Центр космических полётов имени Маршалла

Центр космических полётов имени Маршалла (англ. Marshall Space Flight Center, MSFC) — одно из крупнейших подразделений Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США, расположенное в городе Хантсвилл, штат Алабама. Центр специализируется на разработке ракетных двигателей, космических транспортных систем, научных экспериментов в условиях микрогравитации, а также на управлении программами Международной космической станции (МКС) и космического телескопа «Хаббл». Назван в честь генерала Джорджа Кэтлетта Маршалла, пятого начальника штаба армии США и государственного секретаря.

История

Создание и ранние годы (1940–1960)

История центра восходит к 1940-м годам, когда в Хантсвилле был размещён армейский арсенал «Редстоун» (Redstone Arsenal). В 1945 году, после окончания Второй мировой войны, в США по программе «Скрепка» (Operation Paperclip) была вывезена группа немецких учёных-ракетчиков во главе с Вернером фон Брауном. Они работали на полигоне Уайт-Сэндс (Нью-Мексико), а в 1950 году были переведены в Хантсвилл, где начали разработку баллистических ракет для армии США.

В 1950 году здесь была создана Ракетная лаборатория «Редстоун» (Redstone Rocket Laboratory), которая в 1956 году была переименована в Агентство по баллистическим ракетам армии (Army Ballistic Missile Agency, ABMA). Под руководством фон Брауна были разработаны ракеты «Редстоун», «Юпитер» и «Першинг», а также спутниковая программа «Эксплорер-1» (запущен 31 января 1958 года).

Переход к NASA (1960)

После создания NASA в 1958 году, 1 июля 1960 года ABMA была передана в состав гражданского космического агентства и переименована в Центр космических полётов имени Маршалла. Первым директором центра стал Вернер фон Браун, занимавший эту должность до 1970 года. Центр стал головной организацией по разработке ракет-носителей «Сатурн» для программы «Аполлон».

Эпоха «Аполлон» (1961–1972)

MSFC отвечал за проектирование, испытания и производство ракет-носителей семейства «Сатурн»: «Сатурн I», «Сатурн IB» и «Сатурн V». Именно ракета «Сатурн V», разработанная в Хантсвилле, доставила астронавтов на Луну в рамках миссий «Аполлон-11» (1969) — «Аполлон-17» (1972). В центре также проводились наземные испытания двигателей F-1 (первая ступень) и J-2 (вторая и третья ступени).

Программа «Спейс Шаттл» (1972–2011)

После завершения лунной программы MSFC сосредоточился на разработке многоразовой транспортной космической системы (Space Shuttle). Центр отвечал за создание внешнего топливного бака, твердотопливных ускорителей, главных двигателей шаттла (RS-25) и систем управления полётом. Первый полёт шаттла «Колумбия» (STS-1) состоялся 12 апреля 1981 года.

Современный этап (2011 — настоящее время)

После завершения программы «Спейс Шаттл» в 2011 году MSFC переключился на разработку сверхтяжёлой ракеты-носителя SLS (Space Launch System) и космического корабля «Орион» в рамках программы «Артемида», нацеленной на возвращение человека на Луну. Центр также управляет программами научных экспериментов на МКС, включая работу с коммерческими грузовыми кораблями (Cygnus, Dragon) и разработку малых спутников (CubeSat).

Структура и подразделения

Центр состоит из нескольких основных управлений и лабораторий:

• Управление разработки ракетных двигателей — проектирование и испытания жидкостных и твердотопливных двигателей, включая двигатели RS-25 (для SLS) и RL-10.
• Управление космических транспортных систем — интеграция ракет-носителей, включая SLS и коммерческие системы.
• Управление научных исследований — проведение экспериментов в области материаловедения, биологии, физики жидкостей и горения в условиях микрогравитации.
• Лаборатория космической среды — испытания оборудования на устойчивость к вибрациям, тепловым нагрузкам и вакууму.
• Центр управления полётами — обеспечение связи с МКС и управление научными модулями.

Ключевые проекты и достижения

Ракеты-носители

• «Редстоун» (1950-е) — первая баллистическая ракета, разработанная в центре; модификация «Редстоун MRLV» использовалась для суборбитальных полётов программы «Меркурий» (1961).
• «Сатурн V» (1967–1973) — самая мощная ракета в истории (высота 110,6 м, грузоподъёмность до 140 т на низкую опорную орбиту); совершила 13 успешных запусков, включая 6 посадок на Луну.
• SLS (с 2011) — сверхтяжёлая ракета с грузоподъёмностью до 95 т на низкую опорную орбиту; первый беспилотный запуск (миссия «Артемида-1») состоялся 16 ноября 2022 года.

Космические аппараты и эксперименты

• Космический телескоп «Хаббл» (запущен в 1990 году) — центр отвечал за разработку и интеграцию научных приборов, а также за управление миссией до 2009 года (после — передано Центру космических полётов Годдарда).
• Лаборатория микрогравитации (MSFC Microgravity Laboratory) — проведено более 2000 экспериментов на МКС, включая выращивание кристаллов белков, изучение поведения пламени и жидкостей.
• Программа «Чандра» (Chandra X-ray Observatory, 1999) — центр участвовал в создании рентгеновского телескопа.

Коммерческие программы

• Commercial Orbital Transportation Services (COTS) — MSFC курировал разработку грузовых кораблей Dragon (SpaceX) и Cygnus (Orbital ATK) для снабжения МКС.
• Commercial Crew Program — центр участвовал в сертификации кораблей Crew Dragon (SpaceX) и Starliner (Boeing) для пилотируемых полётов.

Испытательная база

Центр располагает уникальными испытательными стендами:

• Стенд 4670 (Dynamic Test Stand) — высота 120 м, используется для вибрационных испытаний ракет «Сатурн V» и SLS.
• Стенд 4693 (Static Test Stand) — для огневых испытаний двигателей F-1, J-2, RS-25.
• Аэродинамическая труба (14×14 футов) — для моделирования полёта на сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях.
• Центр моделирования космической среды (Space Environmental Simulator) — вакуумная камера диаметром 12 м для испытаний спутников.

Научные исследования

MSFC проводит фундаментальные и прикладные исследования в следующих областях:

• Материаловедение — изучение роста кристаллов, свойств сплавов и полимеров в невесомости.
• Биология — влияние микрогравитации на клеточные культуры, бактерии и растения.
• Физика жидкостей — поведение капель, пузырьков и течений в условиях отсутствия конвекции.
• Горение — исследование пламени в микрогравитации для повышения пожарной безопасности космических аппаратов.
• Астрофизика — обработка данных с телескопов «Хаббл» и «Чандра».

Международное сотрудничество

Центр участвует в совместных проектах с космическими агентствами других стран:

• Европейское космическое агентство (ESA) — разработка модуля «Коламбус» для МКС (2008) и экспериментов на борту.
• Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) — совместные эксперименты с модулем «Кибо» и роботом-манипулятором.
• Роскосмос — координация научных экспериментов на российском сегменте МКС (в рамках соглашений до 2022 года).

Критика и проблемы

В разные годы центр подвергался критике за:

• Перерасход средств — стоимость программы SLS многократно превысила первоначальные оценки (с 2011 по 2022 год затраты составили более 23 млрд долларов).
• Технические задержки — первый запуск SLS был перенесён с 2017 на 2022 год из-за проблем с двигателями и интеграцией.
• Политическая зависимость — расположение центра в Алабаме часто связывали с лоббированием интересов конгрессменов от этого штата, что приводило к сохранению устаревших технологий.

Интересные факты

• В 1969 году, во время миссии «Аполлон-11», центр транслировал прямые репортажи для жителей Хантсвилла на огромном экране, установленном на парковке.
• В 1980-х годах в MSFC разрабатывался проект ядерного ракетного двигателя (NERVA), но программа была закрыта в 1972 году.
• В 2013 году центр провёл испытания двигателя RS-25, который ранее использовался на шаттлах, для программы SLS — это был первый огневой тест двигателя за 30 лет.
• На территории центра находится Музей космонавтики (U.S. Space & Rocket Center), где выставлены макеты ракет «Сатурн V» и «Редстоун».

Источники

• NASA Marshall Space Flight Center. «MSFC History and Organization». NASA Technical Reports Server, 2020.
• Bilstein, R. E. «Stages to Saturn: A Technological History of the Apollo/Saturn Launch Vehicles». NASA SP-4206, 1980.
• Ward, J. «The Marshall Space Flight Center: A History of Space Exploration». University of Alabama Press, 2005.
• NASA. «Space Launch System Program: Overview and Status». NASA Report, 2023.
• «Commercial Crew Program: Marshall Space Flight Center Role». NASA Fact Sheet, 2021.