Goddard Space Flight Center ( GSFC ) — крупнейшая космическая исследовательская лаборатория NASA, расположенная примерно в 6,5 милях (10,5 км) к северо-востоку от Вашингтона, округ Колумбия, в Гринбелте, штат Мэриленд , США. Основанный 1 мая 1959 года как первый центр космических полетов NASA, GSFC насчитывает около 10 000 государственных служащих и подрядчиков. Названный в честь американского пионера ракетного движения Роберта Х. Годдарда , он является одним из десяти крупных полевых центров NASA. GSFC частично находится в пределах бывшего обозначенного переписного места Годдарда ; он имеет почтовый адрес в Гринбелте . [3] [4]
GSFC — крупнейшая объединенная организация ученых и инженеров в Соединенных Штатах, занимающаяся расширением знаний о Земле , Солнечной системе и Вселенной посредством наблюдений из космоса. GSFC — крупнейшая лаборатория США по разработке и эксплуатации беспилотных научных космических аппаратов. GSFC проводит научные исследования, разработку, производство и эксплуатацию космических систем, а также разработку связанных с ними технологий. Ученые Годдарда могут разрабатывать и поддерживать миссию, а инженеры и техники Годдарда могут проектировать и строить космический аппарат для этой миссии. Ученый Годдарда Джон К. Мазер разделил Нобелевскую премию по физике 2006 года за свою работу над COBE .
GSFC также управляет двумя сетями слежения за космическими полетами и сбора данных ( Космическая сеть и Околоземная сеть ), разрабатывает и поддерживает передовые информационные системы космических и геологических данных, а также разрабатывает спутниковые системы для Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).
GSFC управляет операциями для многих миссий NASA и международных миссий, включая космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) и космический телескоп Хаббла (HST), программу Explorers , программу Discovery , систему наблюдения за Землей (EOS), INTEGRAL , MAVEN , OSIRIS-REx , солнечную и гелиосферную обсерваторию ( SOHO ), обсерваторию солнечной динамики ( SDO ), спутниковую систему слежения и ретрансляции данных (TDRS) , Fermi и Swift . Прошлые миссии, управляемые GSFC, включают Rossi X-ray Timing Explorer ( RXTE ), обсерваторию гамма-излучения Комптона , SMM , COBE , IUE и ROSAT .
Основанный как Beltsville Space Center, Goddard был первым из четырех космических центров NASA . Его первоначальный устав заключался в выполнении пяти основных функций от имени NASA: разработка и изготовление технологий, планирование, научные исследования , технические операции и управление проектами. Центр состоит из нескольких управлений, каждое из которых отвечает за одну из этих ключевых функций.
1 мая 1959 года центр был переименован в Goddard Space Flight Center (GSFC) в честь Роберта Х. Годдарда . Его первые 157 сотрудников перешли из ракетной программы Project Vanguard ВМС США и продолжили работу в Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия, пока центр находился в стадии строительства.
Goddard Space Flight Center внес вклад в Project Mercury , первую в Америке программу пилотируемых космических полетов . Центр взял на себя ведущую роль в проекте на ранних этапах и управлял первыми 250 сотрудниками, участвовавшими в проекте, которые были размещены в Langley Research Center в Хэмптоне, штат Вирджиния . Однако масштабы и масштабы Project Mercury вскоре побудили NASA построить новый Центр пилотируемых космических кораблей, теперь Космический центр Джонсона , в Хьюстоне , штат Техас. Персонал и деятельность Project Mercury были переведены туда в 1961 году.
Goddard Space Flight Center продолжал участвовать в программе пилотируемых космических полетов, обеспечивая компьютерную поддержку и радиолокационное слежение за полетами через всемирную сеть наземных станций, называемую Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network (STDN). Однако Центр в первую очередь сосредоточился на проектировании беспилотных спутников и космических аппаратов для научно-исследовательских миссий. Goddard был пионером в нескольких областях разработки космических аппаратов, включая модульную конструкцию космических аппаратов, что снизило затраты и сделало возможным ремонт спутников на орбите. Спутник Solar Max Годдарда , запущенный в 1980 году, был отремонтирован астронавтами на космическом челноке Challenger в 1984 году. Космический телескоп Hubble, запущенный в 1990 году, остается в эксплуатации и продолжает расти в своих возможностях благодаря своей модульной конструкции и многочисленным миссиям по обслуживанию, проводимым космическим челноком.
Сегодня центр продолжает участвовать в каждой из ключевых программ NASA. Годдард разработал больше инструментов для исследования планет , чем любая другая организация, среди которых научные инструменты, отправленные на каждую планету Солнечной системы . [5] Вклад центра в Earth Science Enterprise включает несколько космических аппаратов в составе флота Earth Observing System , а также EOSDIS , систему сбора, обработки и распространения научных данных. Для программы пилотируемых космических полетов Годдард разрабатывает инструменты для использования астронавтами во время внекорабельной деятельности и управляет Lunar Reconnaissance Orbiter , космическим аппаратом, предназначенным для изучения Луны в рамках подготовки к будущим пилотируемым исследованиям .
.jpg/1280px-James_Webb_Space_Telescope_Revealed_(26764527611).jpg)
Информационный листок, освещающий многие из предыдущих миссий Годдарда, размещен на веб-странице, посвященной 40-летию миссии. [6]
Годдард участвовал в проектировании, строительстве и эксплуатации космических аппаратов со времен Explorer 1 , первого искусственного спутника страны. Список этих миссий отражает разнообразный набор научных задач и целей. Серия космических аппаратов Landsat изучает ресурсы Земли с момента запуска первой миссии в 1972 году. TIROS-1 был запущен в 1960 году как первый успешный в длинной серии метеорологических спутников . Платформа Spartan была развернута с космического челнока, что позволило выполнять простые и недорогие 2–3-дневные миссии. Вторая из Великих обсерваторий НАСА , Обсерватория гамма-излучения Комптона , проработала девять лет, прежде чем снова войти в атмосферу Земли в 2000 году. Другая космическая научная обсерватория Годдарда, Cosmic Background Explorer , предоставила уникальные научные данные о ранней Вселенной. [7]
В настоящее время Goddard поддерживает работу десятков космических аппаратов, собирающих научные данные. Эти миссии включают проекты по науке о Земле, такие как Earth Observing System (EOS), которая включает космические аппараты Terra , Aqua и Aura , летающие вместе с несколькими проектами из других центров или других стран. Другие крупные проекты по науке о Земле, которые в настоящее время работают, включают миссию по измерению тропических осадков (TRMM) и миссию по глобальному измерению осадков (GPM), миссии, которые предоставляют данные, критически важные для прогнозирования ураганов. Многие проекты Goddard поддерживают другие организации, такие как Геологическая служба США на Landsat-7 и -8 и Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) на системе геостационарных эксплуатационных экологических спутников (GOES), которые предоставляют прогнозы погоды.
Другие миссии Годдарда поддерживают различные дисциплины космической науки. Самый известный проект Годдарда — космический телескоп Хаббл , уникальная научная платформа, которая открывает новые горизонты в астрономии уже почти 20 лет. Другие миссии, такие как зонд Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), изучают структуру и эволюцию Вселенной. Другие миссии, такие как Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), в настоящее время изучают Солнце и то, как его поведение влияет на жизнь на Земле. Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) составляет карту состава и топографии Луны, а Solar Dynamics Observatory (SDO) отслеживает энергию Солнца и его влияние на Землю. Миссия по возвращению образца астероида OSIRIS-REx вернула образец с астероида 101955 Бенну в 2023 году и под названием OSIRIS-APEX направляется к астероиду 99942 Апофис в 2029 году.
Особого внимания заслуживает работа космического телескопа имени Джеймса Уэбба , который был запущен в 2022 году и позволяет проводить исследования во многих областях астрономии и космологии, таких как наблюдение за первыми звездами и формированием первых галактик. [8]
Сообщество Годдарда постоянно работает над многочисленными операциями и проектами, даты запуска которых варьируются от следующего года до десятилетия. Эти операции также различаются в том, что ученые надеются обнаружить.
Миссии НАСА (и, следовательно, миссии Годдарда) затрагивают широкий круг научных вопросов, которые обычно классифицируются по четырем ключевым областям: науки о Земле, астрофизика, гелиофизика и Солнечная система. [9] Если говорить проще, Годдард изучает Землю и Космос. [10]
В области наук о Земле Годдард играет важную роль в исследованиях, направленных на углубление нашего понимания Земли как экологической системы, рассматривая вопросы, связанные с тем, как развивались компоненты этой экологической системы, как они взаимодействуют и как они эволюционируют. Все это важно для того, чтобы ученые могли понять практические последствия природной и человеческой деятельности в течение следующих десятилетий и столетий.
В области космических наук Годдард отличился Нобелевской премией по физике 2006 года, присужденной Джону Мазеру, и миссией COBE. Помимо миссии COBE, Годдард изучает, как образовалась Вселенная, из чего она сделана, как взаимодействуют ее компоненты и как она развивается. Центр также вносит вклад в исследования, направленные на понимание того, как формируются и развиваются звезды и планетные системы, и изучает природу взаимодействия Солнца с его окружением.
На основе имеющихся знаний, накопленных в ходе предыдущих миссий, формулируются новые научные вопросы. Миссии разрабатываются так же, как эксперимент разрабатывался бы с использованием научного метода. В этом контексте Годдард не работает как независимая организация, а скорее как один из 10 центров NASA, работающих вместе, чтобы найти ответы на эти научные вопросы.
Каждая миссия начинается с набора научных вопросов, на которые нужно ответить, и набора научных требований к миссии, которые основываются на том, что уже было обнаружено предыдущими миссиями. Научные требования определяют типы данных, которые необходимо будет собрать. Затем эти научные требования преобразуются в концепции миссии, которые начинают определять тип космического корабля и научных приборов, которые необходимо разработать для ответа на эти научные вопросы.
В Годдарде Управление по науке и исследованиям (SED) руководит научной деятельностью центра, включая разработку технологий, связанных с научными исследованиями.
Некоторые из наиболее важных технологических достижений, разработанных Годдардом (и NASA в целом), исходят из необходимости внедрения инноваций с использованием новых научных инструментов для того, чтобы иметь возможность наблюдать или измерять явления в космосе, которые никогда ранее не измерялись или не наблюдались. Названия инструментов, как правило, известны по их инициалам. В некоторых случаях название миссии дает указание на тип задействованного инструмента. Например, космический телескоп Джеймса Уэбба, как следует из его названия, является телескопом, но он включает в себя набор из четырех отдельных научных инструментов: инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI); камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam); спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec); датчик точного наведения и формирователь изображений ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевой спектрограф (FGS-NIRISS). [11] Ученые в Годдарде тесно сотрудничают с инженерами для разработки этих инструментов.
Обычно миссия состоит из космического корабля с набором инструментов (несколькими инструментами) на борту. В некоторых случаях научные требования диктуют необходимость использования нескольких космических кораблей. Например, Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) изучает магнитное пересоединение, трехмерный процесс. Чтобы собрать данные об этом сложном трехмерном процессе, группа из четырех космических кораблей летит в тетраэдрическом построении. Каждый из четырех космических кораблей несет идентичные наборы инструментов. MMS является частью более крупной программы (Solar Terrestrial Probes), которая изучает воздействие Солнца на Солнечную систему.
Во многих случаях Годдард работает с партнерами (правительственными агентствами США, аэрокосмической промышленностью, университетскими исследовательскими центрами, другими странами), которые отвечают за разработку научных инструментов. В других случаях Годдард разрабатывает один или несколько инструментов. Затем отдельные инструменты интегрируются в набор инструментов, который затем интегрируется с космическим аппаратом. В случае MMS, например, Юго-Западный исследовательский институт (SwRI) отвечал за разработку научных инструментов, а Годдард обеспечивает общее управление проектом, проектирование систем миссии, космический аппарат и операции миссии. [12]
На Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) шесть инструментов были разработаны рядом партнеров. Один из инструментов, Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), был разработан Goddard. LOLA измеряет уклоны посадочной площадки и неровности лунной поверхности для создания трехмерной карты Луны. [13]
Еще одна миссия, которой будет руководить Годдард, — MAVEN . MAVEN — вторая миссия в рамках программы Mars Scout , которая исследует атмосферу Марса в поддержку более масштабных усилий NASA по полету на Марс. MAVEN несет восемь инструментов для измерения характеристик атмосферных газов Марса, верхней атмосферы, солнечного ветра и ионосферы . Партнерами по разработке инструментов являются Университет Колорадо в Боулдере и Калифорнийский университет в Беркли . Годдард внес вклад в общее управление проектом, а также в два инструмента — два магнитометра.
После запуска миссии и достижения ею пункта назначения ее приборы начинают собирать данные. Данные передаются обратно на Землю, где их необходимо проанализировать и сохранить для дальнейшего использования. Годдард управляет большими коллекциями научных данных, полученных в результате прошлых и текущих миссий.
Подразделение наук о Земле размещает Центр услуг по данным и информации о науке о Земле имени Годдарда (GES DISC). [14] Он предлагает данные, информацию и услуги по науке о Земле для ученых-исследователей, прикладных ученых, пользователей приложений и студентов.
Координированный архив данных космической науки НАСА ( NSSDCA), созданный в Годдарде в 1966 году, содержит постоянный архив данных космической науки, включая большую коллекцию изображений из космоса.
Раздел 102(d) Национального закона об аэронавтике и космосе 1958 года призывает к «проведению долгосрочных исследований потенциальных выгод, возможностей и проблем, связанных с использованием аэронавтики и космической деятельности в мирных и научных целях». [15] В связи с этим мандатом в 1962 году была создана Программа использования технологий, которая требовала, чтобы технологии были доставлены на Землю и коммерциализированы для того, чтобы помочь экономике США и улучшить качество жизни. [16]
Документирование этих технологий, которые были выделены, началось в 1976 году с «Spinoff 1976». [17] С тех пор НАСА выпускает ежегодную публикацию этих выделенных технологий через Офис программы инновационных партнерств.
Центр космических полетов имени Годдарда внес значительный вклад в экономику США и качество жизни с помощью технологий, которые он создал. Вот несколько примеров: технология метеозондов помогла пожарным с ее радиостанциями ближнего действия; алюминизированный майлар в спутниках сделал спортивное оборудование более изолированным; лазерные оптические системы преобразили индустрию камер, а миссии по обнаружению жизни на других планетах помогают ученым находить бактерии в зараженной пище. [18]
Частично лесистый кампус Годдарда находится в 6,5 милях (10,5 км) к северо-востоку от Вашингтона, округ Колумбия, в округе Принс-Джорджес . Центр находится на Гринбелт-роуд, которая является Мэрилендским маршрутом 193. Балтимор, Аннаполис и штаб-квартира НАСА в Вашингтоне находятся в 30–45 минутах езды по шоссе. В Гринбелте также есть железнодорожная станция с доступом к системе Вашингтонского метрополитена и линии пригородных поездов MARC Camden.
Чистая комната High Bay, расположенная в здании 29, является крупнейшей в мире чистой комнатой ISO 7 с 1,3 миллиона кубических футов (37 000 м 3 ) пространства. [19] Вакуумные камеры в соседних зданиях 10 и 7 могут охлаждаться или нагреваться до ±200 °C (392 °F). В соседнем здании 15 находится высокопроизводительная центрифуга, способная генерировать 30 G при нагрузке до 2,3 тонны (2,5 коротких тонны). [20]
Корпорация Parsons оказала помощь в строительстве чистого помещения класса 10 000 для поддержки космического телескопа Хаббл, а также других миссий Годдарда. [21]
Исследовательский центр архива науки астрофизики высоких энергий (HEASARC) является назначенным центром NASA для архивирования и распространения данных и информации астрономии высоких энергий. Информация по рентгеновской и гамма- астрономии и связанным с ней архивам миссий NASA поддерживается для публичной информации и научного доступа. [22]
Центр технологий обеспечения программного обеспечения (SATC) — это подразделение NASA, основанное в 1992 году как часть Управления надежности и безопасности систем в Центре космических полетов имени Годдарда. Его целью было «стать центром передового опыта в обеспечении программного обеспечения, нацеленным на достижение измеримых улучшений как качества, так и надежности программного обеспечения, разработанного для NASA в GSFC». Центр стал источником исследовательских работ по метрикам программного обеспечения, обеспечению и управлению рисками. [23]
В то время как NASA находилось в самом разгаре эры миссии «Джемини», возникла необходимость в новом типе операционного центра, и в здании 13 был создан Центр управления сетью пилотируемых космических полетов (MSFNOCC). С течением лет название менялось, и, соответственно, возможности расширялись; объект на протяжении многих лет был центром GSFC для пилотируемых космических полетов и миссий ракет-носителей и имеет особую честь поддерживать каждую отдельную миссию «Шаттл».
После MSFNOCC объект был переименован в Центр управления сетями (NCC). Он оставался NCC до 1997–1999 годов, когда был создан NIC. NIC поддержал начало новой эры растущей космической связи, включавшей Международную космическую станцию (МКС). Позднее объект был реконструирован с пола и стал Центром управления ближними космическими операциями (NSOCC) в 2023 году. В настоящее время NSOCC обеспечивает критически важную поддержку миссий для различных запусков, включая миссии SpaceX Crew & Cargo, научные миссии, такие как JWST и PACE, а также предоставляет критически важные услуги по передаче данных для Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и Европейского космического агентства (ESA).
NSOCC предоставляет консольное рабочее пространство для различных сетевых элементов для совместной работы и предоставления максимально возможного уровня обслуживания NASA и его клиентам. Некоторые сетевые элементы, включенные в структуру поддержки NSOCC, включают Flight Dynamics Facility (FDF), Human Space Flight (HSF), Launch Vehicles (LV) и Robotics mission support leadership, Search and Rescue (SAR) и «Data Acquisition Processing and Handling Network Environment (DAPHNE+)».
Центр для посетителей Годдарда открыт для публики со вторника по воскресенье, бесплатно, и демонстрирует космические аппараты и технологии, разработанные там. Космический телескоп Хаббл представлен моделями и снимками дальнего космоса из недавних миссий. В центре также есть проекционная система Science On a Sphere .
Центр также располагает Центром ресурсов для педагогов, доступным для использования учителями и волонтерами в сфере образования, такими как лидеры бойскаутов и герлскаутов, и проводит специальные мероприятия в течение года. Например, в сентябре 2008 года Центр открыл свои двери для Goddard LaunchFest. [24] Мероприятие, бесплатное для публики, включало: соревнования роботов, экскурсии по объектам Goddard, организованные сотрудниками NASA, и живые развлечения на территории Goddard. В GSFC также есть большой бальный зал для гостевых мероприятий, таких как лекции, презентации и званые ужины. [25]
GSFC управляет тремя объектами, которые не находятся на территории Greenbelt. Эти объекты:
GSFC также отвечает за комплекс White Sands , состоящий из двух площадок в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико , но эта площадка принадлежит Космическому центру Джонсона как часть испытательного комплекса White Sands .
.jpg/1280px-Goddard_scientist_Jennifer_Eigenbrode_(6385412459).jpg)
В Центре космических полетов имени Годдарда работают более 3000 государственных служащих, 60% из которых — инженеры и ученые. [26] Ежедневно на объекте находится около 7000 вспомогательных подрядчиков. Это одно из крупнейших сосредоточений ведущих мировых космических ученых и инженеров. Центр состоит из 8 управлений, в том числе Прикладной инженерии и технологий, Летных проектов, Науки и исследований, а также Безопасности и обеспечения миссий. [27]
Студентов кооперативного обучения из университетов всех 50 штатов можно встретить на территории кампуса каждый сезон в рамках Программы кооперативного обучения. [28] Летом такие программы, как Летний институт инженерии и компьютерных приложений (SIECA) и Превосходство через сложные исследования и лидерство (EXCEL), предоставляют возможности стажировки студентам из США и таких территорий, как Пуэрто-Рико, для обучения и участия в сложной научной и инженерной работе.
Goddard Space Flight Center поддерживает связи с местными сообществами через внешние волонтерские и образовательные программы. Сотрудников поощряют принимать участие в программах наставничества и выступать с докладами в школах региона. В Центре Goddard регулярно проводятся коллоквиумы по инженерии, лидерству и науке. Эти мероприятия открыты для широкой публики, но участники должны зарегистрироваться заранее, чтобы получить пропуск для посетителей на главную территорию центра. Пропуска можно получить у главных ворот офиса охраны на Greenbelt Road.
Годдард также предлагает несколько различных возможностей для стажировок, включая NASA DEVELOP в Центре космических полетов имени Годдарда.
Королева Великобритании Елизавета II и ее муж принц Филипп, герцог Эдинбургский посетили Центр космических полетов Годдарда во вторник, 8 мая 2007 года. Экскурсия по Годдарду была близка к завершению визита королевы в ознаменование 400-летия основания Джеймстауна в Вирджинии. Королева пообщалась с экипажем на борту Международной космической станции [29] из Центра сетевой интеграции (NIC, теперь NSOCC), расположенного в здании 13.
Центр космических полетов имени Годдарда (GSFC) НАСА расположен в городе Гринбелт, штат Мэриленд, примерно в 6,5 милях к северо-востоку от Вашингтона, округ Колумбия. Пригородный кампус расположен примерно в 1 миле к северо-востоку от Capital Beltway/Interstate 495.
Визит последовал за подписанием 19 апреля заявления о намерениях между НАСА и
Британским национальным космическим центром
в Лондоне, в котором подтверждалось взаимное желание обсуждать конкретные области потенциального сотрудничества, включая лунную науку и исследования.
