徘徊者號探測器

“徘徊者號”（Ranger）探測器是美國為了“阿波羅計畫”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和月球勘探者探測器。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電漿等，評估月球環境對載人飛船著陸任務的影響，以便為阿波羅登月作準備。

基本介紹

• 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

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。

“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電漿等；評估月球環境對載人飛船著陸任務的影響。

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。

• 徘徊者-1發射於1961年08月23日，目的是試驗衛星軌道性能。沒能進入預定軌道，但性能試驗差不多成功；
• 徘徊者-2發射於1961年11月18日，繞地2天后墜毀；

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、試驗月球硬著陸技術，並向月球表面放置月震儀。3個探測器具體發射日期如下：

• 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；
• 徘徊者-4發射於1962年04月23日，軌道修正失敗；
• 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；

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：

• 徘徊者-6於1964年01月30日發射，2月2日撞在月球靜海區，實現了月球撞擊，但未獲得月球圖像；
• 徘徊者-7於1964年07月28日發射，31日撞在雲海上，在撞擊月面前傳回4308幅月面圖像；
• 徘徊者-8於1965年02月17日發射，20日撞在靜海區，在撞擊月面前傳回7137幅月面圖像；
• 徘徊者-9於1965年03月21日發射，撞擊在阿爾芬斯環形山，在撞擊月面前傳回5815幅月面圖像，美國硬著陸飛行試驗到此結束。

“徘徊者”計畫中有9次月球著陸任務，前5次均失敗，第6次部分成功（著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。

主要性能參數

Block I型

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。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組結構技術。探測器帶有電視攝像機、傳送和傳輸裝置、γ射線分光計等設備。

徘徊者-1

Block II型

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，並為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。

Block III型

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。

徘徊者-6

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厘米寬的岩石。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。