Ranger 4

Ranger 4 was 'n ruimtetuig van die Amerikaanse Ranger-program wat ontwerp was om in 1962 foto's van die maan se oppervlak na verskeie aardstasies terug te stuur. Dit sou vir 'n periode van 10 minute wees voordat dit teen die maan ten gronde gaan. Die ruimtetuig sou verder:
 'n seismograafkapsule op die maan laat land,
 gammastrale tydens die vlug versamel en
 die weerspieëling van radar op die maanoppervlak bestudeer.

Daar was egter 'n probleem met een van die rekenaars aanboord die ruimtetuig. Dit het veroorsaak dat die sonkragpanele nie ontplooi het nie en die navigasiestelsels opgehou werk het. Gevolglik het die ruimtetuig op die agterste halfronde van die maan neergestort sonder om enige wetenskaplike data na die aarde te stuur. Dit was ook die eerste ruimtetuig van die VSA wat 'n ander hemelliggaam bereik het.

Ruimtetuig ontwerp

Ranger 4 was ook 'n Blok II Ranger-ruimtetuig ontwerp, feitlik identies aan Ranger 3. Die basiese struktuur van die ruimtetuig is 3,1 m hoog, 331 kg swaar en bestaan uit 'n maankapsule wat met 'n balsahout-skokabsorbeerder van 650 mm in diameter bedek is. Daar is ook 'n mono-aandrywingsmiddel middewentelbaan enjin, 'n truvuurpyl met stukrag van 22,6 kN en 'n goud en chroombedekte seskantige basis met 'n 1,5 m diameter wat deel van die struktuur is. 'n Groot hoëwinsantenne was aan die basis gemonteer. Twee sonpanele, amper soos vlerke,  van 5,2 m in deursnee was ook aan die basis geheg en is vroeg tydens die vlug ontplooi.

Elektrisiteit is opgewek deur 8 680 sonselle wat op die sonpanele is en wat 'n 11,5 kg 1 kW·h kapasiteit silwer-sinkbattery laai vir gebruik tydens die lansering en ook vir rugsteuning. Beheer van die ruimtetuig is verskaf deur 'n soliedestaatrekenaar en ordener en ook beheerstelsels wat van die aarde af beheer word. Posisiebeheer is verskaf deur son- en aardesensors, giroskope en hoogte- en rolroer-stuwers. Die telemetrie-stelsel aanboord het bestaan uit twee 960 MHz senders, een met 'n 3 W kraguitset en die ander met 'n 50 mW kraguitset, 'n hoëwinsantenne en 'n alomgerigte antenne. Temperatuurbeheer was passief van aard en het bestaan uit witverf, goud- en chroomplatering en 'n silweragtige plastiese laag oor die truvuurpyl.

Daar is vermoed dat hitte sterilisasie die oorsaak was dat Ranger 3 se rekenaar gefaal het en daar was besluit om die prosedure nie by die Ranger 4 te gebruik nie. Die seismograaf was ook geverf in 'n saagtand patroon vir beter termiese beskerming.

Daar was eksperimentele apparaat aan boord. Dit sluit in: 1) 'n vidikon televisie kamera wat een raam in tien sekondes kon aftas; 2) 'n gammastraal spektrometer, gemonteer op 'n 1.8 m arm; 3) 'n radar hoogtemeter en 4) 'n seismograaf wat geland moes word op die maan se oppervlakte. Die seismograaf was in die kapsule geplaas saam met 'n versterker, 'n 50 mW sender, spannings beheerder, 'n kruis-dipool antenne en ses AgCd batterye wat die ruimtetuig se kapsule sender vir 30 dae van krag kon voorsien. Al die toerusting is ontwerp om op die maan te land tussen 130 tot 160 km/h te kan land. Die radar hoogtemeter kon ook gebruik word vir weerkaatsings studies. Dit was ook ontwerp om die kapsule skeiding te inisieer en die truvuurpyl te ontbrand.

Sending
Die Atlas 133D en Agena 6004 vuurpyle is na Kaap Canaveral gestuur in Maart en daar is begin met voor vlug toetsing. In teenstelling met vorige Ranger sendings was daar geen ernstige probleme ondervind met die toetsing en voorbereiding van die ruimtetuie nie en hulle het alle toetse met gemak geslaag. Op 20 April is Ranger 4 bo-op die vuurpyl geplaas en lansering het op 23 April plaasgevind. Die lansering het seepglad verloop en daar was geen probleme met die Atlas of die Agena-tuie ondervind nie. Agena se enjin is suksesvol vir die tweede keer aangeskakel om die Ranger 4 in 'n baan na die maan te plaas.

Nadat Agena van Atlas geskei het, was dit duidelik dat daar iets ernstig foutief was. Die opspoor stasies het Ranger 4 se radio seine ontvang maar daar was geen telemetrie data ontvang nie en ook was daar geen reaksie wanneer instruksies na sy rekenaar gestuur word nie. Sonder die telemetrie kon daar nie vasgestel word of die sonpanele ontplooi het nie. Die wisselende radiosein het daarop gedui dat Ranger 4 aan die tuimel was en dat nog die sonpanele of hoëwinsantenna nie ontplooi was nie.

Die Atlas en Agena-tuie het perfek gewerk, so goed dat dit nie nodig was vir 'n middebaan korreksie om die maan tref nie. Dit was egter alles te vergeefs omrede Ranger 4 onbeheerbaar en onwerksaam was. Grondbeheer het instruksies na die ruimtetuig gestuur om die sonpanele en hoëwinsantenna te ontplooi en ook probeer om met die hand die tuimel aksie van die tuig te stop. Dit was te vergeefs, Ranger 4 het nie gereageer nie. Die Ruimtetuig Data Analisering-span by die Jet Propulsion Laboratory het tot die gevolgtrekking gekom dat die primêre klok in Ranger 4 se rekenaar gefaal het. Dit het die telemetrie-stelsel, vooraf geprogrammeerde aksies bv. die sonpanele ontplooiing buite aksie gestel en die tuig totaal nutteloos gemaak. Die feit dat die lansering foutloos verloop het, het die teleurstelling vererger. Die probleme met die hoof vuurpyle van Ranger's 1-3 is opgelos, net vir die ruimtetuig self om te faal. Dit het nie met die vorige sendings gebeur nie en Ranger 4 het geen data na die aarde gestuur nie. Die oorsaak van die klok se faling is moeilik om te
bepaal, dit het gebeur tydens die wentelbaan fase net voor die Agens sou ontbrand het om die tuig in 'n baan na die maan te stuur. Dit het gebeur toe die tuig tussen die twee opsporing stasies in die Karibiese gebied en Suid-Afrika was.

Sonder sonkrag het Ranger 4 se batterye pap geraak op die oggend van 26 April en het die radio ophou werk. Die klein sender in die seismograaf het egter voort gegaan om 'n 50-milliwatt sein uit te stuur. Ranger 4 het met die maan gebots, aan die donker kant, by (229.3 grade Oos, 15.5 grade Suid) met 'n snelheid van 9600 km/h om 12:49:53 Standaard Tyd op 26 April na 'n vlug van 64 uur.

NASA het hard probeer om die sending so suksesvol as moontlik te laat klink; hulle het daarop gewys dat dit die eerste keer was dat 'n Amerikaanse ruimtetuig die oppervlak van die maan bereik het en dat Ranger 4 'n baie meer tegnologies gevorderde tuig was as die Sowjetunie se Loena 2 ruimtetuig van 1959. Laasgenoemde was weinig meer as 'n druksfeer wat ontwerp is om wimpels op die oppervlak te plaas by impak. Die uitstekende vertoning van die Atlas-Agena hoofvuurpyl het ook die moraal gelig.

Ranger 4, feitlik identies aan Ranger 3, is die eerste Amerikaanse ruimtetuig wat daarin geslaag het om 'n ander hemel liggaam te bereik. Alhoewel die ruimtetuig nie sy primêre doelwit bereik het nie, was die prestasie van die Atlas-Agena kombinasie bevredigend. Dit het ook die twyfelagtige eer dat dit die eerste ruimtetuig is wat aan die donker van die maan gebots het.

Verwysings 

Ranger-program
Ruimtetuie