Центърът за космически полети на НАСА Маршал: Център за историческа и съвременна ракетна мощност

Космическата совалка Enterprise пристига в Центъра за космически полети Маршал за първото изпитание на всички компоненти на совалката заедно.

Космическата совалка Enterprise пристига в Центъра за космически полети „Маршал“ за първото изпитание на всички компоненти на совалката заедно през 1978 г. Маршал служи като база и място за тестване на ракетите „Сатурн“, които подхранват и мисиите „Аполо“. Сега центърът е отговорен за новата космическа система за изстрелване на мисията Артемида, която ще върне астронавтите на Луната. (Кредит на изображението: НАСА)

Преминете към:



Центърът за космически полети на Джордж К. Маршал на НАСА има повече от шест десетилетия история на проектирането, изграждането и тестването на серия от ракети, ракетни двигатели и инструменти за полети в космоса. Постиженията на центъра включват ракетата Redstone, използвана за стартиране на Project Mercury, Ракети Сатурн за Програма Аполо , Skylab космическа станция и Космическият телескоп Хъбъл .

Маршал се намира на територията на арсенала на американската армия Редстоун в Хънтсвил, град в Северна Алабама, на около 145 мили (233 километра) северозападно от Атланта, Джорджия. Според Центъра на НАСА работят близо 6000 души официален уебсайт на НАСА . Маршал също управлява съоръжението за сглобяване на Мичуд на НАСА близо до Ню Орлиънс, където могат да бъдат построени гигантски ракетни етапи и натоварени на шлепове за транспортиране до съоръжения за изстрелване в Космическият център Кенеди във Флорида.

Сега центърът на Маршал работи по Космическа система за изстрелване (SLS) за Проект Артемида това ще приземи астронавти на Луната, както и ще бъде домакин на частна компания за космически полети Син произход .

Оригиналният екип на фон Браун



Първоначалното ядро ​​на ракетния талант на Центъра е екип от около 125 нацистки инженери, ръководен от Вернер фон Браун , който се бе предал на американската армия в края на Втората световна война. Групата е била настанена в продължение на няколко години във Форт Блис, Тексас, където са контролирали изпитателните изстрели на заловени германски ракети V-2 на близкия полигон White Sands. През 1950 г. екипът е преместен на територията на Арсенал в Редстоун, завод за боеприпаси и изпитателно съоръжение извън Хънтсвил, където започват работа като Армейски център за ракети с боеприпаси, част от Армейската агенция за балистични ракети.

Германският екип, увеличен от американски военен и цивилен персонал, разработи две нови ракети: Redstone и Jupiter. Въпреки че са замислени като оръжия, и двете по -късно стават известни с граждански мисии. Ракета Юпитер изстрелва на орбита Explorer I, първия американски спътник, на 31 януари 1958 г., а ракетите Redstone засилиха капсулите на Меркурий, летящи от астронавтите Алън Шепърд и Гас Грисъм през 1961 г.

Ракетата



Ракетата 'Редстоун', носеща астронавта от Меркурий Алън Б. Шепърд -младши, се изкачва от нос Канаверал на 5 май 1961 г.(Кредит на изображението: НАСА)

Междувременно екипът на фон Браун мислеше за по-големи групирани елементи на ракетите Юпитер и Редстоун, за да направи серия от гигантски многомоторни ускорители. Продуктът на тази амбиция, първата ракета Сатурн I, в крайна сметка ще лети през 1961 г.

Когато Националната администрация по аеронавтика и космос (НАСА) е създадена по указание на президента Дуайт Айзенхауер през 1958 г., служители както в Министерството на отбраната, така и в НАСА стигат до извода, че ракетите Сатурн ще бъдат по -полезни за космически изследвания, отколкото за военни мисии. В резултат на това екипът на фон Браун беше прехвърлен от армията в НАСА.



Както историците Андрю Дж. Дюнар и Стивън П. Уоринг разказват в „ Сила за изследване: История на Центъра за космически полети Маршал 1960-1990 “(Историческо бюро на НАСА, 1999), фон Браун вярва в„ мръсни ръце “. Инженерите, настоя фон Браун, трябва да имат практически познания и да работят в тясно сътрудничество със строителите. Това беше особено вярно в новата област на ракетостроенето, където толкова много беше неизвестно и проектите трябваше да бъдат разработени чрез експеримент. Под негово наблюдение съоръжението в Хънтсвил беше оформено като фабрика, за да поддържа проектирането, производството и тестването в непосредствена близост.

Президентът Айзенхауер посвети ракетното съоръжение Хънтсвил като център за космически полети на Джордж К. Маршал на 8 септември 1960 г. Съоръжението е кръстено на Маршал, генерал от армията, който е бил началник на щаба на армията и държавен секретар и който е получи а Нобелова награда за мир през 1953 г. „за предлагане и надзор на плана за икономическо възстановяване на Европа“ след Втората световна война.

Ракети Сатурн за Аполон

Заместник -администраторът на НАСА Робърт Сийманс, ракетният инженер Вернер фон Браун и президентът Джон Кенеди обсъждат ракетите Сатурн, които продължиха да захранват програмата Аполо.

Заместник -администраторът на НАСА Робърт Симанс, ракетният инженер Вернер фон Браун и президентът Джон Кенеди обсъждат ракетите 'Сатурн', разработени в Центъра за космически полети 'Маршал', които продължиха да захранват програмата 'Аполо'.(Кредит на изображението: НАСА)

Служителите на НАСА обмисляха възможни полети до луна (и гигантските ракети, които такива мисии биха изисквали), докато Дуайт Айзенхауер все още беше президент, както историкът Роджър Билщайн съобщава в своята история на програмата Сатурн, Етапи към Сатурн: Технологична история на корабите за стартиране на Аполон/Сатурн “(Служба за история на НАСА, 1996). С декларирането на Луната от 1961 г. на Луната за национална цел, на ракетното семейство Сатурн - и следователно на Центъра Маршал - беше дадена ясна мисия: да осигури енергия за лунното пътуване.

Центърът на Маршал пое управлението на бившия завод за боеприпаси в Мичуд близо до Ню Орлиънс, превръщайки го във фабрика, която можеше да изгради сцена на Сатурн и да я натовари на шлепа за транспортиране до площадка за изстрелване. Центърът вече е управлявал едно такова място в нос Канаверал, Флорида, което в крайна сметка ще се превърне в космическия център Кенеди.

Екипите на Marshall Center изпълниха следните задачи за програмата Аполо:

  • Изградени масивни тестови щандове, достатъчно големи, за да държат цял ​​ракетен етап на Сатурн на земята, докато двигателите му бяха изстреляни.
  • Изграден е динамичен изпитателен стенд, достатъчно голям, за да побере цяла ракета Аполон-Сатурн V и да я подложи на вибрации и напрежения, каквито се очакват по време на изстрелване. Според историята на Дюнар и Уоринг, тази стойка, висока над 400 фута (122 метра), е била най -високата структура в Северна Алабама по това време.
  • Избра метали и изобрети нови методи за заваряване, за да направи гигантските резервоари за гориво на Сатурн.
  • Наблюдава IBM при изграждането на Instrument Unit, кръг от компютри в горната част на третия етап на Saturn V, който може да контролира и управлява превозното средство независимо от космическия кораб Apollo.

The

Инструменталният блок или „мозъкът“ на ракетите Сатурн V, които отведоха астронавтите на Луната по време на програмата „Аполо“, беше проектиран и сглобен в Центъра за космически полети „Маршал“ в Хънтсвил, Алабама.(Кредит на изображението: НАСА)

След като всички ракети на Сатурн, необходими за Аполон, бяха завършени или в процес на изграждане, Центърът получи задачата да осигури Лунното роуминг превозно средство, електрическа кола, която се сгъва, за да се побере в резервно отделение на лунния модул Аполо. Астронавтите караха LRV на Луната като част от мисиите Аполо 15, 16 и 17.

Гледайки отвъд Аполон, инженерите на Маршал създадоха идеята да използват празен трети етап на Сатурн V като космическа станция. Тази станция, Skylab , е изстрелян през 1973 г. на върха на последната ракета Сатурн V, която някога е летяла. Skylab беше домакин на три екипажа от астронавти, всеки изстрелян с ракета Saturn IB. Skylab представи и друго творение на Маршал, планината на телескопа Аполо, която точно насочи набор от осем телескопа за наблюдение на Слънцето.

Центърът на Маршал управлява десетки други научни експерименти, използвайки микрогравитационната среда Skylab, обхващаща металургията, динамиката на флуидите, растежа на кристалите и други науки.

Един последен Saturn IB пренесе екипаж на околоземна орбита през 1975 г., за да извърши първата връзка между американски и съветски космически кораб в тестовия проект „Аполо-Союз“.

От ракети до изследвания

Модел на LAGEOS, 900-килограмов (408-килограмов) спътник, изстрелян на орбита през 1976 г.

Техник работи по модел на LAGEOS, 900-килограмов (408-килограмов) спътник, разработен в Центъра за космически полети Маршал и изведен на орбита през 1976 г.(Кредит на изображението: Центърът за космически полети на Годард на НАСА)

Диверсифицирайки се извън ракетното задвижване след Аполон, Центърът на Маршал предприе нови научни проекти, включително:

  • Първият лазерен геодинамичен спътник ( LAGEOS ), лансиран през 1976 г. LAGEOS е сфера от алуминий и месинг с размери на плажна топка, покрита с 426 светлоотражатели, които функционират като огледала. Сателитът отразява лазерните лъчи обратно към Земята, за да осигури високо прецизни измервания на континенталния дрейф на Земята.
  • Gravity Probe-A стартира от съоръжението на НАСА Wallops Island във Вирджиния през 1976 г. Тази суборбитална космическа сонда пренася атомен часовник на височина 9978 км. Сравняването на летящия часовник с идентичен на земята позволи на физиците да изпробват прогнози за ефекта на гравитацията върху времето в теорията на общата теория на относителността на Айнщайн. Gravity Probe-B, изстрелян на орбита на Земята през 2004 г., използва високоточни жироскопи, за да провери предсказанията на Айнщайн за пространството-време в близост до масивни въртящи се тела.
  • Поредица от спътници, наречени Астрономически обсерватории с висока енергия (HEAOs). HEAO-A, стартиран през 1977 г., прекарва 16 месеца в изследване на небето за отдалечени източници на рентгенови лъчи, като пулсари, квазари и черни дупки. HEAO-B, известен също като обсерваторията на Айнщайн, направи първите астрономически изображения в рентгенови лъчи през 1978 г., откривайки, че Юпитер и Земята излъчват рентгенови лъчи. HEAO-C измерва рентгенови лъчи, гама лъчи и частици от космически лъчи по време на своята мисия 1979-81.

За да тестват HEAO-B, инженерите на Marshall построиха съоръжение с водеща тръба с дължина 518 фута (518 метра), която може да изпраща лъч рентгенови лъчи във вакуумна камера с диаметър 20 фута (6 м) и 18,3 м (60 фута) дълго. Телескоп или космически кораб, проектиран да наблюдава рентгенови лъчи от космоса, може да бъде поставен в камерата, така че неговите възможности за фокусиране и измерване да могат да бъдат тествани, като се използва рентгеновия лъч като симулирана звездна светлина.

Според а Информационен бюлетин на НАСА , системата, която сега се нарича рентгеново и криогенно съоръжение (XRCF), беше модернизирана през годините, за да тества рентгеновата обсерватория Chandra, няколко метеорологични спътника, рентгеновия телескоп на японския сателит Hinode, а наскоро и Рентгенови телескопи за спътника Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) на НАСА. Камерата за изпитване може да се охлади до минус 414 градуса по Фаренхайт (минус 248 по Целзий), а също така беше използвана за тестване на огледалата за космическия телескоп Джеймс Уеб, които са проектирани да функционират при изключително ниски температури.

Космическа совалка и оборудване на МКС

На 15 март 1978 г. снимка на Центъра за космически полети на Джордж К. Маршал показва, че космическата совалка Orbiter Enterprise се тегли към динамичния изпитателен стенд (не се вижда на снимката) за изпитване на вибрации. Току-що мина покрай сграда 4732, Лаборатория по аеро-астродинамика, вдясно. Високата сграда в далечината е основната административна сграда на Маршал.

На 15 март 1978 г. снимката показва, че космическата совалка Enterprise се тегли към динамичния изпитвателен стенд на Центъра Маршал (не е показан) за вибрационни тестове.(Кредит на изображението: НАСА)

По време на космическа совалка епоха, екипите на Маршал надзирават няколко частни компании при изработването на части за новия космически кораб. Компанията за производство на ракети Rocketdyne отговаря за основните двигатели на космическите совалки (SSME); химическата корпорация Thiokol създаде Solid Rocket Boosters (SRB); и доставчикът на материали Мартин Мариета работи по външния резервоар на совалката, който беше сглобен в Мичуд.

Екипажите на Маршал също управляват разработването на Spacelab, модул под налягане, в който да се намират учени-астронавти и техните експерименти с полети на космически совалки, в сътрудничество с европейски партньори. Компонентите на Spacelab са летели на 36 полета на совалка. С напредването на програмата центърът на Маршал отвори съоръжение за контрол на операциите на космическата лаборатория в Хънтсвил, където учените можеха да наблюдават експериментите и да комуникират директно с астронавтите, провеждащи експериментите.

Маршал беше водещият център на НАСА за проектиране и изграждане на Космическият телескоп Хъбъл , който беше изстрелян от космическата совалка Discovery през 1990 г., както и от рентгеновата обсерватория Chandra, която излезе на орбита на Земята от космическата совалка Columbia през 1999 г. И двата телескопа все още бяха в експлоатация от началото на 2021 г.

На 13 юни 2021 г. космическият телескоп Хъбъл се затвори след проблем с компютър с полезен товар от епохата на 80-те години. Членовете на екипа продължават да работят по въпроса, за да заработят отново телескопа.

Космическият телескоп Хъбъл все още разчита на компютър с полезен товар от ерата на 80-те години, който е проектиран в Центъра Маршал.(Кредит на изображението: НАСА)

Като част от текущите операции на Международната космическа станция, Маршал е домакин на Центъра за интегриране на операциите с полезен товар, контролна зала, която според НАСА има персонал 24 часа на ден, 365 дни в годината от 2001 г. Тук инженерите и учените управляват графици и комуникации за научни експерименти на борда на станцията.

Центърът 'Маршал' отговаря за проектирането и тестването на ракетите 'Арес', които биха изстреляли товарни и екипажни превозни средства като част от програмата 'Съзвездие', проект от началото на 2000-те години за свързване на завършването на Международната космическа станция с човешки мисии до Луната и Марс.

Артемида в Маршал

НАСА

Първият мегаракетен тест на НАСА за изстрелване на космическа система изстрелва четирите си основни двигателя RS-25 в критичен тест за горещ огън в космическия център Stennis близо до залива Сейнт Луис, Мисисипи на 18 март 2021 г. Бустерът, разработен в близкия център за космически полети Маршал в Хънтсвил, Алабама, ще стартира мисията на НАСА Артемида 1 около Луната в края на 2021 г.(Кредит на изображението: НАСА)

Предишната програма „Съзвездие“ е заменена от проекта „Артемида“, който има за цел да върне астронавтите на Луната с помощта на нова тежка ракета, системата за изстрелване в космоса (SLS).

Според а Информационен лист на НАСА , Marshall Center е домакин на два нови статични изпитателни стенда, огромни бетонни и стоманени конструкции, които могат да държат версии на цели етапи на SLS на земята, като издърпват, смачкват и изкривяват конструкциите, за да видят колко напрежение могат да понесат преди да се счупят. Инженерите на Marshall също разработват софтуера, който ще управлява SLS.

Структурният щанд за тестване на НАСА с височина 215 фута

Структурният щанд с височина 215 фута за космическата система за изстрелване на НАСА се намира в Центъра за космически полети на Марс на НАСА в Хънтсвил, Алабама.(Кредит на изображението: НАСА)

Център Маршал, като управител на съоръжението за монтаж в Мичуд, е домакин на няколко частни компании, работещи върху части от Програма Артемида . Персоналът на Boeing работи например върху изграждането на SLS Core Stage и Exploration Upper Stage (EUS), например и според НАСА , екипаж на Teledyne Brown Engineering изгражда адаптер за етап на ракетата -носител, който ще свърже основния етап на SLS с горната част на ракетата. Междувременно група от Lockheed Martin заварява основната структура на космическия кораб Орион, който ще носи астронавти на върха на SLS, според Съобщение за пресата на НАСА .

Тестовете на двигателите RS-25 за SLS Core Stage се провеждат в близкото съоръжение на НАСА Космически център „Стенис“ , на брега на залива на Мисисипи, близо до Ню Орлиънс.

Сега в Маршал

Други текущи работи в Marshall включват:

  • Изобретяване на методи за производство на ракетни двигатели чрез 3-D печат с помощта на лазери и метален прах. Някои 3-D отпечатани компоненти на двигателя, както е описано в това Съобщение за пресата на НАСА , вече са оцелели при тестове с горещ огън.
  • Solar Cruiser, слънчево платно с близо 18 000 квадратни фута (1672 квадратни метра), което ще бъде пуснато през 2025 г., за да демонстрира използването на слънчева радиация за задвижване, според НАСА съобщение.
  • SERVIR, проект, който според актуализациите от Маршал , ще преведе сателитните данни на НАСА в полезна информация за земеползването, селското стопанство, времето, климата, водите и бедствията, предназначени да помогнат на повече от 45 развиващи се страни.
  • Адаптиране на устройство за потискане на вибрациите, първоначално разработено за ракета Ares, в система за стабилизиране на вятърни турбини, както е описано в това НАСА публикация.

Син произход

Ракетата -носител New Shepard на Blue Origin се издига от стартовата площадка на компанията в Западен Тексас на суборбитален изпитателен полет. Blue Origin провежда някои от своите ракетни тестове в Маршалския център.(Изображение кредит: Blue Origin)

През 2019 г. Blue Origin, частната компания за космически полети, ръководена от Джеф Безос, подписа договор споразумение с НАСА за обновяване и използване на изпитателния щанд на Маршал 4670, построен през 1965 г. за тестване на ракети Сатурн. Blue Origin ще използва щанда за тестване на двигателите, които компанията ще направи в нова фабрика в Хънтсвил, a Прессъобщение на Blue Origin заяви. Според една история в Произведено в Алабама , уебсайт на Министерството на търговията на Алабама, фабричният план на Blue Origin първоначално беше с кодово име Project Rumble, отнасящ се до звука на ракетни двигатели, тествани в Маршал.

Допълнителни ресурси

  • Какво беше да работиш за Вернер фон Браун в Маршал? Прочети проба на неговите меморандуми за управление от 60 -те години на миналия век.
  • Гледам резервоар за гориво от космическа система за изстрелване, който умишлено се натоварва върху изпитвателен стенд на Маршал, докато се счупи.
  • Разгледайте центъра на Маршал с 360-градусови видео обиколки .