游騎兵計畫

**游騎兵計劃**是美國在 1960 年代進行的系列無人太空任務之一，其目的是拍攝最早的月球表面近攝照片。游騎兵太空船被設計成撞擊月球的表面，並在撞毀之前將影像傳回地球。

游騎兵的原始設計開始於 1959 年，被區分為三個不同的階段，稱為模組。每個模組有不同的任務和使命，並逐步的提升系統的設計。噴射推進實驗室的設計師在每個模組中設計多次的發射，以獲取最大化的工程經驗和科學價值，並至少完成一次成功的飛行。游騎兵系列（從 1 號到 9 號）整體的研究、發展、發射和支援的花費大約是一億七千萬美元。

## 游騎兵太空船

每艘游騎兵太空船攜帶六架照相機，這些照相機基本上是相同的但有曝光時間、視野、鏡頭、和掃描速率的差異。這些相機系統被分為兩個頻道：部分（P）和全景（F），每個頻道有自己獨立的電源、計時器、和傳送裝置。F - 頻道有兩部照相機：廣角的 A - 相機和窄視野的 B - 相機。P - 頻道有 4 部照相機：P1 和 P2 是窄視野，P3 和 P4 是廣角。F - 頻道的最後影像在撞擊前 2.5 秒至 5 秒之間（高度大約 5 公里），P - 頻道大約在撞擊前 0.2 至 0.4 秒（高度大約 600 米）拍攝最後一張影像。這些影像的解析度被證明比地球上的觀測好上 1000 倍。

## 任務列表

### 模組 1 的任務

* 游騎兵 1 號：1961 年 8 月 3 日發射，月球原型機，發射失敗。
* 游騎兵 2 號：1961 年 11 月 18 日發射，月球原型機，發射失敗。

模組 1，由在 1961 年的兩次太空船發射組成，是為了測試擎天神 - 愛琴娜運載火箭和航太設備，只打算進入地球軌道，並未企圖前往月球。

在游騎兵之前，多數現在認可的航太技術都未經過測試。也許，其中最重要的是三軸狀態的穩定性，意味著太空船相對於太空的位置是固定的，而不是靠著自轉來穩定。這樣能讓巨大的太陽能板指向太陽，大的天線朝向地球，照相機和其它定向的科學感測器，都能適當的指向目標。在太空船上攜帶火箭燃料是另一項關鍵性的重要技術，需要足夠精確才能抵達月球或遙遠行星的目標。

另一方面，也發展出太空船和地面基地間的雙向溝通和閉環追蹤，和使用車載計算機和地面指令序列的整合，所有必須發展的技術都要在飛行中測試。不幸的是，早期版本發射太空船的問題，讓游騎兵 1 號和游騎兵 2 號只短暫的工作，不能在低地球軌道上穩定自己，以收集太陽能或活的久一點。在 1962 年，噴射推進實驗室利用游騎兵 1 號和游騎兵 2 號設計出失敗的水手 1 號和成功進入深太空抵達金星的水手 2 號。

### 模組 2 的任務

* 游騎兵 3 號：1962 年 1 月 26 日發射，月球探測器，太空船失敗錯過了月球。
* 游騎兵 4 號：1962 年 4 月 23 日發射，月球探測器，太空船撞毀而失敗。
* 游騎兵 5 號：1962 年 10 月 18 日發射，月球探測器，太空船失敗錯過了月球。

游騎兵計畫的模組 2 在 1962 年發射 3 艘重 331 公斤的太空船前往月球，攜帶了電視攝影機、一個輻射偵查器、和一個地震儀，安置在一個有緩降火箭推進器包裝在膠囊內，希望在低速撞擊月球表面下仍能存活。這三次發射證明阿特拉斯 - 愛琴娜 B 是性能良好的太空船發射載具，但不幸的是並非所有的設備都是如此。游騎兵 3 號 發射進入深太空，但是一個不正確的延遲過程，使他完全錯過了月球。游騎兵 4 號有完美的發射，但是太空船完全不能運作。專案團隊追蹤到地震儀膠囊撞擊到月球背面釋放出的信號，驗證了通訊及導航系統。游騎兵 5 號不僅錯過了月球，也不能運作。從這些任務中沒有獲得重大的科學資訊。

回顧模組 2 的結果，發現在之前的任務中使用的一種二極體在太空的條件中有金板剝離的問題，這可能是導致失敗的主因 [1] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。

### 模組 3 的任務

* 游騎兵 6 號：1964 年 1 月 30 日發射，月球太空船，撞擊月球，攝影機失靈。
* 游騎兵 7 號：
  * 發射日期：1964 年 7 月 28 日
  * 撞擊月球：1964 年 7 月 31 日 13:25:49 UT
  * 撞擊位置：知海，南緯 10.35, 東經 339.42
* 游騎兵 8 號
  * 發射日期：1965 年 2 月 17 日
  * 撞擊月球：1965 年 2 月 20 日 09:57:37 UT
  * 撞擊位置：寧靜海，北緯 2.67，東經 24.65
* 游騎兵 9 號
  * 發射日期：1965 年 3 月 21 日
  * 撞擊月球：1965 年 3 月 24 日 14:08:20 UT
  * 撞擊位置：阿方薩斯坑，南緯 12.83，東經 357.63

游騎兵模組 3 在 1964-65 年具體的進行了 4 次發射。這些太空船值得誇耀的電視攝影機，在設計上能在接近月球時觀察月球的表面。它們能詳細的顯示比地面望遠鏡看見的更小範圍的細節，最佳的可以達到洗手槽的大小。這個新系列的第一艘，游騎兵 6 號，有一次完美的飛行，只是電視攝影機因為飛行事故而不能使用，未能取得任何的圖片。

後續的三艘游騎兵，使用重新設計的電視攝影機，獲得完全的成功。游騎兵 7 號拍攝下的目標平原，位於哥白尼坑南方，很快的被命名為知海。從他的六架照相機總共發送超過 4,300 張影像給守候著的科學家與工程師。這批新的影像顯示即使在看似平坦與空曠的平原，坑洞依然是月球表面主要的特徵。巨大的坑穴會有小坑穴重疊在其上，並且有極小的撞擊痕跡，可以分辨的大小迅速的提升 － 大約達到 50 公分（16 英吋）。從哥白尼坑和其他幾個大坑穴輻射出來的淺色劃痕，原來是由主撞擊濺射而出的小坑穴和碎片組成的鏈和網。

在 1965 年 2 月，游騎兵 8 號以傾斜的路徑掃掠過風暴洋和雲海，撞擊在寧靜海，該處是 4 年半之後阿波羅 11 號的登陸地點。它累積的影像超過 7,000 張，覆蓋得更廣泛的區域和加強了游騎兵 7 號的結論。大約一個月之後，游騎兵 9 號降落在直徑 90 公里的阿方薩斯坑。它的 5,800 張影像，利用低角度陽光的長處和同軸嵌套，提供火山口對火山口的強烈對比，有效的呈現月球表面高低起伏的輪廓。

因此，長期以來的困擾給了系統工程師大量的啟發和教導，但科學家獲得的很少，游騎兵計畫的最後三次航程，給了他們極慾一見的影像，增進了月球科學家大量有關月球表面的知識。

## 外部連結

* NASA\_FACTS\_Volume\_2\_number\_6\_PROJECT\_RANGER on wikisource
* Lunar Impact: A History of Project Ranger (PDF) 1977 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Lunar Impact: A History of Project Ranger (HTML) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

這兩個鏈結是整本的圖書。單一的 HTML，請滾動滑鼠點選以下章節的鏈結：

* Ranger Program Page by NASA's Solar System Exploration
* Exploring the Moon: The Ranger Program （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Ranger Photography of the Moon （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Lunar and Planetary Institute
* NASA History Series Publications（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (many of which are on-line)

## 相關條目

* 測量員計畫
* 月球軌道計畫
* 阿波羅計畫
* 月球號系列探測器（前蘇聯）
* 太空競賽
* 太陽系探測器列表