Рейнджер-7



Ежегодник 1965 г

«Рейнджер VII». Идентичен аппарату «Рейнджер VI», за исключением бортовой аппаратуры, которая подверглась частичной модификации с учетом опыта, полученного в результате полета «Рейнджер VI». Вес - 365,6 кг. Запущен с мыса Кеннеди ракетой-носителем «Атлас-Аджена» 28 июля. Вывод на траекторию полета к Луне осуществлялся с промежуточной орбиты высотой 183 км. Аппарат находился в полете 68 ч. 35 мин. 41 сек. и 31 июля упал на Луну. Телевизионные камеры были включены за несколько минут до падения и передали на Землю 4316 изображений поверхности Луны.



«Рейнджер-7»
1
Малонаправленная антенна.
2 Отверстие для шести телевизионных камер (двух с большими и четырех с малыми углами обзора).
3 Замок крепления солнечных батарей.
4 Раскладные панели солнечных батарей (2 шт.).
5 Аккумуляторные батаеи
6 Газовый баллон реактивной системы ориентации.
7 Остронаправленная антенна.
8 Электронное оборудование системы ориентации.
9 Телевизионная подсистема.

А. В. Баевский Космические автоматические аппараты США для изучения Луны и окололунного пространства
Космический аппарат Ranger VII (Ranger В)
(условное обозначение аппарата Р-54)

Назначение аппарата такое же, как и аппарата Ranger VI. Запуск аппарата произведен 28 июля 1964 г. в 16 час. 50 мин. 08 сек. (здесь и далее время по Гринвичу) со стартового комплекса № 13 м. Кеннеди ракетой-носителем Atlas-Agenа В (расчетное время-16 час. 50 мин.). Полет ракеты-носителя и аппарата проходил по траектории, близкой к расчетной. После выхода на траекторию полета к Луне аппарат Ranger В получил название Ranger VII, а по международной системе обозначение 1964-41А. 29 июля в период с 8 час. 54 мин. по 8 час. 58 мин. со станции слежения в Голдстоуне в программное устройство аппарата была введена команда на выполнение маневра коррекции траектории; без коррекции аппарат бы упал на невидимую сторону Луны. Выбранное место падения аппарата по наблюдениям с Земли было наиболее ровным и пригодным для посадки лунной кабины корабля Apollo. Район падения аппарата представлял эллипс 480 Х 80 км (в дальнейшем, при сближении с Луной, его размеры были уточнены и составили 80 Х 8 км). В 9 час. 40 мин. началась подготовка к проведению маневра. Передатчик аппарата был переключен с направленной антенны на всенаправленную, а направленная антенна убрана, чтобы избежать ее повреждения при работе двигательной установки.

В период проведения коррекции аппарат находился на расстоянии 160 000 км от Земли. Перед включением двигательной установки аппарат совершил поворот по крену на 5,6° и по тангажу на 86,8°. Установка проработала 50 сек, сообщив приращение скорости 30 м/сек. 31 июля в 13 час. 08 мин. 39 сек. были включены камеры типа F, а в 13 час, 12 мин. 08 сек.-камеры типа Р. В этот момент аппарат находился на расстоянии 1800 км от Луны. В 13 час. 25 мин 49 сек. аппарат упал на Луну в районе Моря Облаков в точке с селенографическими координатами 10°38' ю. ш. и 20°36' з. д., в 13 км от расчетной точки падения (11° ю. ш. и 21° з. д.). Падение аппарата предполагалось сфотографировать телескопом: на базе ВВС Патрик (шт. Флорида), но из-за его неисправности этого сделать не удалось (41,53). Впоследствии аппаратом Lunar Orbiter II был сфотографирован участок падения аппарата Ranger VII. Американские ученые считают, что на одном из полученных снимков им удалось обнаружить кратер, образовавшийся при падении аппарата (20). Обработка данных внешнетраекторных измерений при полете аппаратов Ranger VI и Ranger VII позволила на порядок повысить точность определения массы Луны и рассчитать с точностью до ±20 м разницу по долготе между станциями системы DSIF (40). Температура внутри аппарата поддерживалась в диапазоне (27-32)° С с точностью до нескольких градусов.

Конструкция и состав бортового оборудования аппарата такие же, как у аппарата Ranger VI. Часть аппаратуры подверглась модификации (25): сокращено с 5 мин. до 1 мин. 20 сек. время, потребное для прогрева камер, что позволило увеличить длительность их работы и получить на 25% больше изображений поверхности Луны, чем планировалось при запуске аппарата Ranger VI; дополнительно установлены датчики, измеряющие силу тока, вырабатываемого батареями; для предотвращения случайного включения телевизионного оборудования на атмосферном участке полета установлены фильтры, исключающие самопроизвольное срабатывание командной системы камер под воздействием заряда статического электричества; установлено блокирующее устройство, предотвращающее включение временного механизма (механизм предназначен для автоматического включения камер в том случае, если их не удастся включить по команде с Земли) до отделения аппарата от ракеты-носителя. Временной механизм подсоединяется к командной системе через 32 часа после его включения; введены изменения в телеметрическую систему, в частности, увеличено с 15 до 90 число параметров телевизионной системы, измеряемых во время разогрева камер. В период подготовки к полету аппарат, доставленный на м. Кеннеди, был разобран и телевизионное оборудование было возвращено изготовителю для модернизации с учетом полета аппарата Ranger VI. Предполетные испытания аппарата проводились в более жестких условиях, чем аппарата Ranger VI: вибрационные, термические и вакуумные испытания велись одновременно, амплитуда колебаний при вибрационных испытаниях была увеличена вдвое. Суммарный вес аппарата - 365,6 кг (46)

Всего получено 4316 телевизионных изображений лунной поверхности (39). Первое изображение получено камерой типа F с расстояния 1800 км от Луны за 13 мин. до падения аппарата. В кадре находится участок поверхности размером 480х640 км. Последнее изображение получено камерой типа Р с расстояния 300 м за 0,12 сек. до падения аппарата. В кадре находится участок поверхности размером 30Х18 м (53). Съемка продолжалась около 17 мин, во время съемки вектор скорости аппарата составлял с местной вертикалью 12°, с оптической осью телевизионной системы-23,7°, высота Солнца над лунным горизонтом - 22,5° (41). На станции слежения в Голдстоуне полученные с аппарата сигналы поступали в телевизионный приемник, с экрана которого фотографировались на 35-миллиметровую пленку. Сигналы также записывались на магнитную ленту.

Стоимость изготовления и запуска аппарата, включая стоимость ракеты-носителя, - 28 млн. долл.



Камеры "Рейнджера"

Игорь Афанасьев, Дмитрий Воронцов
На устранение замечаний ушло пять месяцев. К лету 1964 года к запуску был готов Ranger 7. Его хотели нацелить на точку падения предыдущего аппарата, чтобы рассмотреть образованный кратер, но ограничения траектории стартового окна не позволили сделать это. Были рассмотрены несколько других целей на каждый стартовый день пускового окна.
28 июля Ranger 7 успешно стартовал, направляясь в точку 11° ю.ш. и 21° в.д. в северо-западной части Моря Облаков. Когда он был в 2277 км над поверхностью Луны и летел со скоростью 1,917 км/сек, цепь камеры F перешла в режим нагрева через 92 сек после разогрева цепи Р. Многие должностные лица JPL и NASA вздохнули облегчённо, когда за 17 мин 30 сек до удара начали потоком поступать картинки с камеры цепи F. К моменту, когда Ranger 7 врезался в лунную поверхность, на Землю было передано 4316 изображений. Последнее было сделано на высоте всего 300 м и имело разрешение около метра. Это был первый крупный успех американской лунной миссии после почти шести лет попыток!
Снимки, которые передал Ranger 7, подтвердили, что моря – довольно гладкие регионы и, скорее всего, не закрыты слоем пыли, которой опасались многие учёные. Существовала гипотеза, что за миллиарды лет из-за резких температурных перепадов значительная часть поверхностных лунных пород разрушилась и превратилась в пыль, толстым слоем покрывающую скальное основание. Отражением таких предположений служил роман Артура Кларка «Лунная пыль», изданный в 1961 году.

Фото с КА «Рейнджер-7»


31 июля 1964, за 17 минут до удара. Координаты: 13 S, 10 W

Изображения лунной поверхности района Моря Облаков, полученные 31 июля 1964 г аппаратом Ranger VII в период падения на Луну.
Часть cнимка, сделанная телекамерой Fa с высоты 4,8 км за 2,3 сек до падения аппарата охватывает поверхность шириной 2,6 км. У левого края расположен кратер диаметром 92 м, на дне которого видны горные пики. Наименьшие видимые кратеры имеют диаметр 9 м и глубину 3 м.