برنامج رينجر

أول صورة للقمر التقطتها مهمة رينجر (رينجر 7 في عام 1964)

كان برنامج رينجر سلسلة من المهمات الفضائية غير المأهولة التي أطلقتها الولايات المتحدة في ستينيات القرن العشرين، وكان هدفها الحصول على أولى الصور المقربة لسطح القمر . صُممت مركبات رينجر الفضائية لالتقاط صور لسطح القمر، وإرسالها إلى الأرض حتى تحطمها عند الاصطدام. إلا أن سلسلة من الحوادث أدت إلى فشل الرحلات الست الأولى. في مرحلة ما، وُصف البرنامج بأنه "مجرد محاولة عشوائية". [ 1 ] أطلق الكونجرس تحقيقًا في "مشاكل الإدارة" في مقر وكالة ناسا ومختبر الدفع النفاث . [ 2 ] بعد عمليتي إعادة تنظيم للوكالتين، نجحت رينجر 7 في إرسال صور في يوليو 1964، وتلتها مهمتان ناجحتان أخريان.

صُممت مركبة رينجر الفضائية في الأصل، بدءًا من عام 1959، على ثلاث مراحل متميزة، تُسمى "وحدات". تميزت كل وحدة بأهداف مهمة مختلفة وتصميم نظام أكثر تطورًا تدريجيًا. خطط مصممو مهمة مختبر الدفع النفاث (JPL) لعمليات إطلاق متعددة في كل وحدة، لتعظيم الخبرة الهندسية والقيمة العلمية للمهمة، ولضمان نجاح رحلة واحدة على الأقل. بلغت التكاليف الإجمالية للبحث والتطوير والإطلاق والدعم لسلسلة مركبات رينجر الفضائية (من رينجر 1 إلى رينجر 9) حوالي 170 مليون دولار (ما يعادل 1.29 مليار دولار في عام 2024 ). [ 3 ] 

مركبة رينجر الفضائية

مخطط تنظيم برنامج رينجر

كانت كل مركبة من مركبات رينجر الفضائية من الجيل الثالث مزودة بست كاميرات. كانت الكاميرات متطابقة في الأساس، مع اختلافات في أوقات التعريض، ومجالات الرؤية، والعدسات، ومعدلات المسح. قُسّم نظام الكاميرات إلى قناتين: P (جزئية) و F (كاملة). كانت كل قناة مستقلة بذاتها، مزودة بمصادر طاقة ومؤقتات وأجهزة إرسال منفصلة. احتوت القناة F على كاميرتين: الكاميرا A ذات الزاوية الواسعة، والكاميرا B ذات الزاوية الضيقة. أما القناة P، فاحتوت على أربع كاميرات: P1 و P2 (زاوية ضيقة)، و P3 و P4 (زاوية واسعة). تم التقاط الصورة الأخيرة للقناة F قبل الاصطدام بما يتراوح بين 2.5 و 5 ثوانٍ (على ارتفاع حوالي 5 كيلومترات (3.1 ميل) )، بينما تم التقاط الصورة الأخيرة للقناة P قبل الاصطدام بما يتراوح بين 0.2 و 0.4 ثانية (على ارتفاع حوالي 600 متر (2000 قدم) ). وفرت هذه الصور دقة أفضل بألف مرة من الصور الملتقطة من الأرض. أشرف ليونارد ر. مالينغ على تصميم وبناء هذه الكاميرات . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]  

كان جيمس د . بيرك مدير برنامج رينجر للمركبات الفضائية الخمس الأولى . [ 8 ] بعد فشل جميع المهمات الخمس، تم تعيين هاريس شورماير مديرًا للمشروع. فشلت مهمة رينجر 6، بينما نجحت مهمات رينجر 7 و8 و9.

استخدمت مضخمات الكاميرا الأولية لبرنامج Ranger أجهزة nuvistor . [ 9 ]

قائمة المهام

مهام المجموعة الأولى

مخطط المركبة الفضائية رينجر بلوك 1. (ناسا)
  • رينجر 1 ، أُطلق في 23 أغسطس 1961، نموذج أولي قمري، فشل الإطلاق
  • رينجر 2 ، أُطلق في 18 نوفمبر 1961، نموذج أولي قمري، فشل الإطلاق

كان الهدف من المرحلة الأولى، التي تتكون من مركبتين فضائيتين تم إطلاقهما إلى مدار الأرض في عام 1961، هو اختبار مركبة الإطلاق أطلس أجينا ومعدات المركبة الفضائية دون محاولة الوصول إلى القمر.

تسببت مشاكل في النسخة الأولى من مركبة الإطلاق في بقاء المركبتين الفضائيتين رينجر 1 ورينجر 2 في مدارات أرضية منخفضة قصيرة الأجل، حيث لم تتمكنا من تثبيت نفسيهما، أو جمع الطاقة الشمسية، أو البقاء لفترة طويلة. في عام 1962، استخدم مختبر الدفع النفاث (JPL) تصميم رينجر 1 ورينجر 2 في مهمتي مارينر 1 الفاشلة ومارينر 2 الناجحة لاستكشاف أعماق الفضاء إلى كوكب الزهرة .

مهام المجموعة الثانية

مسبار رينجر يخضع للترميم في مركز أودفار-هازي
  • رينجر 3 ، أُطلق في 26 يناير 1962، مسبار قمري، فشلت المركبة الفضائية، وأخطأت الوصول إلى القمر
  • رينجر 4 ، أُطلق في 23 أبريل 1962، مسبار قمري، فشلت المركبة الفضائية، اصطدمت بسطح القمر
  • رينجر 5 ، أُطلق في 18 أكتوبر 1962، مسبار قمري، فشلت المركبة الفضائية، وأخطأت الوصول إلى القمر

في عام 1962، أطلقت المرحلة الثانية من مشروع رينجر ثلاث مركبات فضائية إلى القمر، حاملةً كاميرا تلفزيونية، وكاشف إشعاع، ومقياس زلازل في كبسولة منفصلة تم إبطاؤها بواسطة محرك صاروخي، ومُصممة لتحمل اصطدامها البطيء بسطح القمر. بلغ وزن المركبة 331  كيلوغرامًا. أظهرت المهمات الثلاث مجتمعةً أداءً جيدًا لمركبة الإطلاق أطلس/أجينا ب، وكفاءة تصميم المركبة الفضائية، ولكن لسوء الحظ لم يتحقق كلا الأمرين في المحاولة نفسها. واجهت رينجر 3 مشاكل في كلٍ من مركبة الإطلاق والمركبة الفضائية، وأخطأت القمر بمسافة تقارب 36,800  كيلومتر، وظلت تدور حول الشمس منذ ذلك الحين. أما رينجر 4، فقد انطلقت بنجاح تام، لكن المركبة الفضائية تعطلت تمامًا. تتبع فريق المشروع كبسولة مقياس الزلازل حتى اصطدمت بالجانب البعيد من القمر ، بعيدًا عن الأنظار، مما أكد سلامة نظام الاتصالات والملاحة. أما رينجر 5، فقد أخطأت القمر وتعطلت. لم تُستخلص أي معلومات علمية مهمة من هذه المهمات.

في نهاية المرحلة الثانية تقريباً، اكتُشف أن نوعاً من الصمامات الثنائية المستخدمة في المهمات السابقة كان يُسبب تقشراً إشكالياً في طبقة الذهب في ظروف الفضاء. وقد يكون هذا السبب وراء بعض حالات الفشل. [ 10 ]

مهام المجموعة 3

  • رينجر 6 ، أُطلق في 30 يناير 1964، مسبار قمري، اصطدم بالقمر، تعطلت الكاميرات
  • رينجر 7
    • تم إطلاقه في 28 يوليو 1964
    • اصطدام القمر في 31 يوليو 1964 الساعة 13:25:49 بالتوقيت العالمي المنسق
    • 10°21′ جنوبا 20°35′ غربا / 10.35 درجة جنوبا 20.58 درجة غربا / -10.35; -20.58 ( الحارس 7 ) -ماري كونيتوم
  • رينجر 8
    • تم إطلاقه في 17 فبراير 1965
    • اصطدام القمر في 20 فبراير 1965 الساعة 09:57:37 بالتوقيت العالمي المنسق
    • 2°40′N 24°39′E / 2.67°N 24.65°E / 2.67; 24.65 ( الحارس 8 ) -ماري ترانكويليتاتيس(بحر الهدوء)
  • رينجر 9
    • تم إطلاقه في 21 مارس 1965
    • اصطدام القمر في 24 مارس 1965 الساعة 14:08:20 بالتوقيت العالمي المنسق
    • 12°50′ جنوبًا 2°22′ غربًا / 12.83° جنوبًا 2.37° غربًا / -12.83؛ -2.37 ( رينجر 9 ) -فوهة ألفونسوس

شملت سلسلة رينجر بلوك 3 أربع عمليات إطلاق في الفترة 1964-1965. زُوّدت هذه المركبات الفضائية بجهاز تلفزيوني مُصمّم لمراقبة سطح القمر أثناء الاقتراب؛ فمع اقتراب المركبة من القمر، كان الجهاز يكشف تفاصيل أصغر من تلك التي تستطيع أفضل التلسكوبات الأرضية رصدها، وصولًا إلى فوهات بحجم طبق صغير . [ 11 ] أما أول مركبة من السلسلة الجديدة، رينجر 6 ، فقد حققت رحلة مثالية، باستثناء تعطل نظام التلفزيون نتيجة حادث أثناء الطيران، ما حال دون التقاط أي صور.

حققت المركبات الفضائية الثلاث التالية من طراز رينجر، المزودة بتلفزيون مُعاد تصميمه، نجاحًا باهرًا. صوّر رينجر 7 طريقه إلى هدفه في سهل قمري، سُمّي لاحقًا ماري كوغنيتوم ، جنوب فوهة كوبرنيكوس . وأرسل أكثر من 4300 صورة من ست كاميرات إلى العلماء والمهندسين المنتظرين. وكشفت الصور الجديدة أن الفوهات الناتجة عن الاصطدامات هي السمات المهيمنة على سطح القمر، حتى في السهول التي تبدو ملساء وخالية. وتميزت الفوهات الكبيرة بوجود فوهات صغيرة، والفوهات الصغيرة بوجود آثار اصطدام دقيقة، يصل حجمها إلى أقصى حد يمكن تمييزه - حوالي 50 سنتيمترًا (20 بوصة) . واتضح أن الخطوط فاتحة اللون المتشععة من فوهة كوبرنيكوس وعدد قليل من الفوهات الكبيرة الأخرى ما هي إلا سلاسل وشبكات من الفوهات الصغيرة والحطام المتناثر في الاصطدامات الأولية.

في فبراير 1965، حلّق المسبار رينجر 8 بشكل مائل فوق جنوب محيط العواصف وبحر الغيوم ، ليسقط في بحر الهدوء على بُعد حوالي 70 كيلومترًا (43 ميلًا) من موقع هبوط أبولو 11 بعد أربع سنوات ونصف. التقط المسبار أكثر من 7000 صورة، مُغطيًا مساحة أوسع ومُعززًا استنتاجات رينجر 7. بعد حوالي شهر، هبط رينجر 9 في فوهة ألفونسوس التي يبلغ قطرها 90 كيلومترًا (56 ميلًا) . وقد وفّرت صوره البالغ عددها 5800 صورة، والمُرتبة بشكل دائري مُتداخل، والتي استفادت من ضوء الشمس الخافت جدًا، تأكيدًا قويًا على وجود فوهات مُتداخلة ذات تضاريس مُتموجة بلطف على سطح القمر. 

انظر أيضاً

مراجع

  1. التاريخ الشفوي لكورترايت (ص25)
  2. ديك، ستيفن ج. "أول 50 عامًا من تاريخ ناسا: منظور تاريخي" (ملف PDF) . history.nasa.gov . ناسا. ص  12. تاريخ الاطلاع: 17 يونيو 2019 .
  3. جونستون، لويس؛ ويليامسون، صموئيل هـ. (2023). "ما هو الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة آنذاك؟" . قياس القيمة . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2023 .تتبع أرقام معامل انكماش الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة سلسلة MeasuringWorth .
  4. مختبر الدفع النفاث - مالينغ، إل آر (1962). التصوير الكوكبي - كاميرا تلفزيونية لمسح جيولوجي لكوكب المريخ (ملف PDF) (تقرير). ناسا - مختبر الدفع النفاث.
  5. مختبر الدفع النفاث - مالينغ، إل آر (1963). علم الفلك الفضائي ونظام الفيديوكون ذي المسح البطيء (ملف PDF) (تقرير). ناسا-مختبر الدفع النفاث.
  6. مختبر الدفع النفاث - مالينغ، إل آر (1966). براءة اختراع نظام التحكم بكاميرا التلفزيون الرقمي (ملف PDF) (تقرير). ناسا-مختبر الدفع النفاث.
  7. مختبر الدفع النفاث - مالينغ، إل آر (1968). نظام اتصالات فيديو ذو نطاق ترددي منخفض يستخدم تقنيات أخذ العينات. براءة اختراع (ملف PDF) (تقرير). ناسا-مختبر الدفع النفاث.
  8. "تأثير القمر: تاريخ مشروع رينجر، الجزء الأول. رينجر الأصلي، الفصل الثاني - تنظيم الحملة" . تاريخ ناسا . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يوليو 2016 .
  9. صمامات نوفيستور بقلم ستيف نيويادومسكي.
  10. "ch8" .
  11. "المنظر من رينجر" . ناسا-مختبر الدفع النفاث. 1961. ص 47. 

يؤدي كلا الرابطين إلى كتاب كامل حول البرنامج. بالنسبة للرابط الخاص بصيغة HTML، مرر لأسفل لرؤية رابط جدول المحتويات.