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徘徊者號探測器

鎖定
“徘徊者號”(Ranger)探測器是美國為了“阿波羅計劃”的實現發射的三種系列的月球探測器之一,另外兩種是月球軌道環行器月球勘探者探測器 [1]  從 1961年8月~1965年3月,美國先後向月球發射了9顆“徘徊者號”探測器,它的主要目的是為了研究整個月球的外觀,測量月球附近的輻射和星際等離子體等,評估月球環境對載人飛船着陸任務的影響,以便為阿波羅登月作準備 [2] 
中文名
徘徊者號探測器
外文名
Ranger
國    家
美國
性    質
月球探測器系列
發射時間
1961年8月~1965年3月
發射數量
9顆

徘徊者號探測器概況

“徘徊者”(Ranger)探測器是NASA的首個月球探測器系列,於1961~1965年用宇宙神-阿金納B運載火箭從卡納維拉爾角發射場發射,共9個,又噴氣推進實驗室(JPL)管理,任務目的是研製並驗證月球和行星探測的三軸穩定平台。該探測器系列最初包括2種標準配置(Block I型和Block II型)的探測器,後來又研製了Block III型。 [2] 
“徘徊者”探測器的任務目標是在向月球降落過程中,近距離拍攝月球表面圖像,獲取月球表面特性;測量月球附近的輻射和星際等離子體等 [3]  ;評估月球環境對載人飛船着陸任務的影響。 [2] 
徘徊者-1和2為Block I型,是2次試驗飛行任務,主要進行科學實驗和驗證各項工程技術,包括驗證壓縮氮噴氣的三軸穩定系統、消除發射誤差的航向校正系統等。 [2] 
  • 徘徊者-1發射於1961年08月23日,目的是試驗衞星軌道性能。沒能進入預定軌道,但性能試驗差不多成功; [4] 
  • 徘徊者-2發射於1961年11月18日,繞地2天后墜毀; [4] 
徘徊者-3、4和5為Block II型,裝有月球撞擊艙,主要任務目標觀測月球、測量月球輻射強度、試驗月球硬着陸技術,並向月球表面放置月震儀。3個探測器具體發射日期如下 [2] 
  • 徘徊者-3發射於1962年01月26日,從距離月球36800km處通過,成為人造行星,失敗; [5] 
  • 徘徊者-4發射於1962年04月23日,軌道修正失敗; [5] 
  • 徘徊者-5發射於1962年10月18日,從距離月球720km處通過,失敗,未拍到圖片; [5] 
徘徊者-6、7、8和9位Block III型,由攝像設備取代了原來的月球撞擊艙,用以獲取月面圖像 [2] 
  • 徘徊者-6於1964年01月30日發射,2月2日撞在月球靜海區 [6]  ,實現了月球撞擊,但未獲得月球圖像; [2] 
  • 徘徊者-7於1964年07月28日發射,31日撞在雲海上 [6]  ,在撞擊月面前傳回4308幅月面圖像; [2] 
  • 徘徊者-8於1965年02月17日發射,20日撞在靜海區 [6]  ,在撞擊月面前傳回7137幅月面圖像; [2] 
  • 徘徊者-9於1965年03月21日發射,撞擊在阿爾芬斯環形山 [6]  ,在撞擊月面前傳回5815幅月面圖像,美國硬着陸飛行試驗到此結束。 [2] 
“徘徊者”計劃中有9次月球着陸任務,前5次均失敗,第6次部分成功(着陸成功但未獲得月球照片),後3次取得完全成功,獲得高質量月球照片。 [2] 

徘徊者號探測器主要性能參數

徘徊者號探測器Block I型

徘徊者-1 徘徊者-1
徘徊者-1、2質量均為304kg,採用Block I型設計,包含一個1.5m寬的六邊形底座,底座上安裝有一個4米高的錐形鋁支柱。兩個太陽翼展開可達5.2m [4]  。徘徊者號探測器採取地-月軌道,中途校正一次軌道,軌道機動姿態指向精度為3°。探測器第一次採用模塊結構技術。探測器帶有電視攝像機、發送和傳輸裝置、γ射線分光計等設備。 [3] 

徘徊者號探測器Block II型

Block II型
Block II型(3張)
徘徊者-3、4和5的質量均為330kg,高約3.1m,裝備有直徑65cm的外面包有軟木的月球撞擊艙。推進系統採用推力22.6kN的單元肼發動機。姿態信息由太陽敏感器、星敏感器和陀螺儀提供,並通過俯仰/滾動噴管實現。由計算機、音序器以及地面控制的指令系統實現探測器的控制。電源系統採用太陽翼,併為1000W·h的銀鋅電池充電。通信系統包括2個960MHz發射機、1副高增益天線和1副全向天線。熱控採用白色塗層、金鉻塗層和鍍銀塑膠。有效載荷包括成像系統、γ射線光譜儀、單軸地震檢波儀以及無線電實驗裝置。 [2] 

徘徊者號探測器Block III型

徘徊者-6 徘徊者-6
徘徊者-6、7、8和9的質量均為366kg,主結構為外接圓直徑為1.5m的六邊形鋁框架基座,框架上部的截錐塔上安裝有攝像機。巡航推進採用224N單元肼發動機,帶有4個矢量控制閥。指向和姿態控制採用12個氮氣噴管,姿態敏感系統包括3個陀螺儀、4個主太陽敏感器、2個輔助太陽敏感器和1個地球敏感器。電源系統包括功率200W的太陽翼、1個1000W·h的銀鋅電池組和2個1200W·h的銀鋅電池組。通信採用高增益拋物面天線和準全向低增益天線,發射機包括1個頻率959.52MHz、功率60W的TV信道,1個頻率960.05MHz、功率60的TV信道,1個頻率為960.58MHz、功率為30W的轉發器信道。有效載荷包括由6台相機組成的成像系統,其中2台為全掃描相機,4台為區域掃描相機。 [2] 
徘徊者7~9號都裝有電視發射系統,各有6台攝像機,其中2台攝像機裝有廣角鏡頭。徘徊者號系列中第一次取得成功的是7號,它向地球傳送了4300多幅電視圖像,其中最後的那些圖像是在離月面只有300米處拍攝的,顯示出月球上一些直徑小至1米的月坑和幾塊不到25釐米寬的岩石。徘徊者8號和9號傳送了約1.2萬張清晰的月球照片,為阿波羅號飛船登月選點作了先行的探測工作。 [3] 
參考資料