Zu den ersten Zielen der noch jungen interplanetaren Raumfahrt zählte Ende der 1950^er Jahre sowohl in den USA als auch in der Sowjetunion der Erdmond. Was zunächst naheliegend erscheint, war damals in den USA Gegenstand heftig geführter Diskussionen unter Wissenschaftlern und Technikern. Denn eine weit verbreitete Meinung besagte damals, daß der geologisch „tot“ und somit insgesamt weitgehend uninteressant sei. Leben auf Mars und Venus hingegen hielten auch namhafte Wissenschaftler durchaus für denkbar. Vor allem die Raumfahrtingenieure argumentierten aber, daß man zunächst Erfahrungen bei der Erkundung fremder Himmelskörper sammeln sollte, bevor man eine Millionen Dollar teure Sonde auf die viele Monate dauernde Reise zu einem anderen Planeten schickte. Schließlich entschied sich die NASA 1959 für eine sowohl als auch Strategie (siehe hier). Eine der vom Jet Propulsion Laboratory studierten Missionen betraf den Start einer (oder mehrerer) hart „landender“ Mondsonden. Ihr Design wurde ebenso innerhalb kürzester Zeit festgelegt wie die Auslegung der für ihren Start vorgesehenen Trägerrakete. Während die Atlas-​Vega aber nie über den Bau von Attrappen hinaus kam, überlebte der Entwurf der Mondsonden. Ja, die NASA legte sogar ein dediziertes Mondprogramm auf, das nun die systematische Erkundung des Himmelskörpers mit einer ganzen Serie von Sonden beinhaltete. Bei der NASA war man sich durchaus darüber im Klaren, daß man die erste Runde im Wettlauf ins All klar verloren hatte. Und das betraf auch die Erkundung des Mondes. Zwar hatten die sowjetischen Sonden tatsächlich wenig neue Informationen vom Mond geliefert. Und die Qualität der Aufnahmen von der Mondrückseite war sehr bescheiden. Aber sie erlaubten immerhin erstmals eine Sicht auf den Mond, die den Menschen bisher vorenthalten worden war. Abseits wissenschaftlicher Aspekte hatte das eine erhebliche Bedeutung für die breite Öffentlichkeit. Demgegenüber hatte man bei den noch von USAF bzw. US Army konzipierten frühen Pioneer Mondmissionen auf die Mitnahme einer Kamera verzichtet — aus der naheliegenden Befürchtung, daß der Ausfall dieses hochempfindlichen Systems die ganze Mission runieren würde. Den Propagandaeffekt hatte man dabei aber unterschätzt. Während sich die Sowjetunion inzwischen der Erkundung von Venus und Mars zuwandte, läutete die NASA nun also bereits die zweite Runde der Monderkundung ein. Obwohl oder gerade weil es vielfach nur als Baustein auf dem Weg zu planetaren Missionen verstanden wurde, legte man das Ranger Programm systematisch an. Unter dem politischen Druck, den die Erfolge von Luna 2  (September 1959, Mondaufprall) und Luna 3  (Oktober 1959, Fotografie der erdabgewandten Mondseite) erzeugten, waren nichtsdestotrotz schnelle Erfolge gefragt, wollte man das Projekt vor der Einstellung retten. Als im Dezember 1959 NASA Programmplaner Abraham „Abe“ Silverstein fünf der sieben Atlas Agena-​B (die statt der eingestellten Atlas-​Vega die kommenden Sonden starten sollten) für Mondmissionen reservierte, formulierte die NASA zugleich das dringende Ziel, bei den 1961/62 durchzuführenden Missionen hochauflösende Bilder der Mondoberfläche zu gewinnen. Da der Einflug in einen Mondorbit beim damaligen Stand der Technik als zu komplex angesehen wurde, verfiel man darauf, die Aufnahmen während eines Kamikaze-​Anflugs zu übertragen. Auf Druck der Wissenschaftler wurden aber auch Vorschläge für wissenschaftliche Instrumente angenommen, die im Mondumfeld oder sogar von der Mondoberfläche Daten übertragen sollten. Sie sollten auf den ersten Testflügen zum Einsatz kommen. Erklärtes Ziel blieb es aber, binnen 36 Monaten die geforderten hochwertigen Bilder zu liefern. Dazu mußte nicht nur eine (ursprünglich von der USAF entwickelte) Trägerrakete für die NASA Belange angepaßt werden. Auch galt es, das bis dahin komplexeste unbemannte Raumfahrzeug zur Einsatzreife zu bringen. Allein der Aufbau der Management-​Strukturen für ein solches Projekt bedeutete Neuland für die junge Raumfahrtbehörde. Die Entwurfsarbeiten für die Ranger Sonden lagen weiter beim JPL. Dort überarbeitete man den Vega-​Ranger Entwurf, behielt aber das Grundkonzept bei. So auch den modular aufgebauten hexagonalen Bus, der aus dem Nutzlastadapter der Atlas-​Vega herrührte. Sechs Boxen nahmen die verschiedenen Systeme der 3-​Achsen-​stabilisierten Sonden auf. Während die beiden ersten Block I Sonden primär der Qualifikation der Trägerrakete und des Sondendesigns dienten und nur wenige wissenschaftliche Instrumente trugen, waren bei den Block II Modellen erhebliche Änderungen vorgesehen. Sie erhielten neben dem Hydrazin-​Triebwerk für eine Kurskorrektur einen neuen Mast, der an seiner Spitze eine mehrschalige Balsaholzkapsel trug, in deren Innerem ein autarkes Seismometer untergebracht war. Die Aeronutronic Division der Ford Motor Company hatte im April 1960 den Siegerentwurf der diesbezüglichen Ausschreibung eingereicht. Die Kapsel sollte rechtzeitig vor dem Aufprall der Sonde auf dem Mond abgetrennt werden. Ein Radarhöhenmesser zündete dann ein Feststoff-​Retrotriebwerk, daß die Kapsel ausreichend verzögerte, um den immer noch heftigen Aufprall zu überleben. Um das zu erreichen, schwamm im Inneren eine hermetische Kapsel in einem Fluid. Nach dem Aufprall sollte sich das Instrumentenpaket in der Hülle vertikal ausrichten und eine Antenne entfalten. Batterien speisten den Sender und das Seismometer. Im Sommer 1960 schockte Lockheed die NASA Planungsgruppe mit neuen Leistungsdaten für die Atlas Agena-​B, die die Nutzlastkapazität für die geplanten Ranger Missionen deutlich geringer ansetzten. Obwohl man die Lockheed Daten offen anzweifelte, begann man bei der NASA umgehend mit der Umsetzung vielfältiger Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung. Als aber auch eine extreme Leichtbauweise unter Einsatz von Magnesium statt Aluminium die Minderleistung nicht kompensieren konnte, mußte auch bei der Ausrüstung gespart werden. Das betraf zunächst alle redundanten Systeme. Aber auch die wissenschaftliche Instrumentierung stand auf der Streichliste. Unter Druck geriet insbesondere Ford Aeronutronics, deren Seismometerkapsel schwerer als vereinbart geraten war. Ranger Projekt Manager James Burke entschied schließlich, das Design der Block II Sonden einzufrieren, obwohl man mit 330 kg noch immer über der von Lockheed kalkulierten Nutzlastkapazität lag. Intern ging man beim JPL eher von 355 kg aus. Und Ende Mai 1960, nur wenige Tage bevor mit der Assemblierung von Ranger III begonnen wurde, lagen die neuen unabhängigen Kalkulationen der Space Technology Laboratories vor. Dort hatte man für die Block I Missionen 374 kg und für die Block II Missionen sogar 382 kg errechnet. Nutzen konnte man die Reserve zu diesem späten Zeitpunkt leider nicht mehr. Die bereits fertiggestellten Ranger I und Ranger II wogen je 307 kg, Ranger III kam schließlich auf 330 kg.
Am 22.08.1961 hob im fünften Countdown die Atlas-​LV3 Agena-​B Rakete mit Ranger I von Cape Canaveral ab. Geplant war der Einflug auf eine sehr hochelliptische Bahn mit einem erdfernsten Punkt bei etwa 1 Mio. km. Dem Start waren nervernzehrende Vorbereitungen vorangegangen. Mit dreitägiger Verspätung hatte am 28.07.1961 der erste Countdown begonnen. Die verspätete Verfügbarkeit von Bahndaten für den Sicherheitsoffizier am Cape, Probleme mit dem Steuerungssystem der Atlas und schließlich fehlerhafte Daten im Bahnberechnungsprogramm waren dafür verantwortlich gewesen. In den Morgenstunden des 29.07.1961 brach dann die Stromversorgung rund um den Startkomplex wegen gerissener oberirdischer Leitungen zusammen. Der zweite Countdown am 30.07.1961 kam zu einem vorzeitigen Ende, als Techniker ein Leck im Lagekontrollsystem von Ranger I entdeckten. Einen Tag später mußte der dritte Countdown abgebrochen werden, als ein undichtes Ventil am Flüssigsauerstoff-​Tank der Atlas registriert wurde. Beinahe in einer Katastrophe hätte der vierte Startversuch am 01.08.1961 geendet. Als zu Kalibrierungszwecken einige der Instrumente an Bord der Sonde aktiviert werden sollten, löste ein Hochspannungsfehler eine ganze Kette von Ereignissen aus. Das Zeitschaltwerk begann damit Kommandos abzuarbeiten, die nach dem Aussetzen im Orbit anstanden. Explosivladungen zündeten und entriegelten Solarzellen und Ausleger, während nun auch die restlichen Instrumente und Systeme hochfuhren. Und das alles innerhalb der Nutzlastverkleidung! Nachdem die Rakete gesichert war, mußte die Nutzlast demontiert und in den Hangar AE zurückgebracht werden. Eine Reihe von Bordsystemen mußten ausgetauscht und neu flugqualifiziert werden, bevor am 22.08.1961 ein neuer Startversuch unternommen werden konnte. Die Tatsache, daß einerseits die Ursache für den Zwischenfall vom 01.08.1961 nicht präzise bestimmt werden konnte und andererseits diverse Interferenzen zwischen den Instrumenten von Ranger I bekannt wurden, stimmte nicht sehr optimistisch für den Erfolg der Mission. Dennoch sahen die ersten Bahn– und Telemetriedaten vielversprechend aus. Anderthalb Stunden nach dem Start wurde aber klar, daß die Wiederzündung der Agena-​B Stufe mißlungen und Ranger I auf einer sehr erdnahen Bahn gestrandet war. Der Telemetrieempfang gestaltete sich schwierig, da die großen Antennen des Deep Space Network nicht für solch erdnahe Objekte ausgerichtet werden konnten. Und auch das Design der Ranger Sonden hatte Probleme mit dem außerplanmäßigen Umfeld. Sobald die Sonde in den Erdschatten eintrat, brach die Energieversorgung zusammen und sie verlor die Orientierung. Das führte zu einem hohen Verbrauch an Stickstoff-​Druckgas für die Lageregelung. Am 24.08.1961 war der Vorrat aufgebraucht. Noch für drei Tage konnten sporadisch Signale von der taumelnden Sonde empfangen werden. Dann war die Batterie entladen. Über dem Golf von Mexiko endete am 30.08.1961 das kurze Leben von Ranger I. Für die Wissenschaftler war der Verlauf der Mission natürlich eine herbe Enttäuschung. Immerhin die Ingenieure zeigten sich recht zufrieden vom Verhalten ihrer Sonde unter diesen schwierigen Bedingungen.
Der nächste Startversuch einer Ranger Sonde war für den 20.10.1961 geplant. In der finalen Phase des Countdowns fiel der Strom in einem der Steuerungssysteme der Atlas aus, worauf der Beginn eines neuen Countdowns auf den 22.10.1961 verschoben werden mußte. In der Zwischenzeit eskalierte der Streit zwischen J. P. Heppner, dem verantwortlichen Wissenschaftler des Magnetometer-​Experiments der Block I Ranger Sonden, und Ranger Projekt Manager Burke. Heppner fürchtete die Beeinträchtigung der Messungen seines Instruments durch ein Ingenieurexperiment von der JPL Abteilung für Materialforschung. Dieses motorbetriebene Experiment zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten verschiedener Materialproben war geeignet ein alles überlagerndes Magnetfeld zu generieren. Hatte Heppner mit seinem Anliegen bei Ranger I kein Gehör gefunden, setzte er sich diesmal durch. Die Startverschiebung wurde genutzt, um eine improvisierte Abschirmung zu installieren. Doch eine weitere Verzögerung des Starts um einen Tag ließ sich nicht vermeiden. Als am 24.10.1961 der Countdown endlich aufgenommen werden konnte, mußte er schon bald wieder abgebrochen werden, als ein Leck im Hydrauliksystem der Atlas festgestellt wurde. Fast gleichzeitig trafen Informationen von Lockheed über einen mißlungenen Thor Agena-​B Start ein, die auf ein noch ungelöstes Problem mit dem Hydrauliksystem der Agena Oberstufe hindeuteten. Daraufhin wurde entschieden, einen neuen Startversuch erst während des nächsten Startfensters im November 1961 zu unternehmen. Und diesmal gelang am 18.11.1961 der Start im ersten Anlauf nach nur wenigen unbedeutenden technischen Problemen während des Countdowns. Damit endeten aber schon die guten Nachrichten. Denn erneut mißlang die Wiederzündung der Agena Oberstufe. Unmittelbar auf dem Parkorbit gestrandet geriet Ranger II rasch ins Taumeln und verbrauchte seine Vorräte an Druckgas für die Lageregelung während die Batterien nicht nachgeladen werden konnten. Nur wenige Telemetriedaten konnten empfangen werden, bevor nach fünf Orbits der Kontakt endgültig abbrach. Am 19. oder 20.11.1961 verglühte die glücklose Sonde.
Ranger III, die erste Block II Sonde, traf am 20.11.1961 in Cape Canaveral ein, dem Tag, an dem ihre Vorgängering verglüht war. Sie sollte die erste der Seismometerkapseln in den Oceanus Procellarum liefern. Doch die Meinungen zu den Erfolgsaussichten der Mission gingen weit auseinander. Denn die Ingenieurdaten aus den beiden ersten Ranger Missionen waren sehr dürftig geblieben. Entsprechend gab es starke Bestrebungen, das wissenschaftliche Programm der kommenden Ranger Sonden zugunsten der Lösung grundsätzlicher Probleme zurückzustellen. Am 19.01.1962 sorgten Probleme mit der Atlas einmal mehr für einen erzwungenen Aufschub. Während des Betankens trat Kerosin aus dem Tank der Rakete aus. Das Leck lag nahe des Tankdoms an einer kaum zugänglichen Stelle. Die Ingenieure von Convair entschieden sich für eine unkonventionelle Reparatur auf der Startrampe. Dazu mußte das zentrale Triebwerk ausgebaut und eine Arbeitsbühne im Inneren des Tanks errichtet werden. Tatsächlich gelang es den Arbeitern den beschädigten Tankdom zu reparieren, ohne die Rakete in den Hangar zurückzurollen. Damit ließ sich der ursprüngliche Starttermin 26.01.1962 halten. Doch auch dieser Start stand unter keinem guten Stern. Denn die Rakete reagierte nicht auf die auf Basis der Radardaten berechneten Kurskorrekturdaten. Nur vom vergleichsweise ungenauen Autopiloten gesteuert, erreichte die Rakete ihren Parkorbit. Immerhin gelang diesmal auch die Wiederzündung der Agena. Doch auch ihre Bahnparameter wiesen eine merkwürdig große Abweichung auf (wie sich später zeigte, aufgrund eines Fehlers im Steuerungsprogramm der Stufe). Erste Berechnungen auf Basis der Daten der Bahnverfolgungsstation Woomera ergaben, daß Ranger III den Mond wohl in über 32.000 km Abstand passieren würde. Das war mehr, als mit dem Bordtriebwerk der Sonde korrigiert werden konnte. Unglücklicherweise war damit nicht nur der Landeversuch der Seismometerkapsel hinfällig. Auch die meisten anderen Instrumente konnten unter den gegebenen Bedingungen kaum brauchbare Meßdaten liefern. Wenigstens die Ingenieure wollten aber noch das Maximum aus der Mission herausholen. Und so wurden die Kommandos für das planmäßige Kurskorrekturmanöver an die Sonde übermittelt und das komplexe Manöver am 27.01.1962 präzise vollzogen. Doch die folgenden Bahnvermessungen zeigten, daß die Bahnänderung spiegelbildlich zu der angestrebten erfolgt war. Die Ursache für dieses zunächst unerklärliche Verhalten fand sich in einem simplen Vorzeichenfehler im Programmcode. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnis wurden am 28.01.1962 die Kommandos an Ranger III übermittelt, die normalerweise den Endanflug auf den Mond initiiert hätten. Die restlichen Instrumente wurden hochgefahren und die TV-​Kamera aktiviert. Inmitten einer vorprogrammierten Drehung versagte dann aber der Bordcomputer. Stabilisiert nur noch von den Gyroskopen schwenkte die Hochgewinnantenne aus dem Sichtfeld der Goldstone Bodenstation. Nur noch sporadisch konnte kurz Telemetrie empfangen werden. Darunter auch einige Bilder der Kamera. Zu sehen war auf diesen jedoch nichts. Als am 31.01.1962 der Druckgasvorrat von Ranger III aufgebraucht war, war die Mission vorbei.

…an outstanding American achievement…

Knapp vier Wochen nach dem Empfang der letzten Telemetriedaten von Ranger III traf Ranger IV in Cape Canaveral ein. Während man aus den meisten Problemen des vorangegangenen Flugs seine Schlüsse gezogen hatte, lag die genaue Ursache für die Elektronikdefekte im simulierten Mondanflug noch im Dunkeln. Man beschloß jedoch, einige empfindliche Komponenten von der Sterilisierung durch Hitze auszunehmen. Trotz der verbliebenen Unsicherheiten war der Optimismus groß, mit Ranger IV den Durchbruch zu erreichen. Planmäßig am 23.04.1962 hob die Atlas Agena-​B mit der Sonde von Cape Canaveral ab. Alle Telemetrie– und Bahndaten bestätigten wenig später einen nahezu perfekten Start. Doch von Ranger IV konnte bis auf eine Bake kein Signal empfangen werden. Die Ingenieure schlußfolgerten einhellig, daß das Zeitschaltwerk der Sonde ausgefallen und keiner der vorprogrammierten Befehle abgearbeitet worden war. Da die Solarzellenflächen nicht ausgeklappt werden konnten, waren die Batterien bald entladen und der Sender verstummte. Lediglich der schwache 50 mW Sender der Landekapsel konnte noch empfangen werden, bis die Sonde am 26.04.1962 auf ihrer perfekten Bahn hinter dem Mond verschwand und zwei Minuten später auf seiner Oberfläche aufschlug. Von allen Ranger Missionen hatte diese am meisten enttäuscht. Daran änderte auch NASA Direktor James Webb nichts, der den Flug als großen Erfolg hinstellte, vor allem weil erstmals ein US Raumflugkörper den Mond erreicht hatte. Allerdings mehr als 2½ Jahre nach der sowjetischen Luna 2 Sonde. Hinter den Kulissen wuchs entsprechend der Druck, endlich einen echten Erfolg zu präsentieren.
Der Start von Ranger V verzögerte sich von Juni auf Oktober 1962, da sich zwischenzeitlich alle Kräfte auf die Mariner II Mission zur Venus konzentrierten. Deren Bus basierte übrigens auch auf dem Ranger Design. Die zusätzliche Zeit wurde genutzt, um in extrem umfangreichen Simulationen die Ursache für den Ausfall des Bordcomputers bei Ranger IV zu ermitteln. Mangels Telemetriedaten gestaltete sich diese sehr schwierig. Schließlich konzentrierte man sich auf einen Mehrfach-​Steckverbinder zwischen Agena und Nutzlast. Ein Kurzschluß, ausgelöst möglicherweise durch einen winzigen Partikel Aluminium– oder Goldfolie, hätte ausgereicht. Daraufhin wurden die einzelnen Kontakte nun zusätzlich abgesichert. Und man baute ein Backup-​Zeitschaltwerk ein. Weitere Modifikationen sollten gleichfalls die Zuverlässigkeit kritischer Systeme erhöhen. Die ursprünglich so engen Massebeschränkungen für die Ausrüstung der Ranger Sonden hatten sich ja inzwischen als überzogen herausgestellt. Hinter den Kulissen tobte zu jener Zeit aber schon ein heftiger Kampf um die weitere Ausrichtung des Ranger Programms. Ursprünglich lag der Fokus klar bei der wissenschaftlichen Erkundung des Mondes. Doch mit dem Start des Apollo-​Programms wurden auch die Ranger in dessen Dienst gestellt, jedenfalls teilweise. Vor allem die Block III Missionen mit ihrer umfangreichen Kameraausrüstung boten die früheste Möglichkeit, Informationen über die Beschaffenheit der Mondoberfläche in möglichen Landeregionen zu sammeln. Als die NASA im Sommer 1962 ernsthaft erwog, weitere fünf Ranger (Ranger X bis XIV) zu genehmigen, gab es starke Bestrebungen, diese ganz in den Dienst des Apollo-​Programms zu stellen. Viele Experimentatoren sahen darher in Ranger V, der finalen Block II Sonde, auch die letzte Gelegenheit für ihre wissenschaftlichen Experimente. Einen ersten Dämpfer erhielten die mit dieser Mission verbundenen Hoffnungen am 16.10.1962, als Techniker einen Kurzschluß in einem der Transponder der Sonde entdeckten. Ranger V mußte wieder von der Rakete abgenommen und für Reparaturen in den Hangar AE zurückgebracht werden. Unterdessen trafen die Ausläufer des Hurrikans „Ella“ das Cape und machten einen Start unmöglich. Bei immer noch recht stürmischem Wetter gelang am 18.10.1962 schließlich der Start. Trotz technischer Probleme erreichte die Agena Oberstufe mit Ranger präzise die vorausberechnete Transferbahn zum Mond. Kaum mehr als eine Stunde war seit dem Start vergangen, als eine Kette katastrophaler Ereignisse begann. Plötzlich stieg die Temperatur in einem Untersystem für die Energieversorgung des Bordcomputers steil an. Unmittelbar darauf brach die Energieversorgung über die Solarzellen zusammen. Zwar sprangen die Pufferbatterien ein, doch deren Kapazität würde die Systeme nicht bis zum Mond am Leben erhalten können. Außerdem wurden einige Kommandos von Ranger offenbar nicht korrekt abgearbeitet, jedenfalls mißlang die Ausrichtung auf die Erde. Um wenigstens den Ingenieuren noch nützliche Daten liefern zu können, entschied man sich dafür, das Routine-​Kurskorrekturmanöver vorzuziehen, so daß es Ranger V doch noch bis zum Mond schaffen würde. Dazu mußte eine ganze Sequenz neuer Kommandos übermittelt werden. Und das Manöver würde ohne die Referenzdaten des Erdsensors geflogen werden müssen. Wie die Telemetrie zeigte, leitete Ranger V das Manöver planmäßig ein. Doch mitten in dieser kritischen Phase trat erneut ein Kurzschluß auf und bevor das Manöver beendet war, verstummte der Sender endgültig. Die Batteriespannung war unter den kritischen Wert abgesunken. Und so flog die taumelnde Sonde am 21.10.1962 in nur 720 bis 725 km Abstand am Mond vorbei auf dem Weg zu einem solaren Orbit. Noch für einige Tage konnten die Antennen das Signal der Magnetometer-​Kapsel verfolgen, bevor auch dieses verstummte. Ranger V war ein Desaster. Schlimmer noch, das gesamte Programm war ein Desaster! Eine Fortführung schien fraglich.
Nach dem Verlust von Ranger V setzten NASA und JPL interne Untersuchungen an, die teils verheerende Kritik an der Organsiation des Ranger Programms ergaben. Anfang Dezember gab es entsprechend eine Reihe personeller Konsequenzen. Außerdem wurden ab sofort auf die Sterilisierung der Sonden verzichtet und sekundäre wissenschaftliche Experimente eliminiert. Ranger sollte sich fortan nur noch auf die Kernaufgaben des Programms konzentrieren. Am JPL erhielt das Ranger Programm nun endlich höchste Priorität. Mit den durch den Verzicht auf sekundäre Experimente gewonnenen Massereserven konnten nun an anderen Stellen redundante Systeme installiert werden. Auch der Einsatz von Magnesium für die Sondenstruktur wurde wieder revidiert und auf Aluminium zurückgegangen. Ranger VI diente als Ingenieurmodell für die Änderungen und wurde extrem gründlichen Inspektionen unterzogen, um eventuelle verdeckte Fehler aufzuspüren. Noch einen Fehlschlag konnte und wollte sich niemand leisten. Schon jetzt heftete dem Ranger Programm der Makel des erfolglosesten NASA Programms an. Ausgerechnet die Hauptnutzlast der Block III Sonden bereitete den Ingenieuren nun besonderes Kopfzerbrechen. Insgesamt sechs Vidicon Kameras mit unterschiedlichen Objektiven zählten zur Ausstattung der neuen Sondengeneration. Doch bei Tests kam es immer wieder zur Hochspannungsüberschlägen, die erst durch die Neukonstruktion eines Teils der Energieversorgung gelöst werden konnten. Mindestens ebenso problematisch war aber die sehr unterschiedliche Bildqualität der Vidicon Röhren. Als alle Versuche gescheitert waren, das Problem anderweitig zu lösen, blieb nur, zusätzliche Röhren zu produzieren und die am besten zueinander passenden Exemplare zu selektieren. Die umfangreichen organisatorischen und technischen Änderungen ließen den ersten Start einer Block III Sonde erst im Dezember 1963 zu. Mitten in die letzten Tests platzte da die Nachricht, daß bei Tests defekte Dioden im Steuerungssystem der Atlas Rakete entdeckt worden waren. Glücklicherweise hatte die NASA im Rahmen der Umstrukturierungen nach Ranger V die Verantwortung für die Trägerrakete von der USAF übernommen. Daher erreichte die Nachricht umgehend auch die anderen NASA Projektteams. Wie sich zeigte, waren hunderte dieser Dioden verbaut, in deren Innerem lose Gold Mikropartikel in der Schwerelosigkeit jederzeit einen Kurzschluß verursachen konnten. Stichproben bestätigten das Problem. Dem neuen JPL Ranger Projekt Manager Harris Schurmeier blieb nur, den kompletten Austausch aller suspekten Dioden anzuordnen. Der Dezember Starttermin war nun aber nicht mehr zu halten. Doch die gründliche Vorbereitung schien Früchte zu tragen. Im ersten Versuch gelang am 30.01.1964 der Start der Atlas-​LV3 Agena-​B mit der von der NASA vorsichtshalber Ranger-​A getauften Sonde. Tatsächlich gelang nahezu ein Bilderbuchstart, mit dem sich die Sonde nun doch den Namen Ranger VI verdiente.

We have our first report of impact, still no indication of full power video…

Dennoch herrschte bei den Teams von NASA, JPL und vor allem RCA große Anspannung. Ausgelöst wurde diese von Telemetriedaten des Kamerasubsystems. Diese wiesen aus, daß sich zwei Minuten nach dem Start die Kameras aus unbekannten Gründen aktiviert hatten und gut eine Minute später genauso unverhofft wieder abschalteten. Was das für die weitere Mission bedeutete, versuchten die Teams nun zu ergründen. Die Meinungen der Experten gingen aber soweit auseinander, daß man letztlich nur abwarten konnte. Zur Freude aller Beteiligten absolvierte Ranger VI alle weiteren Manöver mit außerordentlicher Präzision. Die Maßnahmen der letzten Wochen schienen sich auszuzeichnen. Auch die Öffentlichkeit verfolgte die Ereignisse mit zunehmender Spannung. Knapp 20 Minuten vor dem berechneten Aufprall wurden die Kameras hochgefahren. Einige Minuten würden vergehen, bis sie aufnahmebereit wären. 13 bzw. 11 Minuten vor dem Aufprall sollten die beiden Gruppen von TV-​Kameras mit der Bildübertragung beginnen. Doch das Signal, daß sie auf volle Leistung hochgefahren waren, blieb aus. Ebenso das sehnsüchtig erwartete Videosignal. Auch die Übermittlung der vorbereiteten Notfallkommandos via Goldstone änderte daran nichts. Nur wenige Kilometer vom Idealpunkt entfernt prallte Ranger VI am 02.02.1964 auf dem Mond auf, ohne ein einziges Bild übertragen zu haben. Die Mission, mit der soviele Hoffnungen und Erwartungen verbunden gewesen waren, war ebenso wie alle vorangegangenen Ranger Unternehmen gescheitert.
Nach dem Ranger VI Fehlschlag mußten NASA und JPL einmal mehr Untersuchungskommissionen einsetzen. Der Zeitpunkt des Fehlschlags hätte kaum ungünstiger sein können. Denn gerade kämpfte die NASA vor dem Kongreß um ihr Budeget für das Haushaltsjahr 1965. Immerhin, während manche Kommentatoren die Ranger VI Mission als 100%-igen Fehlschlag ansahen, kamen andere zu einer differenzierteren Einschätzung. Denn Tatsache blieb, daß die Sonde bis auf den Ausfall ihres Kamerasystems perfekt funktioniert hatte. Und auch seitens der Politik erfuhr das Projekt unerwartete Unterstützung. Das JPL/RCA Expertenteam grenzte die Ursache des Kameraversagens rasch auf jene 67 Sekunden in der Startphase ein, während derer die Kameras ungeplant aktiv gewesen waren. In der dünnen Atmosphäre waren Hochspannungsüberschläge, die geeignet waren die Spannungsversorgung der Kameras und Sender zu zerstören, sehr wahrscheinlich. Aber auch ein Kurzschluß an einem der Steckverbinder blieb eine Möglichkeit. Tatsächlich konnten bis zur Veröffentlichung des Reports am 14.02.1964 die exakten Umstände, die zur Aktivierung der Kameras geführt hatten, nicht nachgestellt werden. Entsprechend allgemein fielen die Empfehlungen aus. Eine bessere elektrische wie mechanische Absicherung der Zuleitungen, umfangreichere Telemetrie, zusätzliche Inspektionen und ein Sicherheitsschalter, der die Aktivierung erst nach der Trennung von der Agena erlaubte, zählten dazu. Unabhängig davon deckte die NASA Kommission auf, daß RCA schon bei Tests der Kameras sporadisch unerklärliche Fehlaktivierungen von Untersystemen registriert hatte. Zudem war das ganze System nach Ranger V hastig umkonstruiert worden. Und als eines der wenigen mußte es in zentralen Bereichen ohne Redundanz auskommen. Das Hilburn Board, benannt nach seinem Vorsitzenden Earl Hilburn, forderte tiefgreifende Änderungen nicht nur am RCA Kamerasystem, sondern auch am JPL Sondendesign, dessen Flugtauglichkeit man grundsätzlich in Frage stellte. An diesem Punkt schaltete sich allerdings der stellvertretende NASA Administrator Hugh L. Dryden ein. Dieser verwies darauf, daß bei einer Verschiebung des nächsten Ranger Starts um die geforderten zwölf Monate das Programm wohl eingestellt werden würde. Zudem kämen die Ergebnisse dann zu spät für das Apollo Programm. Dennoch drohte ein Eklat, weil keine der beiden Untersuchungskommissionen von ihren Ergebnissen und Empfehlungen abrücken wollte. Und auch der Kongreß setzte Anhörungen zu dem delikaten Thema an. Schließlich wurde mühsam ein einigermaßen ausgewogener Kompromiß gefunden. Eine Reihe von Modifikationen am Kamerasystem, den Schnittstellen zwischen Agena-​Stufe und Nutzlast sowie verbesserte Tests und Qualitätskontrollen bildeten den Kern der Maßnahmen. Prompt fand sich in einer bereits abgenommenen und versiegelten Elektronikbox ein Plastikbeutel mit 14 Schrauben und einem Federring! Der Vorfall schien so unwahrscheinlich, daß er fast nur mit Sabotage erklärt werden konnte. Das hätte aber eine noch umfassendere Inspektion wirklich aller Systeme der drei kommenden Ranger Sonden nach sich gezogen. Schließlich entschied man sich dafür, doch von individuellem menschlichem Versagen auszugehen. Das bereitete den Weg für die Startfreigabe von Ranger VII. Am 27.07.1964 sollte es soweit sein. Doch mehrere technische Probleme mit der Atlas Rakete erzwangen einen Abbruch des Countdowns. Am 28.07.1964 gelang der von Reportern aus vielen Ländern live verfolgte und im US Fernsehen übertragene Start. Der verlief ohne Auffälligkeiten und schon bald trafen die ersten Daten der Bahnverfolgungsstationen ein, die zeigten, daß Ranger VII tatsächlich auf dem Weg zum Mond war. Ohne Kurskorrektur würde der Aufprall allerdings auf der erdabgewandten Seite erfolgen. Doch auch das Midcourse Maneuver und das Terminal Maneuver, das die Sonde in die richtige Arbeitslage für die Kameras bringen sollte, verliefen mit großer Präzision. Nun war der Erfolg wirklich zum Greifen nah. Als das Telemetriesignal eintraf, das die Kameras auf „full power“ signalisierte, brandete im JPL Kontrollzentrum in Pasadena ebenso Jubel auf, wie im NASA Hauptquartier in Washington, wo sich auch eine Reihe von Politikern eingefunden hatten. Und der Jubel war berechtigt. Bis die ersten Bilder wirklich vorlagen, sollte zwar noch einige Zeit vergehen. Doch am Erfolg der Mission gab es keinen Zweifel. 4.308 (nach anderen Quellen 4.316) Aufnahmen in hoher Qualität waren übermittelt worden. Mit 1.132 Bildzeilen boten sie etwas wie frühe HD-​Qualität (verglichen mit den 500 damaliger Fernsehgeräte). Auf den letzten Aufnahmen waren noch Details von nur 0,5 m Größe erkennbar, weitaus besser als erhofft. Die unglaubliche Serie von zwölf erfolglosen US Mondmissionen war gebrochen. Und das mit einer Glanzleistung. Zwar stammten die ersten Nahaufnahmen der Mondoberfläche aus einem eng begrenzten Gebiet. Doch sie schienen die Annahmen zu bestätigen, die der Entwicklung des Apollo Mondlanders zugrunde gelegt worden waren. Und auch die Astronomen und Planetologen waren begeistert von den Informationen, die Ihnen nun vorlagen. Allein dieser eine Erfolg ließ die unglückliche Vorgeschichte vergessen und war die Anstrengungen wert. Auch die Reputation des JPL war nun wieder hergestellt.

Nach Ranger VII mußte über die beiden noch ausstehenden Ranger Missionen neu beraten werden. Noch 1963 hatten die Planungen vorgesehen, im Sommer 1964 drei (ursprünglich sogar fünf) Block IV Sonden mit Kameras zum Mond zu starten, gefolgt von sechs (ursprünglich vier) Block V Sonden mit weiterentwickelten Instrumenten-​Kapseln im Laufe des Jahres 1965. Doch Ende 1963 waren auch die letzten dieser Missionen gestrichen worden. Mit den Block III Sonden würde das Ranger Programm also definitiv auslaufen. Großes Interesse bestand bei den Wissenschaftlern, den frischen Einschlagkrater von Ranger VII durch Ranger VIII dokumentieren zu lassen. Doch das NASA Hauptquartier unterstützte die Bestrebungen, Ranger VIII auf ein Ziel nahe des Mond-​Äquators zu richten, wo auch die Mehrzahl der kommenden Apollo Landeplätze liegen würde. Der Start von Ranger VIII am 17.02.1965 bestätigte die gewachsene Zuverlässigkeit des Trägersystems. Auch die Sonde überzeugte mit einem nahezu fehlerfreien Flug. Während des Kurskorrekturmanövers auf dem Weg zum Mond war allerdings kurz die Sendeleistung des Transmitters zusammengebrochen, so daß vorübergehend keine Telemetriewerte empfangen werden konnten. Daher entschied man sich, im Endanflug auf den Mond auf unnötige Manöver zu verzichten. 7.137 Aufnahmen wurden diesmal übertragen. Nicht nur die Qualität der Aufnahmen entsprach der der Vorgängermission, auch die auf ihnen erkennbaren geologischen Strukturen. Das stärkte diejenigen Wissenschaftler, die dafür einstanden, wenigsten Ranger IX nicht den Anforderungen des Apollo Programms unterzuordnen. Auch die Planer des Surveyor Mondlandeprogramms konnten überstimmt werden. Ranger IX wurde als wissenschaftliche Mission konzipiert, die zu einer geologisch interessanteren Region führen sollte. Die Vorbereitungen der letzten Ranger Mission verliefen dann allerdings im Schatten des sowjetischen Woschod 2  Raumflugs, bei dem mit Alexej Leonow erstmals ein Mensch in den freien Raum ausgestiegen war. Propagandistisch schmälerte das zwar die Bedeutung der Ranger Mission. Die Wissenschaftler sahen den Ergebnissen dennoch mit großer Spannung entgegen. Denn das Ziel, der Krater Alphonsus, war von hohem Interesse, gab es dort doch vermeintliche Anzeichen vulkanischer Aktivität. Dafür sollten sich zwar später keine Beweise finden lassen. Aber sonst war der Flug ein würdiger Abschluß des Programms. Nach dem Start am 21.03.1965 wurde die Bahn so präzise erreicht, daß das übliche Kurskorrekturmanöver um 24 Stunden verschoben werden konnte. Am 24.03.1965 erreichte Ranger IX den Mond. Diesmal erfolgte noch ein abschließendes Bahnmanöver, das die Sonde so ausrichtete, daß die Kameras ideal in Flugrichtung zeigten. Damit waren alle Voraussetzungen für eine gute Bildqualität gegeben. Insgesamt konnten 5.814 Fotos übermittelt werden, die sich vor allem auch durch einen guten Kontrast auszeichneten. Bei den letzten Bildern lag die Auflösung bei etwa 30 cm. Die Ranger IX Mission war auch insofern eine Besonderheit, als die übermittelten Aufnahmen teils direkt ausgedruckt und live im US Fernsehen übertragen wurden. Auf einer späteren Pressekonferenz wurden die Aufnahmen bis zum Aufprall nochmals in Form eines fortlaufenden Films gezeigt, der NASA Chefastronaut Walter Schirra zu dem Ausruf „bail out you fool!“ (svw. „steig aus, du Dummkopf!“) veranlaßte.

Als sich die Erfolge des Ranger Programms 1964/65 nach langer Durststrecke endlich einstellten, war das Programm Opfer der dynamischen Entwicklung der Raumfahrt im ersten Jahrzehnt ihrer praktischen Existenz geworden. Ende der 1950^er Jahre konzipiert, ging das JPL damals an die Grenzen des technisch machbaren. Zu einer Zeit, in der man noch um die zuverlässige Zündung von Raketenoberstufen im Vakuum rang, entwarf das JPL eine 3-​Achsen-​stabilisierte Sonde, die auf halbem Weg zum Mond, gesteuert von einem simplen Bordrechner, ein komplexes Bahnmanöver unternehmen sollte. Doch weniger diese Komplexität führte zu einer in der US Raumfahrt einmaligen Serie von Fehlschlägen. Im Nachhinein zeigte sich, daß im Kern eher organisatorische Mängel hinter den Mißerfolgen standen. Als diese ausgeräumt waren, stellten sich die Erfolge ein. Und damit profitierten zahllose folgende NASA Programme von den Erkenntnissen des Ranger Programms. Die erhofften wissenschaftlichen Erkenntnisse fielen leider der zwischenzeitlichen Reorientierung auf die Unterstützung des Apollo Programms zum Opfer. Denn die Block II Sonden blieben erfolglos, während die Block V Sonden dem Rotstift zum Opfer fielen. Lediglich die Block III Sonden mit ihrer Kameraausrüstung kamen erfolgreich zum Einsatz. Und deren Bilder standen nach all den Verzögerungen erst zu einem Zeitpunkt zur Verfügung, als die moderneren und leistungsfähigeren Lunar Orbiter bzw. Surveyor Sonden kurz vor ihren Erstflügen standen. Als sich die erste Begeisterung daher gelegt hatte, blieb vom Ranger Programm das Fazit: „too little, too late“. Dennoch war Ranger das erste erfolgreiche Mondprogramm der USA und das Sondenkonzept sollte noch bis in die 1970^er Jahre für interplanetare Missionen im Einsatz stehen.