El programa Ranger fue una serie de misiones espaciales no tripuladas de los Estados Unidos en la década de 1960 cuyo objetivo era obtener las primeras imágenes de cerca de la superficie de la Luna . Las naves espaciales Ranger fueron diseñadas para tomar imágenes de la superficie lunar, transmitiendo esas imágenes a la Tierra hasta que la nave espacial se destruyera al impactar. Una serie de contratiempos, sin embargo, llevaron al fracaso de los primeros seis vuelos. En un momento dado, el programa se denominó "disparar y esperar". [1] El Congreso inició una investigación sobre "problemas de gestión" en la sede de la NASA y el Laboratorio de Propulsión a Chorro . [2] Después de dos reorganizaciones de las agencias, [ cita requerida ] el Ranger 7 devolvió imágenes con éxito en julio de 1964, seguido de dos misiones exitosas más.
El Ranger fue diseñado originalmente, a principios de 1959, en tres fases distintas, llamadas "bloques". Cada bloque tenía diferentes objetivos de misión y un diseño de sistema progresivamente más avanzado. Los diseñadores de la misión del JPL planearon múltiples lanzamientos en cada bloque, para maximizar la experiencia de ingeniería y el valor científico de la misión y para asegurar al menos un vuelo exitoso. Los costos totales de investigación, desarrollo, lanzamiento y soporte para la serie de naves espaciales Ranger (Rangers 1 a 9) fueron de aproximadamente $170 millones (equivalentes a $1.25 mil millones en 2023). [3]
Cada una de las naves espaciales Ranger del bloque III tenía seis cámaras a bordo. Las cámaras eran básicamente las mismas con diferencias en los tiempos de exposición, campos de visión, lentes y velocidades de escaneo. El sistema de cámaras estaba dividido en dos canales, P (parcial) y F (completo). Cada canal era autónomo con fuentes de alimentación, temporizadores y transmisores separados. El canal F tenía dos cámaras: la cámara A de gran angular y la cámara B de ángulo estrecho. El canal P tenía cuatro cámaras: P1 y P2 (ángulo estrecho) y P3 y P4 (gran angular). La imagen final del canal F se tomó entre 2,5 y 5 segundos antes del impacto (altitud de unos 5 kilómetros (3,1 millas)) y la última imagen del canal P entre 0,2 y 0,4 segundos antes del impacto (altitud de unos 600 metros (2.000 pies)). Las imágenes proporcionaron una resolución mejor que la disponible en las vistas desde la Tierra por un factor de 1000. El diseño y la construcción de las cámaras fueron dirigidos por Leonard R. Malling. [4] [5] [6] [7] El director del programa Ranger para las primeras seis naves espaciales fue James D. Burke . [8]
Los preamplificadores de cámara del programa Ranger utilizaban Nuvistors . [9]
El bloque 1, formado por dos naves espaciales lanzadas a la órbita terrestre en 1961, estaba destinado a probar el vehículo de lanzamiento Atlas-Agena y el equipo de la nave espacial sin intentar llegar a la Luna.
Los problemas con la primera versión del vehículo de lanzamiento dejaron a Ranger 1 y Ranger 2 en órbitas terrestres bajas de corta duración en las que las naves espaciales no podían estabilizarse, recolectar energía solar o sobrevivir por mucho tiempo. En 1962, el JPL utilizó el diseño de Ranger 1 y Ranger 2 para las sondas de espacio profundo Mariner 1 y Mariner 2 , que fracasaron y que tuvieron éxito , y las que fueron enviadas a Venus .
El bloque 2 del proyecto Ranger lanzó tres naves espaciales a la Luna en 1962, que transportaban una cámara de televisión, un detector de radiación y un sismómetro en una cápsula separada, desacelerada por un motor de cohete y empaquetada para sobrevivir a su impacto a baja velocidad en la superficie de la Luna. La nave pesaba 331 kg. Las tres misiones en conjunto demostraron un buen rendimiento del vehículo de lanzamiento Atlas/Agena B y la idoneidad del diseño de la nave espacial, pero desafortunadamente no ambas en el mismo intento. El Ranger 3 tuvo problemas tanto con el vehículo de lanzamiento como con la nave espacial, se perdió la Luna por unos 36.800 km y ha estado orbitando alrededor del Sol desde entonces. El Ranger 4 tuvo un lanzamiento perfecto, pero la nave espacial quedó completamente inutilizada. El equipo del proyecto rastreó la cápsula del sismómetro hasta el impacto justo fuera de la vista en el lado lejano lunar , validando el sistema de comunicaciones y navegación. El Ranger 5 no tocó la Luna y quedó inutilizado. No se obtuvo información científica significativa de estas misiones.
Hacia el final del Bloque 2, se descubrió que un tipo de diodo utilizado en misiones anteriores producía un descascarillado problemático de la placa de oro en las condiciones del espacio. Esto puede haber sido responsable de algunas de las fallas. [10]
El bloque 3 de la Ranger incorporó cuatro lanzamientos en 1964-65. Estas naves espaciales contaban con un instrumento de televisión diseñado para observar la superficie lunar durante la aproximación; a medida que la nave espacial se acercaba a la Luna, revelaba detalles más pequeños que los que podían mostrar los mejores telescopios terrestres y, finalmente, cráteres del tamaño de un plato de comida . [11] La primera de la nueva serie, la Ranger 6 , tuvo un vuelo impecable, excepto que el sistema de televisión se desactivó por un accidente en vuelo y no pudo tomar fotografías.
Los tres Rangers siguientes, con un televisor rediseñado, tuvieron un éxito total. El Ranger 7 fotografió su camino hacia el objetivo en una llanura lunar, pronto llamada Mare Cognitum , al sur del cráter Copernicus . Envió más de 4.300 fotografías de seis cámaras a los científicos e ingenieros que esperaban. Las nuevas imágenes revelaron que los cráteres causados por el impacto eran las características dominantes de la superficie de la Luna, incluso en las llanuras aparentemente lisas y vacías. Los cráteres grandes estaban marcados por otros pequeños, y estos últimos con diminutas marcas de impacto, tan pequeñas como se podía discernir, de unos 50 centímetros (20 pulgadas). Las rayas de color claro que irradiaban de Copernicus y algunos otros cráteres grandes resultaron ser cadenas y redes de pequeños cráteres y escombros expulsados en los impactos primarios.
En febrero de 1965, el Ranger 8 desplazó un curso oblicuo sobre el sur del Oceanus Procellarum y el Mare Nubium , para estrellarse en el Mare Tranquillitatis, a unos 70 kilómetros (43 millas) de distancia de donde aterrizaría el Apolo 11 4 años y medio después. Fueron necesarias más de 7000 imágenes, cubriendo un área más amplia y reforzando las conclusiones del Ranger 7. Aproximadamente un mes después, el Ranger 9 descendió en el cráter Alphonsus , de 90 kilómetros (56 millas) de diámetro . Sus 5800 imágenes, anidadas concéntricamente y aprovechando la luz solar de nivel muy bajo, proporcionaron una fuerte confirmación de los contornos suavemente ondulados de cráter sobre cráter de la superficie lunar.
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