 レンジャー4 | |||||||||||
| ミッションタイプ | 月面衝突物 | ||||||||||
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| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） | ||||||||||
| ハーバード指定 | 1962年 ミュー1 | ||||||||||
| コスパーID | 1962-012A | ||||||||||
| SATCAT番号 | 280 | ||||||||||
| ミッション期間 | 10時間（運用時間） 64時間（衝突まで） | ||||||||||
| 宇宙船の特性 | |||||||||||
| メーカー | ジェット推進研究所 | ||||||||||
| 打ち上げ質量 | 331.1 kg (730 ポンド) | ||||||||||
| 寸法 | 1.52 m × 2.51 m (5.0 フィート × 8.2 フィート) | ||||||||||
| 力 | 135ワット | ||||||||||
| ミッション開始 | |||||||||||
| 発売日 | 1962年4月23日 20時50分00秒 UTC ( 1962-04-23UTC20:50Z ) | ||||||||||
| ロケット | アトラス LV-3 アジェナB | ||||||||||
| 発射場 | ケープカナベラルLC-12 | ||||||||||
| 月面衝突物 | |||||||||||
| 影響日 | 1962年4月26日 12:49:53 UTC衝突前に故障 ( 1962-04-26UTC12:49:54Z ) | ||||||||||
| 衝突地点 | 南緯15度30分 西経130度42分 / 南緯15.5度、西経130.7度 / -15.5; -130.7 | ||||||||||
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レンジャー4号は、1962年に打ち上げられたレンジャー計画の宇宙船である。月面に衝突する前の10分間の飛行中に月面の写真を地球局に送信し、地震計カプセルを月面に仮着陸させ、飛行中にガンマ線データを収集し、月面のレーダー反射率を調査し、月面および惑星間宇宙船の開発に向けたレンジャー計画の試験を継続するように設計された。
搭載コンピューターの故障により、太陽電池パネルと航法システムの展開に失敗し、その結果、宇宙船は月の裏側に墜落し、科学データは何も送信されなかった。この宇宙船は、アメリカ合衆国が初めて他の天体に到達した宇宙船であり[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]、また、どの国も初めて月の裏側の表面に到達した宇宙船であった。
宇宙船の設計
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レンジャー4はブロックIIのレンジャー宇宙船で、レンジャー3と実質的に同一であった。基本機体は重量331kg、高さ3.1メートルで、直径0.65メートルのバルサ材の衝撃制限装置で覆われた月面カプセル、一元燃料の中間コースモーター、22.6kNの推力の逆噴射ロケット、直径1.5メートルの金とクロムメッキの六角形のベースから構成されていた。大型の高利得パラボラアンテナがベースに取り付けられていた。翼のような2枚の太陽電池パネル（幅5.2メートル）がベースに取り付けられ、飛行初期に展開された。
電力は、太陽電池パネルに内蔵された8,680個の太陽電池によって生成され、11.5 kg (25 lb) 1 kWh 容量のAgZn打ち上げ・バックアップ電池を充電した。宇宙船の制御は、ソリッドステートコンピュータとシーケンサ、そして地球から制御されるコマンドシステムによって行われた。姿勢制御は、太陽と地球のセンサー、ジャイロスコープ、ピッチとロールのジェットによって行われた。宇宙船に搭載されたテレメトリシステムは、2台の 960 MHz送信機 (1台は3 W 、もう1台は50 mW の出力)、高利得アンテナ、全方向性アンテナで構成されていた。白塗装、金とクロムのメッキ、そして逆噴射ロケットを包む銀メッキのプラスチックシートが熱制御を提供した。[ 2 ]
レンジャー3号のコンピューターの故障の原因は加熱殺菌によるものと疑われたため、この処置はレンジャー4号では省略された。地震計カプセルにも熱保護を強化するために鋸歯状の塗装が施された。[ 2 ]
実験装置は、(1) 10秒間に1フレームを撮影する走査機構を備えたビジコンテレビカメラ、(2) 1.8メートル（5フィート11インチ）のブームに取り付けられたガンマ線分光計、(3) レーダー高度計、(4) 月面に仮着陸させる地震計で構成されていた。地震計は、増幅器、50ミリワットの送信機、電圧制御装置、回転式アンテナ、および月面カプセルの送信機を30日間作動させることができる6個の銀カドミウム電池とともに月面カプセルに収められ、時速130～160キロメートル（時速80～100マイル）で月面に着陸するように設計されていた。レーダー高度計は反射率の研究に使用されるが、カプセルの分離を開始し、逆噴射ロケットに点火するようにも設計された。[ 2 ]
ミッション
アトラス133Dとアジェナ6004は3月にケープカナベラルに到着し、飛行前点検を開始しました。以前のレンジャー打ち上げとは異なり、打ち上げ機の飛行準備において深刻な問題は発生せず、探査機もすべてのシステムテストを難なくクリアしました。4月20日、レンジャー4はブースターに搭載され、4月23日午後3時50分（東部標準時）に打ち上げられました。 [ 5 ] [ 6 ]打ち上げは今回も完璧に進行し、アトラスとアジェナのどちらにも異常はなく、アジェナは2回目の噴射を行い、レンジャー4を月周回軌道に乗せました。
アジェナから分離後、追跡局がレンジャー4の無線送信機を捕捉した際、何か重大な異常が発生していることが明らかになりましたが、テレメトリデータは返ってきませんでしたし、コンピュータにコマンドを送信しても何の応答もありませんでした。テレメトリがないため、探査機の太陽電池パネルが展開されたかどうかは確認できませんでしたが、変動する無線トランスポンダーは、レンジャー4が回転していること、そして太陽電池パネルと高利得アンテナが展開されていないことを示していました。
アトラスとアジェナはどちらも完璧な性能を発揮し、レンジャー4号は月面衝突に中間軌道修正噴射を必要としないほどでした。しかし、宇宙船が故障していれば、これらはすべて無駄でした。地上管制官は探査機に太陽電池パネルと高利得アンテナを展開し、姿勢制御システムを手動で操作してローリング運動を停止するよう指示しましたが、探査機は反応しませんでした。JPLの宇宙船データ分析チームは、レンジャー4号のコンピューターのメインタイマーが停止し、テレメトリシステム、太陽電池パネル展開などの事前プログラムされたイベントが停止し、探査機が手動コマンドに完全に反応しなくなったと結論付けました。月面衝突は計画通りに達成されたものの、このミッションは事実上失敗でした。さらに、ほぼ完璧な打ち上げロケットの性能が、このミッションを苦いものにしていました。レンジャー1号から3号に影響を与えたブースターのトラブルは解決されましたが、探査機自体は完全に故障し、以前のミッションとは異なり、レンジャー4号は有用なデータを一切返しませんでした。タイマーの故障は、レンジャー4号がカリブ海と南アフリカの追跡基地の間を通過していた際、月周回軌道への投入前の惰力飛行段階で発生したため、原因の究明も困難になる可能性がある。
太陽光発電が途絶えたため、レンジャー4号のバッテリーは4月26日の朝に切れ、無線トランスポンダーは動作を停止した。地震計カプセル内の小型送信機は50ミリワットの信号を送信し続けた。NASAによると、レンジャー4号は1962年4月26日12時49分53秒（世界時）、飛行開始から64時間後、時速9,600キロメートル（時速5,970マイル）で月の裏側（東経229.3度、南緯15.5度）に衝突した。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]しかし、座標は「推定値」であり、ルナー・リコネッサンス・オービターの高解像度画像では衝突クレーターを特定できなかった。[ 7 ]
NASAの関係者は、このミッションを好意的に評価しようと努めた。[ 4 ]アメリカの宇宙船が月面に到達したのはこれが初めてであり、この探査機は1959年のソ連のルナ2号宇宙探査機よりもはるかに高性能であると述べた。ルナ2号は、衝突時に月面にペナントを落とすために設計された加圧球体程度のものだった。アトラス・アジェナ・ブースターの優れた性能も士気を高めた。
この宇宙船は、レンジャー3号と設計が似ており、アメリカの宇宙船として初めて他の天体に到達した。また、月の裏側に衝突した最初の宇宙船でもあった。宇宙船は主目的を達成しなかったものの、アトラス、アジェナ、レンジャーの3機の組み合わせは初めて問題なく動作した。[ 8 ]
参照
参考文献
- ^ NASA、ゴダード宇宙飛行センター。「レンジャー4号の実験」 NSSDCマスターカタログ。 2022年12月3日閲覧。
- ^ a b c d e「National Space Science Data Center - Ranger 4」 . アメリカ航空宇宙局. 2012年6月19日閲覧。
- ^ a b「レンジャー4号が月面に墜落」ルイストン・モーニング・トリビューン、アイダホ州、AP通信、1962年4月27日、1ページ。
- ^ a b c「レンジャー4号、新たな宇宙の勝利で月面に到達」ベンド・ブレティン、オレゴン州、UPI紙、1962年4月26日、1ページ。
- ^ "「脳なしのレンジャーが宇宙に墜落」ローレンス・デイリー・ジャーナル・ワールド紙、カンザス州AP通信、1962年4月24日、1ページ。
- ^ 「レンジャー4が銃撃され、60時間の旅が始まる」ベンド・ブレティン、オレゴン州、UPI、1962年4月23日、1ページ。
- ^レナード、デイビッド (2018年12月30日). 「ファーサイド・サイエンス：レンジャー4の月面探査の賢者」 . 2023年1月2日閲覧。
- ^「議論」.宇宙政策. 14 (1): 5– 8. 1998. Bibcode : 1998SpPol..14....5. . doi : 10.1016/S0265-9646(97)00038-6 .
外部リンク
- 月面衝突：プロジェクト・レンジャーの歴史（PDF）1977
- Reuters.com、計画されている月面ミッション
- Reuters.com、年表 – 月へのレースにおける5つの重要な日付
