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| ミッションタイプ | 月面衝突装置 | ||||
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| オペレーター | NASA /ジェット推進研究所 | ||||
| コスパーID | 1964-007A | ||||
| SATCAT番号 | 747 | ||||
| ミッション期間 | 2日17時間35分 | ||||
| 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 | 364.69キログラム[1] | ||||
| ペイロード質量 | 172キログラム（379ポンド） | ||||
| 力 | 240ワット | ||||
| ミッション開始 | |||||
| 発売日 | 1964 年 1 月 30 日、15:49:09 GMT [1] | ||||
| ロケット | アトラス LV-3 アジェナ-B 199D/AA8 | ||||
| 発射場 | ケープカナベラル、LC-12 | ||||
| 月面衝突装置 | |||||
| 影響日 | 1964年2月2日 09:24:32 GMT | ||||
| 衝突地点 | 北緯9度20分 東経21度31分 / 北緯09.33度 東経21.52度 / 09.33; 21.52 (マーレ・トランキリタティス) | ||||
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レンジャー6号は、 NASAのレンジャー計画における月探査機で、1960年代前半から中頃にかけて月面のクローズアップ画像を取得するために開発されたロボット宇宙船シリーズである。1964年1月30日に打ち上げられ、月面に衝突するまでの飛行の最後の数分間に月面の地形の高解像度写真を送信するように設計された。この宇宙船には、これらの目的を達成するために、6台のテレビ用ビジコンカメラが搭載されていた。2台は広角カメラ（チャンネルF、カメラAとB）で、4台は狭角カメラ（チャンネルP）である。カメラは2つの別々のチェーンまたはチャンネルに配置され、それぞれが独立した電源、タイマー、送信機を備えており、高品質のテレビ画像を取得する信頼性と確率を最大限に高めていた。宇宙船では他の実験は行われなかった。カメラシステムの故障により、画像は送信されなかった。[2]
宇宙船の設計
レンジャー6、7、8、9は、レンジャー宇宙船のブロック3バージョンと呼ばれていました。宇宙船は、推進装置と動力装置を搭載した幅1.5メートルの六角形のアルミフレームベースと、テレビカメラを保持する円錐台形のタワーで構成されていました。幅739 mm、長さ1537 mmの2つの太陽電池パネル翼がベースの反対側の端から4.6メートルの全幅で伸び、指向性のある高利得皿アンテナが太陽電池パネルから離れたベースの角の1つにヒンジで取り付けられていました。円筒形の準全方向性アンテナが円錐台の上にありました。宇宙船の全高は3.6メートルでした。[2]
中間軌道修正のための推進力は、4つのジェットベーンベクトル制御を備えた224 N推力の一元推進剤ヒドラジンエンジンによって提供されました。3軸の方向と姿勢制御は、 3つのジャイロ、4つの主要な太陽センサー、2つの二次太陽センサー、および地球センサーのシステムに接続された12の窒素ガスジェットによって可能になりました。電力は、2つのソーラーパネルに含まれる9,792個のシリコン太陽電池によって供給され、合計アレイ面積は2.3平方メートルで、200Wを生産します。定格26.5V、9時間の動作容量を持つ2つの1200ワット時のAgZnOバッテリーは、個別の通信/テレビカメラチェーンのそれぞれに電力を供給しました。2つの1000ワット時のAgZnOバッテリーは、宇宙船の動作のために電力を蓄えました。[2]
通信は準全方向性低利得アンテナとパラボラ高利得アンテナを介して行われた。宇宙船に搭載された送信機には、 959.52 MHz の 60 W テレビ チャンネル F、960.05 MHz の 60 W テレビ チャンネル P 、および960.58 MHz の 3 W トランスポンダ チャンネル 8 が含まれていた。通信機器は、カメラ送信機からの複合ビデオ信号をRF 信号に変換し、宇宙船の高利得アンテナを介して送信した。狭角と広角の両方のテレビ画像のフレーミング シーケンスを迅速に実行できるように十分なビデオ帯域幅が提供された。[2]
ミッションプロフィール
キューバ危機により、レンジャー5 号の失敗から一時的に注目が逸らされましたが、このミッションにより、レンジャー プログラム全体の全面的な見直しが余儀なくされました。失敗の原因については、JPL の管理不備、当時の技術では実行不可能で信頼性の低い野心的な宇宙船の設計、探査機の熱殺菌などの比較的軽微な理由など、さまざまな説が提唱されました。
NASA は 1962 年 10 月 29 日にアルバート J. ケリーを委員長とするレンジャー調査委員会を設置し、11 月 30 日までに計画が失敗し続けている理由を明らかにすることを使命とした。委員会の調査結果には、レンジャーの設計は月探査には「必要以上に複雑」であり、また非常に高度な工学技術と技能を必要としたが、そのどちらも実現されていなかったという評決が含まれていた。また、加熱殺菌は繊細な宇宙船のシステムにダメージを与えるため、直ちに中止すべきであるとの結論も下された。さらに、JPL の計画の取り扱いがまずかったこと、宇宙船には故障時の冗長システムがなかったこと、NASA の深宇宙追跡ネットワークの乗組員が十分な訓練を受けておらず、装備に欠陥があったこと、そして最後に、1962 年 11 月までに空軍と NASA の打ち上げ 8 回で故障が発生しており、アトラス アジェナ ブースターの信頼性が低いことも判明した。ソー・アジェナも含めると、飛行中にアジェナB段が故障したのは合計9回となる。
委員会の勧告には、プロジェクト管理の改善、レンジャーの将来の惑星探査ミッション用に設計された部品の加熱殺菌と試験の中止、探査機の組み立てを下請け業者に委託すること、アトラス・アジェナの調達と打ち上げへのJPLの関与の排除などが含まれていた。さらに、NASAは打ち上げ前の試験と打ち上げ機の準備を改善する必要があると示唆した。
ブロック III 宇宙船は、レンジャー 3 号から 5 号に搭載されていた 8 つの科学機器が取り外され、最小限の機器にまで簡素化される予定で、これにより冗長システム ハードウェアに充てるスペースが確保される。このため、科学界からは、ガンマ線やその他の測定は、単に月の写真を返送するよりもはるかに価値があるという抗議の声が上がった。ジェット推進研究所は、レンジャーのコンポーネントのより徹底的なテストを開始し、第 2 次審査委員会は、アトラス アジェナの信頼性を評価する作業に着手した。
ブースターの問題は、アトラス・アジェナの責任をNASAではなく米国空軍が負っていたため、解決が特に困難なものとなった。NASAは、完全に管理下にあったセントールで惑星探査機を打ち上げることを望んでいたが、その計画は深刻な技術的問題によって遅れ、飛行準備が整うまでには長い時間がかかった。米国空軍と西海岸での国防総省の任務でブースターを共有しなければならなかったため、混乱、遅延、技術的問題が繰り返された。そのため、空軍の関与なしにアトラス・アジェナの調達と打ち上げをNASAが完全に監督するよう勧告された。
レンジャー計画の重要な部分の一つは、アトラスとソー・アジェナの打ち上げをすべて監視し、直接影響する可能性のある故障がないか確認することだった。この仕事はアラバマ州ハンツビルのマーシャル宇宙飛行センターに割り当てられていたが、オハイオ州クリーブランドのルイス研究センター( LRC )に移された。LRCはサンディエゴのコンベア組立工場に追加の人員を派遣し、アトラス機の製造を監視した。
検討委員会は、アトラス・アジェナを悩ませている故障、特に、東海岸のアトラス・アジェナで使用されている Mod III-G 型と西海岸の車両で使用されている Mod II-A の両方のゼネラル・エレクトリック誘導システムに焦点を当てました。これらは繰り返し故障していました。委員会は、アトラス車両のテストに関するより詳細で厳格な要件を提示し、誘導パッケージが飛行中の振動レベルに耐えられるようにするとともに、配線ハーネスの製造を改善することを推奨しました。また、コンベア社は、ミッションごとにカスタム変更するのではなく、米国空軍と NASA のすべての打ち上げに対して 1 つの標準化されたブースター構成を確立し、設計上の欠陥が判明しているハードウェアをより優れた代替品に交換し、すべてのテストを改善することを推奨しました。アトラス・アジェナは空軍が担当していたため、これらすべての変更には空軍の承認が必要でした。
最後に、NASA は初めて、すべての宇宙打ち上げの完全な監督権を得ることになります。NASA ミッションの打ち上げ機の調達、準備、飛行、および飛行後のミッション報告書の作成における空軍の関与は終了し、これによりプログラムの効率が大幅に合理化され、改善されることになります。
問題は続き、今度はレンジャー6のテレビカメラを正常に動作させることでした。ラジオ・コーポレーション・オブ・アメリカが供給したカメラ管の品質はまちまちで、JPLの基準に合うものを見つけるのに時間がかかりました。
ゼネラル・エレクトリック社でアトラス誘導システムのテスト中に、ダイオードの金コーティングが剥がれ落ちて電気的なショートを引き起こしていることが判明しました。さらに悪いことに、レンジャー6号には同じダイオードが何百個も搭載されていました。この問題はテストでは簡単に回避されました。さらに、地上テストでは、金の薄片が浮遊してダイオードの脚の間でショートを形成する宇宙の「無重力」環境をシミュレートできませんでした。結局、レンジャー6号の回路内にある数百個のダイオードをすべて交換する以外に選択肢はありませんでした。
1963 年 4 月、米国議会は「これまでのどのミッションも成功していない」という理由で、レンジャー計画への資金をほぼ 50% 削減することを決定しました。これは、レンジャー 13 号までの計画がキャンセルされたことを意味します。レンジャー 6 号から 9 号のみが飛行し、テレビカメラ以外はほとんど搭載されませんでした。
レンジャー計画の目標の 1 つは、有人月面ミッションの着陸候補地を探すことでした。この時点では、月面がどのような状態なのかは正確にはわかっておらず、宇宙船や宇宙飛行士を飲み込んでしまう底なしの流砂があるのではないかという懸念が広がっていました。アポロ月着陸船の基本設計は 1963 年までにすでに完成していたため、月面着陸は「その設計を確認するか否定するか」に過ぎませんでした。JPL は、月面の赤道付近の静かの海にある着地点を目指すことにしました。これは、そこがアポロの主要な着陸地点と考えられていたことと、1 月から 2 月の打ち上げ時の照明条件に合う必要があったためです。
レンジャー6号とその打ち上げロケット（アトラス199Dとアジェナ6008）は12月中旬にケープカナベラルに到着し、前月の ケネディ大統領暗殺の悲しみがまだ残る中、飛行前テストを開始した。
打ち上げは 1964 年 1 月 30 日午前 10 時 49 分 (東部標準時) に行われました。アトラスは曇り空にスムーズに上昇し、視界から消えました。ブースト段階はすべて順調に進み、打ち上げ機の性能は優れており、ブースターの信頼性を向上させるための懸命な努力が示されました。
アトラス BECO とステージングの直後、テレメトリがレンジャー 6 の TV カメラのテレメトリが自動的にオンになり、67 秒後に再びオフになったことを示すという不吉な展開が起こりました。テレメトリ データは、他のすべてが正常に機能しているように見えることを示し、JPL の緊張は緩和されました。アジェナは探査機を駐機軌道に乗せ、打ち上げから 25 分後に月周回軌道への投入のために噴射しました。レンジャー 6 の分離後、太陽電池パネルと高利得アンテナが展開され、すべて正常に見えました。打ち上げロケットは探査機を十分に正確な飛行経路に配置したため、短い中間コース修正噴射のみが必要でした。ただし、打ち上げ中のTV カメラテレメトリの起動は懸念材料のままでした。JPL の技術者はカメラをオンにして動作を確認したかったのですが、実際にどこかで電気的なショートが発生した場合にカメラをオフにできなくなるリスクがありました。カメラには専用のバッテリーがあり、探査機の主電源バスは使用していなかったため、探査機が月に到着する前にバッテリーが消耗し、写真を送り返すチャンスがなくなる。ミッションを妥協する価値はないと判断し、月への降下が始まるまでカメラには触れないことにした。
1月31日の早朝、中間軌道修正エンジンを点火するコマンドが送信され、エンジンは完璧に機能し、探査機を静かの海への衝突コースに設定した。2月2日、JPLの技術者はミッションの最終段階の準備を整えた。レンジャー6号は降下を開始し、軌道計算により衝突は予定地域の近くで起こると判断された。探査機の角度が画像の撮影に適していたため、衝突の13分10秒前にカメラをオンにするよう命令が出された。最初のウォームアップ段階の後、電源をオンにするコマンドが送信された。しかし、画像は表示されず、カメラが動作している兆候も見られなかった。カメラをオンにするコマンドがさらに2回送信されたが、他のすべてのシステムが正常に動作し続けたにもかかわらず、何も起こらなかった。午前1時24分、月への衝突が発生し、レンジャー6号からのテレメトリ送信が停止した。ミッションは終了し、12回連続で米国の月探査機送出の試みが故障した。さらに悪いことに、この出来事は、NASA の職員が議会に 1965 年度の予算 53 億ドルを発表する 1 週間前に起こった。この予算の大半は、有人および無人の月探査ミッションに関係する。NASAは、カメラを除けば、レンジャー 6 号とそのアトラス アジェナ ブースターはどちらも「極めて良好」に機能したと述べて、このミッションを好意的に評価しようとした。
レンジャー6号は地球の駐機軌道に打ち上げられ、2回目のアジェナ噴射によって月軌道に投入された。中間軌道修正は飛行初期に地上管制によって行われた。1964年2月2日、打ち上げから65.5時間後、レンジャー6号は静かの海（英語では「静かの海」）の東端に衝突した。降下中の宇宙船の表面に対する方向は正しかったが、ビデオ信号は受信されず、カメラデータは取得されなかった。調査委員会は、故障の原因として最も可能性が高いのは、打ち上げから約2分後、ブースターエンジン分離中にテレビ電源システムが誤って67秒間オンになったときに発生したアークオーバーであると判定した。[2]
この 4 回目のアメリカの月面衝突の試みは、最も成功に近かった。この宇宙船は、6 台のテレビカメラを搭載した最初のブロック III タイプの乗り物であり、月面の汚染を避けるために滅菌された。このシリーズは、より野心的なミッションに使用できるシステム (太陽電池パネルなど) を展開することにより、将来の惑星間宇宙船のテストベッドとしても機能する。ブロック III 宇宙船は、173 キログラムのテレビユニット (ブロック IIレンジャー宇宙船が搭載した衝突カプセルに代わる) を搭載していた。6 台のカメラには、フルスキャンカメラ 2 台と部分スキャンカメラ 4 台が含まれていた。レンジャー 6 号は月への飛行に成功し、2 月 2 日の午前 9 時 24 分 32 秒 GMT に予定通り衝突した。残念ながら、テレビカメラパッケージの電源は 3 日前にアトラスブースターの分離中にショートし、システムが動作不能になった。カメラはアポロ計画を支援するために、高度1448キロメートルから6.4キロメートルの範囲で月面接近の高解像度写真を送信することになっていた。衝突座標は北緯9度24分、東経21度30分であった。[2]
参照
参考文献
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