游騎兵9號是由美國航空航天局(NASA)于1965年發射的月球探測器,其目的是通過彈道軌跡撞擊月球并在撞擊前的最后幾分鐘飛行時間內傳送回高分辨率的月球表面圖像。該航天器搭載了6臺電視攝像機,其中2臺為廣角鏡頭(F頻道,A和B攝像頭),4臺為窄視角鏡頭(P頻道)。這些攝像機分為兩個獨立的通道,每個通道都有自己的電源、定時器和傳輸裝置,以便盡可能地獲得高質量的電視圖像。所有頻道的圖像均通過獨立的信道傳輸。此外,游騎兵9號未配備其他科學儀器。
航天器設計
游騎兵9號采用了游騎兵系列飛船的第三版設計。它擁有一個直徑1.5米的六邊形底座,底座上方裝有推進器和電源系統,以及一座頂部削平用于安裝電視攝像機的圓錐形塔樓。兩個翼狀太陽能板分別寬379毫米、長1,537毫米,從底座兩側向外延伸,總跨度達4.6米。底座一角安裝了一個定向的高增益碟形天線,而錐形塔頂則放置了一個圓柱狀的準靜態無定向天線。整個航天器的高度為3.6米。
推進系統
游騎兵9號的中途修正與航向校正推進器采用肼作為燃料,產生224牛頓的推力,并通過四片噴流葉片實現向量控制。三軸定位和姿態控制依靠12個氮氣噴嘴與三個陀螺儀相結合。四個主太陽傳感器、兩個備用太陽傳感器和一個地球傳感器負責導航。太陽能板上的9,792個硅太陽能電池總面積為2.3平方米,能夠產生200瓦的動力。兩個容量為1,200瓦·時、電壓26.5伏特的銀鋅空氣電池能夠單獨為通信和電視攝像機鏈路供電長達9小時。另外兩個1,000瓦·時的銀鋅氧蓄電池存儲著航天器運行所需的電力。
通信系統
航天器的通信可以通過準靜態無定向的低增益天線和拋物面的高增益天線進行。傳輸器包括電視頻道F的959.52兆赫,功率為60瓦;電視頻道P的960.05兆赫,功率同樣為60瓦;以及頻道8的960.58兆赫,功率為3瓦的傳輸器。電信設備將來自攝像機的復合視頻信號轉換為無線電頻率信號,然后依次通過航天器的高增益天線發送出去。充足的視頻帶寬使得窄視角和廣視角的電視畫面都能夠快速傳輸。
發射與任務
游騎兵9號由擎天神250D和愛琴娜B-6009助推器發射升空,原定將愛琴娜和徘徊者8號送入185公里高的地球停泊軌道。愛琴娜再次點火90秒,將航天器送入飛往月球的轉移軌道,隨后游騎兵9號與愛琴娜分離。發射后不久,命令發出展開太陽能板,姿態控制系統開始工作,并將通信從無定向天線切換至高增益天線。由于初始軌跡精度較高,原計劃的中途修正從3月22日推遲至3月23日,于12:03UTC(UTC)啟動。經過定位后,火箭在12:30 UTC點火31秒并重新定位,啟動程序在13:30 UTC全部完成。
著陸過程
游騎兵9號于1965年3月24日13:31 UTC到達月球。在撞擊前的20分鐘,攝像機進行了約一分鐘的預熱。第一張照片是在13:49:41 UTC,當時距離地面2,363公里。在最后19分鐘的飛行期間,共傳回了5,814張對比鮮明的照片。撞擊前的最后一張照片的分辨率達到了0.3米。航天器沿著與月球赤道呈-5.6度的角度進入漸近線,軌道平面相對于月球赤道傾斜15.6度。飛行64.5小時后,于14:08:19.994 UTC在南緯12.83度,東經357.63度的位置,位于阿爾豐索斯隕石坑內,以每秒2,670米的速度撞擊月表。此次任務圓滿成功,實時電視轉播覆蓋了全國范圍內的直播網絡,傳遞了許多F頻道(主要是B相機,但也有一些A相機)的照片。
參考資料 >