurarse de que el paquete de orientación pudiera resistir los niveles de vibración en vuelo junto con una mejor fabricación de los mazos de cables. Además, se recomendó que Convair estableciera una configuración de propulsor estandarizada para todos los lanzamientos de la Fuerza Aérea de EE. UU. y la NASA en lugar de modificaciones personalizadas para cada misión, reemplazando el hardware con fallas de diseño conocidas por mejores sustitutos y mejorando las pruebas de todo. Dado que Atlas-Agena estaba a cargo de la Fuerza Aérea, se deducía que todos estos cambios requerían su aprobación.
Finalmente, por primera vez la NASA tendría una supervisión completa de todos sus lanzamientos espaciales. La participación de la Fuerza Aérea en la adquisición, preparación y vuelo de vehículos de lanzamiento, así como en la redacción de informes de misión posteriores al vuelo para las misiones de la NASA, estaba por terminar, un paso que agilizaría y mejoraría enormemente la eficiencia del programa.
Los problemas continuaron, esta vez para que las cámaras de televisión del Ranger 6 funcionaran correctamente. Los tubos de las cámaras, suministrados por Radio Corporation of America , eran de calidad variable y llevó algún tiempo encontrar uno que cumpliera con los estándares del JPL.
Durante las pruebas de los sistemas de guía Atlas en General Electric , se descubrió que la capa de oro de los diodos se estaba desprendiendo y provocando cortocircuitos eléctricos. Peor aún, el Ranger 6 tenía cientos de diodos iguales. Este problema había eludido fácilmente las pruebas; Además, las pruebas en tierra no pudieron simular un entorno de " gravedad cero " en el espacio donde las escamas de oro flotarían y formarían un cortocircuito entre las patas del diodo . Al final, no hubo otra opción que reemplazar cada uno de los cientos de diodos dentro del circuito del Ranger 6.
En abril de 1963, el Congreso de los Estados Unidos también decidió recortar la financiación del programa Ranger en casi un 50% con el argumento de que "no se había logrado ningún éxito con ninguna de las misiones hasta la fecha". Esto significó que se cancelaron los planes para realizar hasta 13 sondas Ranger. Sólo los Rangers 6-9 volarían y llevarían poco más que una cámara de televisión.
Uno de los objetivos del Programa Ranger era buscar posibles lugares de aterrizaje para misiones lunares tripuladas. En ese momento, no estaba claro exactamente cómo era la superficie de la Luna y existían temores generalizados de que hubiera arenas movedizas sin fondo que se tragarían las naves espaciales y los astronautas. Dado que el diseño básico del módulo lunar Apolo ya había sido finalizado en 1963, el aterrizaje en la Luna sólo "confirmaría o negaría ese diseño". El JPL decidió buscar un punto de impacto cerca del ecuador de la Luna, en el Mar de la Tranquilidad, en parte porque se consideraba un lugar privilegiado para el aterrizaje del Apolo y también porque el objetivo tenía que coincidir con las condiciones de iluminación durante la época del lanzamiento en enero-febrero.
El Ranger 6 y su vehículo de lanzamiento (Atlas 199D y Agena 6008) llegaron a Cabo Cañaveral a mediados de diciembre y, mientras la nación aún estaba de luto por el asesinato del presidente Kennedy el mes anterior, comenzaron las pruebas previas al vuelo.
El despegue tuvo lugar a las 10:49 a. m. EST del 30 de enero de 1964. El Atlas se elevó suavemente hacia un cielo nublado y desapareció de la vista. Todo salió bien durante la fase de impulso y el rendimiento del vehículo de lanzamiento fue excelente, lo que indica el duro esfuerzo para mejorar la confiabilidad del impulsor.
Poco después de Atlas BECO y la puesta en escena, se produjo un acontecimiento siniestro cuando la telemetría indicó que la telemetría de la cámara de televisión del Ranger 6 se había encendido y luego se había vuelto a apagar 67 segundos después. Los datos de telemetría mostraron que todo lo demás parece funcionar normalmente y las tensiones en el JPL disminuyeron. Agena colocó la sonda en una órbita de estacionamiento y luego disparó para inyección translunar 25 minutos después del lanzamiento. Después de la separación del Ranger 6, los paneles solares y la antena de alta ganancia se extendieron y todo parecía normal. El vehículo de lanzamiento había colocado la sonda en una trayectoria de vuelo lo suficientemente precisa como para que sólo fuera necesaria una breve corrección a mitad de camino. Sin embargo, la activación de la telemetría de la cámara de televisión durante el lanzamiento siguió siendo motivo de preocupación. Los técnicos del JPL querían encender la cámara para verificar su funcionamiento, sin embargo, corrían el riesgo de no poder volver a apagarla si efectivamente se había producido un cortocircuito en algún lugar. Dado que la cámara tenía sus propias baterías y no usaba el bus de energía principal de la sonda, se agotarían antes de que pudiera llegar a la Luna y eliminaría cualquier posibilidad de devolver fotografías. Decidieron que no valía la pena comprometer la misión y que la cámara no sería tocada hasta que comenzara el descenso a la Luna.
Temprano en la mañana del 31 de enero, se envió el comando para encender el motor de corrección a mitad de camino, que funcionó perfectamente y puso la sonda en rumbo de impacto con el Mar de la Tranquilidad . El 2 de febrero, los técnicos del JPL se prepararon para la fase final de la misión. El Ranger 6 comenzó su descenso y los cálculos de trayectoria determinaron que el impacto se produciría cerca del área prevista. Con el ángulo de la sonda adecuado para tomar imágenes, se dio la orden de encender la cámara faltando 13 minutos y 10 segundos para el impacto. Después de una fase inicial de calentamiento, se envió el comando para encenderlos. Sin embargo, no aparecieron imágenes ni signos de funcionamiento de la cámara. Se enviaron dos comandos más para encender la cámara, pero aun así no pasó nada a pesar de que todos los demás sistemas continuaron funcionando normalmente. A las 01:24 se produjo el impacto con la Luna y cesó la transmisión de telemetría desde el Ranger 6. La misión había terminado y, por duodécima vez consecutiva, un intento estadounidense de enviar una sonda a la Luna había fracasado. Peor aún, había ocurrido una semana antes de que los funcionarios de la NASA planearan anunciar al Congreso su proyecto de presupuesto de 5.300 millones de dólares para el año fiscal 1965, gran parte de ese presupuesto relacionado con misiones lunares con y sin tripulación. La NASA intentó darle un giro positivo a la misión señalando que, aparte de las cámaras, el Ranger 6 y su propulsor Atlas-Agena habían funcionado "extremadamente bien".
El Ranger 6 fue lanzado a una órbita de estacionamiento terrestre y una segunda combustión de Agena lo inyectó en una trayectoria lunar. La corrección de la trayectoria a mitad de camino se realizó al principio del vuelo mediante el control de tierra. El 2 de febrero de 1964, 65,5 horas después de su lanzamiento, la Ranger 6 impactó contra la Luna en el borde oriental de Mare Tranquillitatis ( Mar de la Tranquilidad en inglés ). La orientación de la nave espacial hacia la superficie durante el descenso fue correcta, pero no se recibió ninguna señal de video ni se obtuvieron datos de la cámara. Una junta de revisión determinó que la causa más probable de la falla se debió a un arco en el sistema de energía del televisor cuando se encendió inadvertidamente durante 67 segundos, aproximadamente 2 minutos después del lanzamiento, durante el período de separación del motor propulsor. [2]
Este cuarto intento estadounidense de impactar la luna fue el éxito más cercano. La nave espacial, el primer vehículo del tipo Bloque III con un conjunto de seis cámaras de televisión, fue esterilizada para evitar contaminar la superficie lunar. La serie también serviría como banco de pruebas para futuras naves espaciales interplanetarias mediante el despliegue de sistemas (como paneles solares) que podrían usarse para misiones más ambiciosas. La nave espacial del Bloque III llevaba una unidad de TV de 173 kilogramos (que reemplaza la cápsula de impacto que llevaba la nave espacial Ranger del Bloque II ). Las seis cámaras incluían dos cámaras de escaneo completo y cuatro de escaneo parcial. El Ranger 6 voló con éxito a la Luna e impactó exactamente en el horario previsto a las 09:24:32 GMT del 2 de febrero. Desafortunadamente, el suministro de energía para el paquete de cámaras de televisión había sufrido un cortocircuito tres días antes durante la separación del propulsor Atlas y dejó el sistema inoperable. Las cámaras debían transmitir fotografías de alta resolución de la aproximación a la Luna desde 1.448 kilómetros hasta 6,4 kilómetros de distancia en apoyo del Proyecto Apolo . Las coordenadas del impacto fueron 9°24' de latitud norte y 21°30' de longitud este. [2]
