El programa Ranger fue una serie de misiones espaciales no tripuladas realizadas por Estados Unidos en los años 1960 cuyo objetivo era obtener las primeras imágenes en primer plano de la superficie de la Luna . La nave espacial Ranger fue diseñada para tomar imágenes de la superficie lunar, transmitiéndolas a la Tierra hasta que la nave espacial fue destruida por el impacto. Sin embargo, una serie de contratiempos provocaron el fracaso de los primeros seis vuelos. En un momento, el programa se llamó "Dispara y espera". [1] El Congreso inició una investigación sobre "problemas de gestión" en la sede de la NASA y en el Laboratorio de Propulsión a Chorro . [2] Después de dos reorganizaciones de las agencias, [ cita necesaria ] Ranger 7 devolvió imágenes con éxito en julio de 1964, seguidas de dos misiones más exitosas.
El Ranger fue diseñado originalmente, a partir 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 JPL planearon múltiples lanzamientos en cada bloque, para maximizar la experiencia de ingeniería y el valor científico de la misión y 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 de dólares (equivalentes a 1,21 mil millones de dólares en 2022). [3]
Cada una de las naves espaciales Ranger del bloque III tenía seis cámaras a bordo. Las cámaras eran fundamentalmente iguales con diferencias en los tiempos de exposición, campos de visión, lentes y velocidades de escaneo. El sistema de cámaras se dividió en dos canales, P (parcial) y F (completo). Cada canal era autónomo con fuentes de alimentación, temporizadores y transmisores independientes. 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 aproximadamente 5 kilómetros (3,1 millas)) y la última imagen del canal P de 0,2 a 0,4 segundos antes del impacto (altitud de aproximadamente 600 metros (2000 pies)). Las imágenes proporcionaron una resolución mejor que la disponible desde la Tierra en un factor de 1000. El diseño y la construcción de las cámaras estuvieron a cargo de 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, que consta de 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 la Ranger 1 y a la Ranger 2 en órbitas terrestres bajas y de corta duración en las que las naves espaciales no podían estabilizarse, recolectar energía solar o sobrevivir por mucho tiempo. En 1962, JPL utilizó el diseño Ranger 1 y Ranger 2 para las fallidas sondas de espacio profundo Mariner 1 y Mariner 2 exitosas a Venus .
El bloque 2 del proyecto Ranger lanzó tres naves espaciales a la Luna en 1962, llevando una cámara de televisión, un detector de radiación y un sismómetro en una cápsula separada ralentizada por un motor de cohete y empaquetada para sobrevivir a su impacto a baja velocidad en la superficie de la Luna. La embarcación pesaba 331 kg. Las tres misiones juntas demostraron el buen desempeño del vehículo de lanzamiento Atlas/Agena B y la idoneidad del diseño de la nave espacial, pero lamentablemente no ambas en el mismo intento. El Ranger 3 tuvo problemas tanto con el vehículo de lanzamiento como con la nave espacial, no llegó a la Luna por unos 36.800 km y desde entonces ha orbitado alrededor del Sol. El Ranger 4 tuvo un lanzamiento perfecto, pero la nave espacial quedó completamente inutilizada. El equipo del proyecto rastreó la cápsula del sismómetro hasta que impactó justo fuera de la vista en el lado oculto de la Luna , validando el sistema de comunicaciones y navegación. El Ranger 5 no llegó a 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 descamaciones problemáticas de la placa de oro en las condiciones del espacio. Esto puede haber sido responsable de algunas de las fallas. [10]
El Bloque 3 del Ranger incluyó 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 acercara a la Luna, revelaría detalles más pequeños que los que los mejores telescopios terrestres podrían mostrar y, finalmente, cráteres del tamaño de un plato. [11] El primero de la nueva serie, Ranger 6 , tuvo un vuelo impecable, excepto que el sistema de televisión quedó inutilizado por un accidente en vuelo y no pudo tomar fotografías.
Los siguientes tres Rangers, con un televisor rediseñado, tuvieron un éxito rotundo. El Ranger 7 fotografió su camino hacia el objetivo en una llanura lunar, pronto llamada Mare Cognitum , al sur del cráter Copérnico . 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 grandes cráteres estaban marcados por otros pequeños, y los pequeños por diminutas marcas de impacto, de tamaño tan reducido como se podía discernir: unos 50 centímetros (20 pulgadas). Las rayas de color claro que irradiaban 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 tomó un rumbo oblicuo sobre el sur de Oceanus Procellarum y Mare Nubium , para estrellarse en Mare Tranquillitatis a unos 70 kilómetros (43 millas) de distancia de donde aterrizaría el Apolo 11 4 años y medio después. Obtuvo más de 7.000 imágenes, cubriendo un área más amplia y reforzando las conclusiones del Ranger 7. Aproximadamente un mes después, el Ranger 9 cayó en el cráter Alphonsus de 90 kilómetros (56 millas) de diámetro . Sus 5.800 imágenes, anidadas concéntricamente y aprovechando niveles muy bajos de luz solar, proporcionaron una fuerte confirmación de los contornos suavemente ondulados de la superficie lunar, de cráter sobre cráter.
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