Ranger 9

Το Ranger 9 (αγγλ. Ranger, δασοφύλακας) ήταν διαστημικό σκάφος του προγράμματος Ranger της NASA με προορισμό να διαγράψει τροχιά σύγκρουσης με τη Σελήνη και να τηλεμεταδώσει φωτογραφίες υψηλής ευκρίνειας κατά την κάθοδο και μέχρι την τελική σύγκρουση. Το διαστημικό σκάφος έφερε έξι τηλεοπτικές φωτογραφικές μηχανές vidicon. Δύο από αυτές ήταν ευρείας οπτικής γωνίας (τις φωτογραφικές μηχανές Α και Β στο κανάλι F) και τέσσερις οξείας οπτικής γωνίας (τις φωτογραφικές μηχανές P1, P2, P3 και P4 στο κανάλι P). Οι φωτογραφικές μηχανές αποτελούσαν δύο διαφορετικά αλλά και ανεξάρτητα κανάλια, κάθε ένα με ανεξάρτητη παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, χρονόμετρα, και τηλεπικοινωνιακό σύστημα μετάδοσης, ώστε να προσφέρουν μέγιστη δυνατή αξιοπιστία και πιθανότητα λήψης των υψηλής ποιότητας τηλεοπτικών εικόνων. Άλλα πειράματα δεν μετέφερε το διαστημικό σκάφος.

 Τα διαστημόπλοια Ranger 6, 7, 8 και 9 ήταν μέρος του υποπρογράμματος Μπλοκ 3 του διαστημικού προγράμματος Ranger. Η αλουμινένια βάση του διαστημοπλοίου είχε σχήμα εξαγωνικό διαμέτρου ενάμιση μέτρου. Κατά μήκος της βάσης ήταν τοποθετημένες οι μονάδες προώθησης και ηλεκτροδότησης. Η προέκταση της βάσης προς τα πάνω ήταν ένας κυλινδρικός πύργος σαν φουγάρο με τις τηλεοπτικές φωτογραφικές μηχανές στο εσωτερικό του. Δύο ηλιακοί συλλέκτες, μήκους 1,537 μέτρα ο καθένας και πλάτους 73,9 εκατοστά, ήταν αντιδιαμετρικά αναρτημένοι, φτάνοντας έτσι συνολικό μήκος 4,6 μέτρων. Μια κατευθυνόμενη παραβολική κεραίας υψηλής απολαβής τοποθετήθηκε σε μια από τις γωνίες της βάσης μακρυά από τους ηλιακούς συλλέκτες. Μια κυλινδρική quasiomnidirectional κεραία τοποθετήθηκε στην κορυφή του κυλινδρικού πύργου. Το όλο ύψος του διαστημικού σκάφους ήταν 3,6 μέτρα. Η προώθηση για τους διαπλανητικούς ελιγμούς προερχόταν από μια μηχανή ώθησης ισχύος 224 Ν που έκαιγε υδραζίνη, και τέσσερις φυσητήρες πεπιεσμένου αερίου. Ο έλεγχος προσανατολισμού και τοποθεσίας σε τρεις άξονες γινόταν με φυσητήρες πεπιεσμένου αζώτου, σε συνδυασμό με ένα σύστημα 3 γυροσκοπίων, 4 κύριους και 2 εφεδρικούς ανιχνευτές του ήλιου, και έναν ανιχνευτή της γης. Η ηλεκτροδότηση γινόταν με 9.792 φωτοκύτταρα ηλιακής ενέργειας από πυρίτιο που περιλήφθηκαν στους δύο ηλιακούς συλλέκτες, συνολικής επιφάνειας 2,3 τετραγωνικών μέτρων και ισχύος 200 Wh. Δύο μπαταρίες AgZnO χωρητικότητας 1200 Wh η κάθε μια, τάσης 26,5 V και αντοχής για 9 ώρες λειτουργία εξασφάλιζαν την τροφοδοσία των δύο καναλιών με τις φωτογραφικές μηχανές. Δύο άλλες μπαταρίες AgZnO 1.000 Wh αποθήκευαν ρεύμα για τη λειτουργία του διαστημικού σκάφους. Η τηλεπικοινωνία πραγματοποιούταν μέσω της quasiomnidirectional κεραίας χαμηλής απολαβής και της παραβολικής κεραίας υψηλής απολαβής. Οι πομποί του διαστημικού σκάφους περιελάμβαναν το τηλεοπτικό κανάλι F, ισχύος 60 W στα 959,52 MHz, το τηλεοπτικό κανάλι P, ισχύος 60 W στα 960,05 MHz, και ένα άλλο κανάλι αναμετάδοσης, το κανάλι 8, ισχύος 3 W στα 960,58 MHz. Η μονάδα τηλεοπτικής λήψης του Μπλοκ 3 ζύγιζε 173 κιλά (αντικαθιστώντας την κάψουλα προσσελήνωσης που χρησιμοποιήθηκε με τα Μπλοκ 2). Ο εξοπλισμός τηλεπικοινωνιών μετέτρεπε το σύνθετο τηλεοπτικό σήμα των φωτογραφικών μηχανών σε σήμα ραδιοσυχνοτήτων (RF) και στη συνέχεια το έστελνε για μετάδοση μέσω της κεραίας υψηλής απολαβής του σκάφους. Το τηλεοπτικό σήμα είχε αρκετό εύρος ζώνης προκειμένου να επιτρέπει τη γρήγορη λήψη και μετάδοση τηλεοπτικών εικόνων. Το πυραυλικό σύστημα με τον Άτλαντα 204D και Agena Β 6007 είχαν ικανοποιητική απόδοση, στέλνοντας το Agena μαζί με το διαστημόπλοιο σε τροχιά γύρω από τη Γη ύψους 185 χιλιομέτρων. Η δεύτερη βαθμίδα Agena πυροδοτήθηκε για 90 δευτερόλεπτα εισάγοντας το διαστημικό σκάφος στη τροχιά μεταφοράς προς σελήνη. Ακολούθησε ο διαχωρισμός του Agena από το διαστημόπλοιο. Εβδομήντα λεπτά μετά από την εκτόξευση δόθηκε η εντολή για να ξεδιπλωθούν οι ηλιακοί συλλέκτες, να ενεργοποιηθεί ο έλεγχος θέσης, και να μεταφερθεί η μετάδοση σημάτων από την πανκατευθυντική κεραία στην κεραία υψηλής απολαβής. Η ακρίβεια της αρχικής τροχιάς επέτρεψε την καθυστέρηση της δεύτερης διόρθωσης πορείας από τις 22 στις 23 Μαρτίου, οπότε και η διόρθωση έλαβε χώρα στις 12:03 UT. Μετά από κίνηση προσανατολισμού, πυροδότηση των πυραύλων στις 12:30 UT με διάρκεια 31 δευτερολέπτων και νέο προσανατολισμό, η διόρθωση πορείας ολοκληρώθηκε στις 13:30 UT. Το Ranger 9 έφθασε στο φεγγάρι στις 24 Μαρτίου 1965. Στις 13:31 UT εκτελέσθηκε ένας τελικός ελιγμός για να προσανατολιστεί το διαστημικό σκάφος, ώστε να στραφούν οι φωτογραφικές μηχανές στην κατεύθυνση πτήσης και να βελτιωθεί η ανάλυση των εικόνων. Είκοσι λεπτά πριν από τη σύγκρουση το σύστημα των φωτογραφικών μηχανών μπήκε στη φάση προθέρμανσης. Η πρώτη εικόνα λήφθηκε στις 13:49:41 σε ένα ύψος 2.363 χλμ. Ακολούθησαν 5.814 φωτογραφίες καλού κοντράστ κατά τη διάρκεια των τελευταίων 19 λεπτών της πτήσης. Η τελική εικόνα που λήφθηκε πριν από τη σύγκρουση έδειχνε λεπτομέρειες 0,3 μέτρων. Το διαστημικό σκάφος συγκρούστηκε στην επιφάνεια της σελήνης με εισερχόμενη ασυμπτωτική διεύθυνση και γωνία -5,6 μοιρών ως προς τον σεληνιακό ισημερινό. Το επίπεδο της τροχιά του είχε έγκλιση 15,6 μοιρών ως προς τον σεληνιακό ισημερινό. Μετά από 64,5 ώρες πτήσης, η αποστολή ολοκληρώθηκε με τη συντριβή του σκάφους στις 14:08:19.994 UT στις συντεταγμένες 12,83 νότιο πλάτος, 357,63 ανατολικό μήκος, στον κρατήρα Alphonsus. Η ταχύτητα σύγκρουσης ήταν 2,67 km/s. Η απόδοση του διαστημικού σκάφους ήταν άψογη. Υπήρξε τηλεοπτική κάλυψη σε πραγματικό χρόνο και ζωντανές τηλεοπτικές μεταδόσεις πολλών από τις εικόνες του καναλιού F (κυρίως της φωτογραφικής μηχανής Β αλλά και μερικών εικόνων της φωτογραφικής μηχανής Α). Lunar impact: A history of Project Ranger (PDF) 1977 Millions watch space probe crash into Moon (BBC News) Photographs from Ranger 9