Goddard Space Flight Center

Il Goddard Space Flight Center (GSFC) (in francese "  Center Goddard Space Flight  ") è il principale centro della NASA dedicato alla ricerca scientifica . Si basa su1 ° maggio 1959e impiega circa 10.000 persone. Il centro è specializzato nella progettazione ed esecuzione di missioni nel campo dell'osservazione della Terra, astronomia , cosmologia e studio del Sole. Circa 250 missioni spaziali scientifiche sono progettate all'interno del Goddard Center, comprese le missioni del programma Explorer , i telescopi spaziali James-Webb , INTEGRAL e SWIFT , il COBE Cosmological Observatory e i satelliti meteorologici NOAA .

Il sito principale della GSFC si trova a circa 10  km a nord est di Washington . Il centro prende il nome da Robert Goddard , un pioniere americano nella propulsione a razzo.

Attività

Il Goddard Space Flight Center (GSFC) è il principale centro spaziale della NASA dedicato alla ricerca scientifica . Nel 2019 ha un budget di 4,9 miliardi di dollari e impiega 10.000 persone. Lì si svolgono missioni della NASA sui seguenti argomenti:

• studio della terra
• studio del sole
• studio delle interazioni tra la Terra e il Sole, la magnetosfera, mezzo interplanetario
• astronomia
• cosmologia
• diverse missioni di studio del sistema solare
• telecomunicazioni
• tecnologie spaziali.

Il centro progetta le missioni, le gestisce e produce molti strumenti scientifici . È anche tenuto a costruire veicoli spaziali quando sono piccoli. Pilota le stazioni di rilevamento delle sonde spaziali e le stazioni di acquisizione dati di queste sonde, sviluppa e mantiene sistemi informativi avanzati per le scienze spaziali e terrestri, nonché sviluppa satelliti per l' Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica (NOAA).

Qui si svolgono operazioni per molte missioni, internazionali o NASA, come il telescopio spaziale Hubble , il programma Explorer , il programma Discovery , il programma di osservazione della Terra EOS , INTEGRAL , SoHO , il satellite RXTE di osservazione in tempo reale nella x - campo di raggio , così come Swift . Alcune delle missioni spaziali completate includono: International Ultraviolet Explorer , GRO , SMM , COBE e ROSAT .

Storico

Creazione della NASA

All'inizio dell'era spaziale , nella seconda metà degli anni '50, i progetti in questo campo negli Stati Uniti furono realizzati da diversi centri di ricerca militari e civili non coordinati. I primi successi sovietici convinsero i funzionari americani della necessità di creare un'organizzazione dedicata esclusivamente al programma spaziale. Il presidente americano Dwight D. Eisenhower decide di creare un'agenzia spaziale per federare il lavoro disperso tra i vari centri di ricerca militari e civili. La legge che istituisce la NASA è stata approvata dal Congresso nel luglio 1958 e il decreto di attuazione per il National Aeronautics and Space Act è stato firmato dal presidente il29 luglio 1958. Il Comitato consultivo nazionale per l'aeronautica (NACA) viene scelto per formare il nucleo della NASA. La NACA, che impiega circa ottomila persone e dispone di un budget annuale di cento milioni di dollari USA, è un'agenzia di ricerca orientata all'aeronautica che è stata fortemente coinvolta negli anni '50 nel programma missilistico attraverso lavori nel campo dell'aerodinamica , della propulsione e materiali . Quasi il 50% della sua attività all'epoca era nello spazio. I centri della NACA sono il Langley Research Center che impiega più di 3.000 persone e la cui ricerca si concentra sull'aerodinamica, le strutture e l'implementazione operativa di aeroplani e lanciatori, il centro di ricerca Ames che impiega 1.450 persone e ha anche un'attività versatile ma il cui lavoro si concentra sull'aerodinamica alle alte velocità, e il Lewis Research Center (inizialmente chiamato, nel 1981, Glenn Research Center), che impiega 2.700 persone che si dedicano più particolarmente alla ricerca sulla propulsione aerospaziale. Altri piccoli stabilimenti sono più specializzati. Il trasferimento delle due entità dell'Esercito americano , il Jet Propulsion Laboratory (JPL) e l' Agenzia per i missili balistici dell'esercito di von Braun , che sono all'origine del primo successo spaziale americano, incontra la resistenza dei responsabili. militare. Il sequestro di queste entità non è stato completato fino al luglio 1960.

Creazione del centro spaziale Goddard

Dall'estate del 1958, i funzionari dell'agenzia si resero conto che era necessario creare un nuovo stabilimento completamente dedicato alla ricerca spaziale per integrare i contributi dei vari istituti della NACA e delle forze armate. La creazione del nuovo centro è stata ufficializzata il1 ° agosto 1958. È costruito su un terreno situato a una decina di chilometri dall'area metropolitana di Washington dove si trova la sede della nuova agenzia spaziale. Il centro apre ufficialmente le sue porte1 ° ottobre 1958. Porta quindi il nome del Beltsville Space Center. Il1 ° maggio 1959prende il nome ufficiale di Goddard Space Flight Center (GSFC), in onore del D Dr. Robert H. Goddard , pioniere americano della propulsione a razzo. Il primo staff è formato dai 157 tecnici e ricercatori del programma Vanguard sviluppato dalla US Navy . Il personale è inizialmente disperso in altri stabilimenti, il tempo che gli edifici sono costruiti. Il primo fu occupato nel settembre 1950. Il personale del centro raggiunse 579 persone alla fine del 1959. Il centro era ancora in costruzione nel 1961 ma diversi edifici essendo stati completati e occupati, il centro fu ufficialmente inaugurato il 16 marzo 1961 .

I funzionari della NASA volevano costruire un centro che ricreasse l'atmosfera di un campus universitario con edifici bassi da uno a tre piani che si fondono con il paesaggio. L'unica eccezione è l' Edificio 8 , che doveva ospitare il programma di volo spaziale con equipaggio. Ma questo essendo stato trasferito al centro spaziale di Houston, l'edificio sarà finalmente occupato dai servizi amministrativi. Gli ingegneri, i tecnici e gli scienziati che lavoravano alla Goddard a quel tempo erano tutti giovani ed entusiasti perché furono i primi a entrare nell'industria spaziale. Tutto deve essere inventato, dalla costruzione dei satelliti ai metodi di prova, compresa la progettazione di strumenti scientifici. Questa epoca ha creato una cultura specifica del centro, fatta di pragmatismo e orientata alla ricerca di soluzioni evitando eccessivi formalismi. Il centro trarrà grandi benefici dalle ricadute dei massicci investimenti nel programma spaziale con equipaggio durante gli anni '60 (programmi Mercury, Gemini e Apollo). Questa era sarà un'età dell'oro per Goddard.

All'interno della NASA, Goddard è il centro per le applicazioni scientifiche, quindi i rapporti con la comunità scientifica giocano un ruolo particolarmente importante. Per attirare i teorici più avanzati nel campo della fisica, Goddard creò alla fine del 1960 uno stabilimento separato a New York, il Goddard Institute of Space Studies . Per attirare scienziati, l'istituto si è dotato di alcuni dei computer più potenti dell'epoca, che hanno permesso di elaborare i grandi numeri che caratterizzano la fisica teorica e di eseguire calcoli orbitali complessi. Per la natura della sua attività, sin dall'inizio, alcuni dei progetti portati avanti da Goddard prevedevano la collaborazione con laboratori esteri. In quel momento sono state definite due regole molto semplici: da un lato la cooperazione avviene senza scambio di fondi tra i partner e dall'altro i risultati sono messi a disposizione dell'intera comunità internazionale. Il primo progetto internazionale è il satellite Ariel 1 , sviluppato con il Regno Unito e messo in orbita nell'aprile 1962.

Missioni principali gestite da Goddard in corso o pianificate

Osservazione della Terra

La divisione di Scienze della Terra di Goddard è la più grande all'interno della NASA . È responsabile dello sviluppo dei satelliti che raccolgono i vari dati che caratterizzano l'atmosfera terrestre e la superficie (temperature, pressioni, ecc.) Nonché i satelliti meteorologici della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), l'agenzia americana specializzata nella raccolta ed elaborazione dei dati meteorologici.

Astrofisica

La divisione scientifica di astrofisica di Goddard riunisce otto laboratori specializzati nello studio della materia oscura e dell'energia, la ricerca di esopianeti, l'origine e l'evoluzione dell'universo e la natura del tempo e dello spazio intorno ai buchi neri . È responsabile dei principali telescopi spaziali della NASA.

Eliofisica

Goddard gestisce le missioni relative allo studio del Sole e al suo rapporto con la Terra. I satelliti sviluppati analizzano la magnetosfera terrestre, il vento solare, il mezzo interplanetario e le varie caratteristiche della nostra stella.

Esplorazione del sistema solare

Il Goddard Space Flight Center ha una lunga storia di sonde spaziali che esplorano il sistema solare. Il Jet Propulsion Laboratory è l'istituzione principale in questo campo, ma Goddard sviluppa alcune sonde spaziali e progetta strumenti come magnetometri, altimetri e spettrometri.

Strumenti operativi:

• LEISA per New Horizons Ralph Camera
• Altimetro laser LOLA per LRO
• magnetometri per missioni DSCOVR, ACE, Juno, MAVEN, Van Allen Probes,

Voyager e Parker Solar Probe

• Spettrometro di massa NGIMS per MAVEN
• spettrometro nel visibile / ad infrarossi OVIRS for OSIRIS-REx
• Suite di strumenti SAM per il rover Curiosity
• Strumento TIRS per Landsat 8.

Strumenti in fase di sviluppo:

• quattro strumenti sviluppati nell'ambito del programma Artemis (spettrometro di massa, magnetometro, ecc.)
• Spettrometro di massa DraMS per la sonda spaziale Dragonfly
• Strumento Ralph per la missione Lucy
• Spettrometro di massa MOMA per la missione ExoMars
• Strumento TIRS-2 per Landsat 9.

NASA Telecommunications Network Management

Il Goddard Space Center gestisce la rete di telecomunicazioni della NASA utilizzata dalle missioni a bassa orbita . Ciò comprende:

• la rete SN ( Space Network ) che comprende la costellazione di 9 satelliti per telecomunicazioni geostazionari Tracking e Data Relay Satellite (TDRS) e quattro stazioni di terra che forniscono collegamenti continui tra satelliti in orbita terrestre e apparecchiature a terra;
• la rete NAEN ( Near Earth Network ) che comprende 15 stazioni terrestri appartenenti alla NASA o affittate da operatori commerciali che forniscono collegamenti tra terra e satelliti in orbita terrestre bassa  ;
• la rete NASCOM ( NASA Communications Network ) trasporta i dati e li inoltra ai vari centri NASA.

Questo set è completato dalla rete di antenne del Deep Space Network gestita dal centro JPL che fornisce collegamenti con sonde spaziali e alcuni satelliti.

Questa divisione di Goddard sta anche sviluppando tecnologie per coprire le esigenze future dell'agenzia spaziale: ILLUMA-T, LCRD, LEMNOS.

Tecnologie spaziali

Il Goddard Space Flight Center sta sviluppando tecnologie per la manutenzione in orbita di veicoli spaziali: Restore-L , Robotic External Leak Locator 2, RELL2, Robotic Tool Stowage (RiTS), Raven, Robotic Refuelling Mission 3 (RRM3).

Sito / i

Campus di Greenbelt

Il sito principale del Goddard Space Flight Center si trova a Greenbelt , nel Maryland , a circa 10  km a nord est di Washington . Il GSFC è costituito da un sito primario e siti secondari. Il sito principale è diviso in due dalla strada del Department of Soil Conservation, che segna i campus occidentali e orientali. Questi due campus hanno un totale di circa cinquanta edifici.

In questo campus sono presenti edifici per l'amministrazione, la progettazione e la costruzione di satelliti, telescopi spaziali e sonde spaziali, edifici per la gestione delle operazioni di volo, oltre a quelli per l'archiviazione dei dati e degli archivi, oltre a quelli per l'analisi dei dati. Gli edifici sono spesso alti due o tre piani, con costruzione in mattoni e architettura semplice. Gli edifici amministrativi comprendono due mense, una biblioteca, un servizio sanitario, un'area relax, nonché l'equivalente di un ufficio postale.

Diversi edifici sono dedicati alla costruzione di veicoli spaziali e alla loro qualificazione:

• la costruzione navale è dove vengono realizzati i componenti necessari per assemblare le navi. Ciò include gli strumenti di cui avranno bisogno gli astronauti in orbita, ma anche il veicolo spaziale stesso;
• edificio 29: sviluppo di sistemi spaziali e edificio di integrazione è di quasi 8.000  m 2 . Contiene una delle più grandi camere bianche del mondo. La camera bianca Classe 1000 M4.5 è di circa 1.200  m 2 (30,5 × 37 × 27  m ). I suoi ventilatori, ciascuno alimentato da un motore da 250  hp , producono un flusso d'aria di oltre 25.000  m 3 / min . È costruito per consentire l'integrazione e il test di veicoli spaziali e può contenere due carichi completi dello space shuttle . Questa stanza ha svolto un ruolo importante nella preparazione delle missioni di manutenzione del telescopio spaziale Hubble.
• edifici 7 e 10: l'integrazione delle navi spaziali e l'edificio di prova hanno una camera bianca per l'integrazione delle sonde e una stanza speciale per i test ambientali satellitari. Ci sono nove camere termiche a vuoto, quattro piattaforme vibranti e una camera di prova acustica, in grado di produrre 150  Db . Puoi anche vedere un modello in scala 1: 1 del telescopio spaziale Hubble;
• lo Space Environment Simulator (SES) è un edificio a tre piani situato nell'edificio 10. È presente una camera a vuoto di 8,2  m di diametro e 12  m di altezza, in grado di simulare qualsiasi condizione di vuoto e temperatura. La temperatura all'interno della camera può variare da - 100  ° C a + 180  ° C  ;
• La centrifuga ad alta capacità (HCC) situata nell'edificio 15 è un acceleratore rotativo da 30 g in  grado di ruotare il suo carico utile di 2.500  kg a 30 giri al minuto . Questa centrifuga consente di testare i carichi in un'ampia varietà di posizioni;
• il Diffraction Grating Evaluation Facility (DGEF) si trova presso il GSFC per valutare componenti ottici, come reticoli di diffrazione , specchi , filtri , nonché sistemi di rilevamento utilizzati negli strumenti spaziali.

Diversi edifici riuniscono i servizi e le attrezzature che consentono di controllare il volo di veicoli spaziali:

• la Flight Service Facility (FSF) fornisce servizi di ingegneria alle missioni, come l' orbita satellitare e la determinazione dell'assetto, la pianificazione delle manovre di volo e l'analisi delle prestazioni dei sensori di assetto. Attualmente, più di quindici missioni della NASA si basano sulle informazioni di questa FSF. Partecipa anche alle operazioni della navetta spaziale  ;
• La NASA Communication Network (NASA Communication o NASCOM) è un sistema completo che fornisce un'architettura di comunicazione per tutti i progetti NASA. Voce e dati possono essere trasmessi su questa rete per collegare il sistema satellitare di rilevamento e trasmissione dati (TDRSS) al centro di controllo satellitare. Questa rete è composta da linee terrestri, cavi sottomarini e satelliti;
• il Network Control Center (NCC) gestisce completamente la Space Network. Pianifica e configura il TDRSS e controlla lo stato di avanzamento della manutenzione. Gli operatori pianificano la manutenzione di emergenza, isolano possibili problemi nel sistema. Comunica con altre stazioni di localizzazione tramite NASCOM;
• gli edifici 3, 13 e 14 o Payload Operations Control Center ( POCC ) sono edifici specificamente dedicati a una o più missioni spaziali. Alcuni sono indipendenti dal GSFC, come SoHO , e altri sono pilotati al di fuori del GSFC, come Swift . L'apparecchiatura situata in questi centri di controllo si occupa di tutti i dati, si occupa di inviare i comandi alle navi e comunica con le altre stazioni di tracciamento. Da questi edifici vengono inviati i comandi inviati agli esperimenti a bordo, così come la telemetria, il controllo del carico utile. Ad esempio, il centro di controllo del telescopio spaziale Hubble si trova nell'edificio 3;
• il National Space Science Data Center (NSSDC) offre l'accesso online e offline a una grande quantità di dati riguardanti l'astrofisica, la fisica solare e del plasma, nonché le scienze planetarie ottenute con le missioni spaziali dalla NASA. Il GSFC fornisce anche l'accesso online alle informazioni sui veicoli spaziali e sugli esperimenti che hanno o forniranno pubblicamente questi dati;
• gli edifici 11 e 30 ospitano il Detector Development Laboratory, un'unità di produzione di semiconduttori di prim'ordine. Alcuni dei componenti elettronici più esotici sono realizzati qui e molti hanno viaggiato nello spazio negli ultimi 35 anni.

La parte settentrionale del campus orientale contiene molti edifici utilizzati per la manutenzione, il monitoraggio satellitare e le comunicazioni. Sono presenti antenne e altre apparecchiature di comunicazione utilizzate per le operazioni che si svolgono in quest'area. La parte meridionale contiene edifici utilizzati dalla NASA per la missione Planet Earth. Il resto di questo campus è in gran parte inutilizzato. C'è anche un piccolo centro commerciale, un centro di intrattenimento e piste ciclabili. I seguenti edifici si trovano in questo campus:

• un impianto per la produzione di energia elettrica e acqua refrigerata è situato nell'edificio 31;
• l'edificio 32 ospita l' Earth Observing System Data Information System (EOSDIS) che è il centro operativo dell'EOS (Earth Observation System) e dei satelliti del programma Landsat . I dati EOS vengono elaborati, archiviati e distribuiti qui;
• l' Earth Systems Science Building (ESSB) sta costruendo 33. Ospita gli uffici in cui vengono analizzati i dati di osservazione della Terra.

Altri siti

Il Goddard Space Flight Center include molti altri siti:

• il Goddard Institute for Space Studies si trova a New York nel New York . Questo laboratorio, creato nel 1961, conduce ricerche sulla modellizzazione del funzionamento dell'atmosfera terrestre, del cambiamento climatico della Terra e delle atmosfere degli altri pianeti del sistema Terra e di altri pianeti. L'istituto collabora con molte università e centri di ricerca in particolare con la Columbia University .
• la base di lancio Wallops Flight Facility , situata nello stato della Virginia, sulla costa orientale degli Stati Uniti, è stata creata nel 1945 dalla NACA e dalla NASA. È uno dei siti pionieri del programma spaziale degli Stati Uniti . Dalla sua creazione sono stati lanciati più di 16.000 razzi dal suono e alcuni razzi Scout . La base è specializzata in programmi di ricerca che coinvolgono voli suborbitali, mongolfiere o aeroplani. La base di lancio, che copre un'area di 25 km², comprende 84 edifici principali. Il centro dispone anche di un sito vicino a Chincoteague che viene utilizzato per testare nuove tecniche di lancio;
• La missione del centro di verifica e convalida indipendente Katherine Johnson a Fairmont nello stato del West Virginia è quella di convalidare il software di progettazione sviluppato per missioni di altri centri della NASA (IV e V Programma). Il centro ha stretti legami con l' Università del West Virginia ;
• lo stabilimento di palloni scientifici della Columbia in Palestina nello stato del Texas effettua lanci scientifici sotto palloni stratosferici del diametro di 120 metri in dialetere che possono raggiungere un'altitudine di 36 chilometri. Il centro monitora e recupera i carichi utili. In 35 anni di attività, da questo sito sono stati lanciati 1.700 palloni scientifici;
• il White Sands Test Facility vicino a Las Cruces , nel New Mexico, è gestito dal Johnson Space Center. Tuttavia, include installazioni implementate da Goddard. In particolare, sono presenti diverse antenne paraboliche della rete di telecomunicazioni utilizzate per comunicare con veicoli spaziali in orbita bassa . Il centro comprende anche banchi prova per testare motori a razzo e il comportamento di varie apparecchiature in ambienti specifici (atmosfera di ossigeno puro, ecc.) O in caso di incendio.

Note e riferimenti

Appunti

1. Gli edifici sono numerati in base all'ordine di costruzione.

Riferimenti

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2. Relazione annuale Goddard 2019 , p.  19-24
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12. (in) "  About IV & V  " , NASA (accesso 14 giugno 2020 ) .
13. (in) "  Our History - The Beginning  " , NASA ,4 maggio 2015.

Fonti

• (it) Lane E. Wallace, Sogni, speranze, realtà: il Goddard Space Flight Center della NASA : i primi quarant'anni , la NASA,2008, 218  p. ( leggi online )Storia dei primi 40 anni del Goddard Space Flight Center.
• (a) Lane E. Wallace Goddard Rapporto annuale 2019 , Goddard,2019, 36  p. ( leggi online )Rapporto di attività per l'anno 2019.
• (en) Robert L. Rosholt (NASA), An Administrative History of NASA 1958-1963 ,1966( leggi online [PDF] ) Storia della creazione della NASA (NASA document no. Special Publication - 4101).

Vedi anche

Articoli Correlati

• National Aeronautics and Space Administration .
• Eleanor C. Pressly

link esterno

• (it) Sito ufficiale .
• (it) Rapporti di attività .