마셜 우주비행센터
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1. 개요
마셜 우주 비행 센터(MSFC)는 미국 항공 우주국(NASA)의 연구 센터로, 1960년 7월 1일 앨라배마주 헌츠빌의 레드스톤 병기창에 설립되었다. MSFC는 2차 세계 대전 이후 미국으로 이주한 독일 로켓 과학자들의 연구를 기반으로 설립되었으며, 베르너 폰 브라운 박사가 초대 소장을 역임했다. MSFC는 아폴로 계획, 우주왕복선 프로그램, 국제 우주 정거장(ISS) 건설 및 운영, 허블 우주 망원경, 찬드라 X선 관측선 개발 등 NASA의 주요 우주 개발 계획에서 핵심적인 역할을 수행했다. 현재는 우주 발사 시스템(SLS) 개발을 주도하며, 과학 연구, 기술 개발, 지구 과학 연구 등 다양한 분야에서 활동하고 있다.
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| 마셜 우주비행센터 - [정부기관]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 설립일 | 1960년 7월 1일 |
| 전신 | 레드스톤 병기창 |
| 소속 기관 | NASA |
| 관할 | 미국 연방 정부 |
| 본부 위치 | 앨라배마주매디슨 카운티레드스톤 병기창 |
| 직원 수 | 6,000명 (공무원 2,300명 포함) |
| 예산 | 20억 달러 |
| 센터 소장 | 조지프 펠프리 |
| 웹사이트 | 마셜 우주 비행 센터 |
2. 역사
1960년 7월 1일 헌츠빌의 레드스톤 병기창에 마셜 우주비행센터가 설립되었다. 7km2의 부지 내에는 본부 건물과 지상 연료 실험대 등 270개의 건물이 있었다. 초대 연구소장은 베르너 폰 브라운 박사였으며, 1970년 1월까지 소장직을 맡았다.[4] 폰 브라운이 이끌어온 육군 탄도미사일개발국은 마셜우주비행센터로 개칭되었다.
마셜 우주 비행 센터(MSFC)는 미국 육군 탄도 미사일국 및 레드스톤 병기창을 중심으로 하는 육군 조병국 미사일 사령부에서 탄생했다. 당초에는 텍사스주 포트 블리스에 본거지를 두었지만, 후에 베르너 폰 브라운 박사가 이끄는 연구자 팀에 의해 레드스톤 병기창으로 이전했다.
MSFC는 NASA의 로켓 추진 시스템 및 기술 개발을 위한 주도 센터였다. 1960년대에는 아폴로 계획에 집중했으며, 새턴 계열 발사체가 MSFC에서 설계 및 시험되었다. MSFC는 스카이랩, 우주왕복선, 스페이스랩 등 아폴로 이후의 활동에서도 중요한 역할을 했다.
2016년 기준으로, 2300명의 민간인 계약자와 함께 6000명이 근무하며, 20억달러의 예산을 사용한다.[4]
2. 1. 설립 배경
1941년 헌츠빌 병기창이 설립되었다. 이곳은 엣지우드 병기창에 이어 두 번째 화학탄 생산 공장이었다. 1941년 7월 3일 전쟁부에서 설립을 발표했으며, 미 육군이 부지를 매입함에 따라 550 가구 이상이 이주해야 했다.1945년 5월, 제2차 세계 대전이 종전된 후, 미국은 페이퍼클립 작전을 통해 나치 독일의 첨단 군사 기술 과학자와 기술자들을 미국으로 데려왔다. 1945년 8월, 베르너 폰 브라운이 이끄는 127명의 미사일 전문가들이 미국 육군 병기 군단과 고용 계약을 체결했다.[4] 이들 대부분은 페네뮌데에서 폰 브라운의 지휘 아래 V-2 미사일 개발에 참여했던 인물들이었다. 이들은 텍사스주 포트 블리스로 보내져 육군의 새로 창설된 연구 개발부(로켓)에 합류했다.
이후 5년 동안 폰 브라운과 독일 과학자 및 기술자들은 주로 V-2 미사일을 개조하고 개선하는 데 참여했다. 시험은 인근 뉴멕시코주 화이트 샌즈 미사일 시험장에서 수행되었다. 폰 브라운은 WAC 코퍼럴 로켓을 V-2의 2단계로 사용하여 약 402.33km 고도를 기록했다.[4]
제2차 세계 대전 중, 탄약 포탄의 생산과 저장은 앨라배마주 헌츠빌 인근 세 곳의 병기창에서 이루어졌다. 전쟁 후, 이들은 폐쇄되었고, 세 지역이 합쳐져 레드스톤 병기창을 형성했다. 1949년, 미국 육군 장관은 포트 블리스에서 레드스톤 병기창의 새로운 센터로 로켓 연구 개발 활동 이전을 승인했다. 1950년 4월부터 폰 브라운 그룹을 포함하여 약 1,000명이 이전에 참여했다. 이 시기에 유도 미사일에 대한 R&D 책임이 추가되었고, PGM-11 레드스톤이 된 중거리 유도 미사일에 대한 연구가 시작되었다.
1956년 2월, 육군 탄도 미사일 기구 (ABMA)가 설립되었다. 1958년 3월 말부터 ABMA와 새로 운영되는 우주 프로그램을 포함하는 미국 육군 병기 미사일 사령부 (AOMC)가 발효되었다.
1960년 7월 1일, 헌츠빌의 레드스톤 병기창에 마셜 우주비행센터가 설립되었다. 7km2의 부지 내에 본부 건물과 지상 연료 실험대 등 270개의 건물이 있었다. 초대 연구소장은 폰 브라운 박사였다. 폰 브라운이 이끌어온 육군 탄도미사일개발국을 마셜우주비행센터로 개칭했다.
2. 2. 마셜 우주 비행 센터 설립 (1960년)
1960년1월 1일, 아이젠하워 대통령은 비군사적 우주 개발을 담당할 민간 기관으로 미국 항공 우주국(NASA)을 설립하고, 레드스톤 병기창 부지에 마셜 우주비행센터(MSFC)를 설립했다. 베르너 폰 브라운 박사가 MSFC의 초대 소장으로 임명되었으며, 폰 브라운의 독일 출신 동료들이 MSFC의 핵심 기술 인력으로 합류했다.[11] MSFC는 초기에는 육군 탄도 미사일 기구(ABMA)의 시설과 인력을 기반으로 운영되었으며, 약 4,670명의 민간 직원과 1억달러 상당의 건물 및 장비를 이전받았다.[12]MSFC의 기술 책임자들은 모두 폰 브라운이 기술 이사로 있었던 ABMA에서 많은 성공을 도운 사람들이었다. 새로운 MSFC의 초기 기술 리더들은 제2차 세계 대전 이전 독일에서 폰 브라운과 함께 일했던 전 동료들이었다. 이 기술 부서 및 부서장들은 다음과 같다.[12]
| 직책 | 이름 |
|---|---|
| 국장 | 베르너 폰 브라운 |
| R&D 부국장 | 에버하르트 F. M. 리스 |
| 신뢰성 부서 | H. 어거스트 슐츠 |
| 미래 계획 부서 | 하인츠-헤르만 쾰레 |
| 경량 및 중형 차량 부서 | 한스 휴터 |
| 새턴 시스템 부서 | O. 헤르만 랑게 |
| 기술 프로그램 조정 부서 | 조지 N. 콘스탄 |
| 무기 시스템 부서 | 베르너 G. 틸러 |
| 발사 작전 관리국 | 쿠르트 H. 데부스 |
| 공기역학 부서 | 에른스트 G. 가이슬러 |
| 계산 부서 | 헬무트 휠처 |
| 제작 및 조립 엔지니어링 부서 | 한스 H. 마우스 |
| 유도 및 제어 부서 | 발터 하우서만 |
| 품질 부서 | 디터 E. 그라우 |
| 연구 계획 부서 | 에른스트 슈툴링거 |
| 구조 및 역학 부서 | 윌리엄 A. M라젝 |
| 시험 부서 | 카를 L. 하임부르크 |
마셜 우주 비행 센터(MSFC)는 NASA의 주요 발사 시스템 개발 및 통합 기관이자, 첨단 우주 추진 연구를 위한 선도적인 국가 자원이다. MSFC는 우주선을 초기 개념부터 지속적인 운용 서비스까지 구현할 수 있는 엔지니어링 역량을 갖추고 있다.
쾰레를 제외한 모든 기술 부서 및/또는 부서장들은 페네뮌데에서 함께 일한 후 페이퍼클립 작전을 통해 미국으로 왔다. 폰 브라운은 이들의 능력을 잘 알고 있었고 그들에게 큰 신뢰를 보냈다.
3. 주요 계획 및 업적
1960년대 후반 달 탐사 프로그램의 새턴 V처럼 저궤도 너머로 크고 유인 인증을 받은 탑재체를 운반할 새로운 대형 로켓 개발을 위해, 2011년 3월 NASA는 MSFC가 우주 발사 시스템 프로그램 사무소를 운영할 것이라고 발표했다.
MSFC는 지구에서의 발사(우주 발사체), 우주에서의 삶과 작업(국제 우주 정거장), 그리고 우리 세계와 그 너머에 대한 이해(첨단 과학 연구)라는 세 가지 핵심 분야에서 NASA의 임무를 지원한다.[43]
MSFC는 우주왕복선의 액체 연료 로켓 및 고체 연료 로켓, 델타 시리즈 등 현행 로켓을 개발하여 인공위성 및 화성 탐사선 발사 등에 사용했다. 2006년 MSFC는 컨스텔레이션 계획을 통해 아레스 I, 아레스 V, 오리온 우주선 등을 개발했으나, 2010년에 중단되었다.
주요 지원 및 개발 계획:3. 1. 아폴로 계획 (1961년 ~ 1972년)
존 F. 케네디 대통령은 1961년 5월 25일에 10년 안에 달에 착륙하겠다는 목표를 선언했다.[14] 이에 따라 아폴로 계획에서 마셜 우주비행센터(MSFC)는 새턴 로켓 제품군 개발을 담당하게 되었다. 이를 위해 J-2, F-1, H-1 등 3개의 새로운 액체 연료 로켓 엔진을 개발하고 검증해야 했다. 리랜드 F. 빌로우가 엔진 개발실을 관리했다.[15]
새턴 I 로켓은 1961년 10월 27일에 첫 시험 비행을 했다. 1단계(S-I)는 8개의 H-1 엔진으로 총 150만 파운드 추력을 냈고, 2단계(SIV)는 6개의 LR10A-3 엔진으로 총 9만 파운드 추력을 냈다. 10대의 새턴 I 로켓이 보일러플레이트 장치 비행 테스트에 사용되었다.
새턴 IB(개선형 새턴 I)는 1966년 2월 26일에 첫 시험 비행을 했다. 1단계(S-IB)는 8개의 H-1 엔진을 가졌고, 2단계(S-IVB)는 1개의 J-2 엔진으로 23만 파운드 추력을 냈다. 14대의 새턴 IB가 제작되어 무인 테스트와 유인 임무에 사용되었다.
새턴 V는 아폴로 계획의 핵심 로켓으로, 아서 루돌프의 지휘하에 설계되었다. 3개의 추진 단계와 계측 장치로 구성되었으며, 각 단계별 추력은 다음과 같다.
| 단계 | 엔진 종류 | 개수 | 추력 |
|---|---|---|---|
| 1단계 (S-IC) | F-1 | 5개 | 총 750만 파운드 |
| 2단계 (S-II) | J-2 | 5개 | 총 100만 파운드 |
| 3단계 (S-IVB) | J-2 | 1개 | 20만 파운드 |
계측 장치(IU)는 유도 시스템 구성 요소를 포함한 "두뇌" 역할을 했다.
새턴 V의 첫 시험 비행은 1967년 11월 9일에 이루어졌다. 1969년 7월 16일, 아폴로 11호 우주선과 3명의 우주 비행사를 달로 보냈으며, 1972년 12월 6일까지 아폴로 발사가 계속되었다. 1973년 5월 14일에는 스카이랩 프로그램에 사용되었다. 총 15대의 새턴 V가 제작되었다.
MSFC는 새턴 로켓의 프로토타입 제작 시설을 갖추고, 대형 컴퓨터를 점검 절차에 활용했다. 새턴 V 동적 테스트 스탠드를 포함한 여러 테스트 스탠드를 건설하여 로켓 성능을 검증했다.
새턴 로켓 제작을 위해 1961년 루이지애나주 뉴올리언스 근처의 미추드 로켓 공장이 선정되었고, 미시시피주 핸콕 카운티의 13500acre 부지가 미시시피 테스트 시설로 선정되어 로켓 테스트를 수행했다.
MSFC는 프로젝트 하이워터와 페가수스 위성 프로그램 등 과학 연구 프로젝트도 수행했다.
3. 2. 우주왕복선 프로그램 (1981년 ~ 2011년)
1972년 1월 5일, 리처드 닉슨 대통령은 재사용 가능한 우주 수송 시스템(STS)인 우주왕복선 개발 계획을 발표했다. 우주왕복선은 승무원과 탑재체를 포함하는 궤도선(OV), 두 개의 고체 로켓 부스터(SRB), OV의 주 엔진을 위한 액체 연료를 운반하는 외부 탱크(ET)로 구성되었다. MSFC는 SRB, OV의 세 개의 주 엔진, ET를 담당했으며, 일부 비행에서 우주왕복선의 화물칸에 실려 운반된 유럽 우주국이 개발한 다목적 실험실인 스페이스랩의 통합도 담당했다.[22]1975년 OV 주 엔진의 첫 번째 시험 발사가 이루어졌다. 2년 후, SRB의 첫 번째 발사가 있었고 MSFC에서 ET에 대한 시험이 시작되었다. 1977년 2월, 우주왕복선 수송기(SCA)에 부착된 첫 번째 ''엔터프라이즈'' OV 비행이 있었고, 8월과 10월에 자유 착륙이 이어졌다. 1978년 3월, ''엔터프라이즈'' OV는 SCA 상단에 실려 MSFC로 비행했다. ET와 결합된 부분 우주왕복선은 개조된 새턴 V 동적 시험대로 들어 올려져 발사 시 발생하는 것과 유사한 모든 범위의 진동에 노출되었다. 첫 번째 우주 비행 가능한 우주왕복선인 ''컬럼비아''가 완성되어 점검 및 발사 준비를 위해 KSC에 배치되었다. 1981년 4월 12일, ''컬럼비아''는 첫 번째 궤도 시험 비행을 수행했다.
우주 왕복선은 지금까지 제작된 가장 복잡한 우주선이었다. 1972년 우주 왕복선 프로그램 시작부터 우주 왕복선 추진력의 관리 및 개발은 마셜 우주 비행 센터(MSFC)의 주요 활동이었다. 알렉스 A. 맥쿨 주니어는 MSFC의 우주 왕복선 프로젝트 사무소의 초대 매니저였다.
1980년 내내 MSFC의 엔지니어들은 최초의 우주 왕복선 발사 계획과 관련된 테스트에 참여했다. 이 초기 테스트 및 이후 각 우주 왕복선 발사 전에 헌츠빌 운영 지원 센터의 인력은 콘솔을 모니터링하여 플로리다 발사에서 우주 왕복선 추진과 관련된 모든 문제를 평가하고 해결하는 데 도움을 주었다.
1981년 4월 12일, ''컬럼비아''는 두 명의 우주 비행사를 태우고 첫 번째 궤도 시험 비행(STS-1)을 수행하여 전체 시스템의 결합된 성능을 확인했다. 11월 12일에는 ''컬럼비아''의 안전한 재발사를 보여주는 STS-2가 이어졌다. 1982년에는 STS-3 및 STS-4가 완료되었다. 11월 11일에 발사된 STS-5는 첫 번째 운영 임무였으며, 4명의 우주 비행사를 태우고 두 개의 상업 위성을 배치했다. 이 세 번의 비행 모두에서 우주 왕복선의 화물칸에 있는 팔레트에서 기내 실험이 수행되었다.
1986년 1월 28일, 우주 왕복선 ''챌린저''가 STS-51-L 임무로 발사되었으나, 비행 시작 후 1분 13초 만에 폭발했다. 고속 추적 필름 및 원격 측정 신호 분석 결과, 고체 로켓 부스터(SRB) 중 하나의 연결 부위에서 누출이 발생한 것으로 나타났다. 새어 나온 불꽃이 외부 탱크(ET) 표면에 닿아 차량이 파괴되고 승무원이 사망했다. 참사의 근본 원인은 오른쪽 SRB의 O-링 고장으로 밝혀졌으며, 추운 날씨가 원인이 되었다. 이후 SRB 재설계 및 광범위한 테스트가 수행되었고, 1986년 나머지 기간과 1987년에는 우주 왕복선 임무가 없었다. 1988년 9월 STS-26과 함께 비행이 재개되었다.
많은 우주왕복선 비행은 탑재된 연구를 수행하기 위한 장비를 운송했으며, 이러한 장비는 우주왕복선의 화물칸에 있는 팔레트 또는 기타 배치(대부분 주 임무를 위한 하드웨어 외에) 형태로 수용되었다. 이러한 실험 탑재체의 통합은 MSFC의 책임이었다.
MSFC는 관성 상단 추진체의 개조를 관리했다. 이 고체 로켓은 1989년 5월에 처음 비행하여, 궤도선 ''마젤란(Magellan)'' 행성 탐사선을 궤도선 ''애틀랜티스''에서 발사하여 15개월 동안 태양을 공전한 후 결국 금성 궤도에 진입시켜 4년 동안 레이더 표면 매핑을 수행했다.
MSFC는 외부 탱크를 포함한 우주 왕복선의 로켓 추진 요소에 대한 책임을 맡고 있었다. 2003년 2월 1일, 우주 왕복선 ''컬럼비아''호 참사는 발사 중 외부 탱크에서 떨어져 나온 단열재 조각이 궤도선의 왼쪽 날개에 있는 열 보호 장치를 손상시키면서 발생했다.
NASA는 2011년에 우주 왕복선을 퇴역시켰고, 이로 인해 미국은 2020년 Demo-2가 진행되기 전까지 9년 동안 유인 우주 임무를 위해 러시아의 ''소유즈''' 우주선에 의존하게 되었다.[36][37]
3. 3. 국제우주정거장 (ISS) (1998년 ~ 현재)
국제 우주 정거장(ISS)은 미국, 러시아, 유럽, 일본, 그리고 캐나다 우주국의 협력 사업이다. 이 정거장에는 2000년 11월 2일부터 사람이 지속적으로 거주하고 있다. 하루에 16번 궤도를 돌며 평균 약 402.33km 고도에서 운행하며, 전 세계 표면의 약 90%를 통과한다. 질량은 약 422747.74kg 이상이며, 6명의 승무원이 연구를 수행하고 미래 탐사를 준비한다.국제 우주 정거장은 적어도 2030년 말까지 운영될 예정이다. 2011년 우주 왕복선 프로그램이 종료된 후, 국제 우주 정거장에 대한 유인 NASA 임무는 2020년까지 러시아 소유즈 우주선을 통해 지원되었으며, 이후 NASA의 상업 승무원 프로그램에 따라 SpaceX 팰컨 9 재사용 로켓을 이용한 SpaceX 크루 드래곤 우주선의 정기적인 발사가 이루어지고 있다. Boeing의 CST-100 스타라이너 상업 승무원 우주선은 NASA의 필수 테스트 프로토콜이 완료되면 합류할 예정이다.
MSFC는 탑재체 운영 센터(POC)를 통해 미국 실험실 (''데스티니'')과 국제 우주 정거장의 다른 곳에서의 활동을 지원해 왔다.[22] 연구 활동에는 인체 생리학에서 물리 과학에 이르기까지 다양한 주제에 대한 실험이 포함된다. 연중무휴로 운영되는 POC의 과학자, 엔지니어 및 비행 관제사들은 전 세계의 지구 기반 연구원들을 ISS에 탑승한 실험 및 우주 비행사들과 연결한다. 현재까지 41명의 우주 정거장 승무원이 6,000시간 이상의 과학 연구에 참여했으며, 1,100개 이상의 실험을 조정해 왔다.
3. 4. 허블 우주 망원경 (1990년 ~ 현재)
마셜 우주비행센터(MSFC)는 허블 우주 망원경의 설계, 개발 및 제작을 담당했다.[27] 1983년 발사 예정이었던 대형 우주 망원경(LST)은 허블 우주 망원경으로 명명되었으나, 프로그램에는 많은 문제, 지연, 비용 증가가 있었고, ''챌린저'' 참사로 인해 발사가 지연되었다. 고다드 우주 비행 센터(GFC)는 과학 기기 및 지상 제어 센터를 개발했다. 망원경 조립체는 카세그레인 반사 망원경으로 설계되었으며, 주경의 직경은 2.4m였다.[27]1990년 4월 허블 우주 망원경이 발사되었지만, 구면 수차가 있는 결함이 있는 주경으로 인해 이미지가 선명하지 않았다.[27] 다행히 허블 망원경은 우주 내 유지 보수를 할 수 있도록 설계되어, 1993년 12월 미션 STS-61에서 우주 비행사들이 허블로 가서 수정을 하고 일부 부품을 교체했다. 이후 여러 차례의 수리 미션(STS-82, STS-103, STS-109, STS-125)이 수행되었다. 이러한 수리 미션을 위해 우주 비행사들은 MSFC의 중성 부력 시설에서 작업 연습을 하여 우주의 무중력 환경을 시뮬레이션했다.
이전 유지 보수 임무의 성공을 바탕으로, NASA는 2009년 5월 11일에 허블에 대한 다섯 번째 서비스 임무(STS-125)를 수행했다. 장비 유지 보수 및 추가로 인해 허블의 성능은 원래 계획보다 훨씬 향상되었다.
3. 5. 찬드라 X선 관측선 (1999년 ~ 현재)
1978년 HEAO-2 (아인슈타인 관측소)가 발사되기 전부터, 마셜 우주 비행 센터(MSFC)는 더 큰 X선 망원경에 대한 예비 연구를 시작했다. 이러한 노력을 지원하기 위해 1976년 MSFC에 X선 거울, 망원경 시스템 및 기기의 검증 테스트 및 보정을 위한 유일한 규모의 X선 테스트 시설이 건설되었다. HEAO-2의 성공으로 MSFC는 당시 첨단 X선 천체 물리학 시설(AXAF)으로 알려진 시설의 설계, 개발 및 건설에 대한 책임을 맡게 되었다. 스미소니언 천체 물리학 관측소(SAO)는 MSFC와 협력하여 과학 및 운영 관리를 제공한다.[30]AXAF에 대한 작업은 1980년대까지 계속되었다. 1992년에 주요 검토가 이루어졌으며, 그 결과 많은 변경 사항이 있었다. 계획된 12개의 거울 중 4개가 제거되었고, 6개의 과학 기기 중 2개도 제거되었다. 계획된 원형 궤도는 가장 먼 지점에서 달까지의 거리의 3분의 1까지 도달하는 타원 궤도로 변경되었다. 이로 인해 우주 왕복선을 사용한 개선 또는 수리의 가능성은 사라졌지만, 궤도의 대부분에서 우주선을 지구의 방사선 벨트 위에 배치했다.
AXAF는 1998년 찬드라 X선 관측소로 이름이 변경되었다. 1999년 7월 23일 우주 왕복선 ''컬럼비아''(STS-93)에 의해 발사되었다. MSFC가 개조한 관성 상단 추진체 부스터가 ''찬드라''를 높은 궤도로 수송하는 데 사용되었다. 약 22700kg의 무게로, 이것은 우주 왕복선이 발사한 가장 무거운 탑재체였다. SAO에서 운영 관리하는 ‘’찬드라’’는 활성화된 이후로 훌륭한 데이터를 반환하고 있다. 처음에 5년의 예상 수명을 가졌지만, 현재는 15년 이상으로 연장되었다.[31]
찬드라 X선 관측소는 MSFC에서 시작되어 1999년 7월 3일에 발사되었으며, 스미소니언 천체 물리학 관측소에서 운영한다. 0.5 각초 (2.4 μrad)의 각 분해능을 가지고 있으며, 최초의 궤도 X선 망원경보다 1,000배 더 나은 분해능을 가지고 있다. 매우 타원 궤도 궤도는 65시간의 궤도 주기의 최대 85%까지 연속적인 관측을 가능하게 한다. 별 무리, 초신성 잔해, 은하 폭발, 은하 무리 간의 충돌에 대한 X선 이미지를 생성하는 능력으로 인해, 첫 10년간의 운영을 통해 천문학자들이 고에너지 우주를 바라보는 시각을 변화시켰다.[32]
3. 6. 기타 주요 계획
컴프턴 감마선 관측선(CGRO)은 1991년부터 2000년까지 감마선 천문학 연구를 위해 사용된 우주 망원경이다. 1991년 4월 5일 우주왕복선 STS-37 비행에서 발사되었으며, 약 16782.90kg으로 당시 가장 무거운 천체 물리학 탑재체였다. CGRO는 NASA가 14년간 개발했으며, TRW가 제작했다. 감마선은 100 keV 이상의 에너지와 10 엑사헤르츠 (1019 Hz) 이상의 주파수를 갖는 전자기파의 가장 높은 에너지 수준이다. CGRO는 지속적인 방사선을 영상화하고 폭발을 감지하도록 설계되었다.[33] 마셜 우주 비행 센터(MSFC)는 폭발 및 과도 현상원 실험(BATSE)을 담당했으며, 9년간의 운용 동안 BATSE는 약 8000개의 이벤트를 트리거했다. 이 중 약 2700개는 멀리 떨어진 은하에서 온 것으로 분석된 강력한 폭발이었다. 허블 우주 망원경과 달리 CGRO는 궤도상 수리 및 개조를 위해 설계되지 않아, 자이로스코프 중 하나가 고장난 후 NASA는 통제된 추락을 결정했다. 2000년 6월 4일, 의도적으로 궤도에서 이탈하여, 타지 않고 남은 잔해는 태평양으로 안전하게 떨어졌다.페르미 감마선 우주 망원경은 우주를 연구하는 데 사용되는 국제적인 다기관 우주 관측소이다. 2008년 6월 11일에 발사되었으며, 설계 수명은 5년, 목표 수명은 10년이다. 주요 기기는 0.1~300GeV 이상의 광자 에너지 범위에서 감지할 수 있고, 어느 시점에서든 하늘의 약 20%를 관측할 수 있는 대형 면적 망원경(LAT)이다.[39] LAT는 8-keV에서 3-MeV 에너지 범위의 X선 및 감마선 폭발을 감지할 수 있는 GLAST 폭발 감시 장치(GBM)에 의해 보완되며, LAT와 중첩된다. GBM은 미국 국립 우주 과학 기술 센터와 독일 막스 플랑크 외계 물리학 연구소 간의 공동 노력의 결과이며, 마셜 우주 비행 센터(MSFC)가 관리한다.[40] MSFC의 제럴드 J. 피쉬먼이 주 연구원으로 참여한 폭발 및 과도 현상원 실험(BATSE)은 감마선 폭발, 펄서 및 기타 과도 감마선 현상에 대한 여러 해 동안의 데이터를 지속적으로 조사한다.[41] 2011년 숀 상은 "아시아의 노벨상"으로 불리며, 피쉬먼과 이탈리아 천문학자 엔리코 코스타가 감마선 연구로 공동 수상했다.[42]
2006년 MSFC는 컨스텔레이션 계획을 시작했다. 이 계획은 노후화된 우주왕복선을 대체하여 장래에 인간을 달이나 화성으로 보내는 것을 목표로 아레스 I, 아레스 V, 오리온 우주선 등을 개발하는 것이었다. 개발 계획 전체는 텍사스 주휴스턴의 존슨 우주 센터가 관리하고, MSFC는 탑승원 수송용 아레스 I 및 탑재물 수송용 아레스 V 로켓의 개발 및 시험을 담당했으나, 2010년에 중단되었다.
우주 발사 시스템(SLS)은 심우주 탐사를 위한 차세대 대형 로켓 개발 계획이다. 2011년 3월 초, NASA 본부는 MSFC가 1960년대 후반 달 탐사 프로그램의 새턴 V와 같이 저궤도 너머로 크고 유인 인증을 받은 탑재체를 운반할 새로운 대형 로켓 개발을 주도할 것이라고 발표했다. MSFC는 우주 발사 시스템 프로그램 사무소를 운영하고 있다.
아르테미스 계획은 유인 달 탐사 및 달 기지 건설을 위한 국제 협력 프로젝트이다. MSFC가 개발한 우주왕복선의 액체 연료 로켓 및 고체 연료 로켓이나 델타 시리즈 등 현행 로켓은 인공위성 및 화성 탐사선 발사 등에 사용되었다.
4. 연구 및 기술 개발
스페이스랩은 압력 모듈, 비압력 캐리어 및 기타 관련 하드웨어를 포함하는 여러 구성 요소로 구성된 재사용 가능한 실험실이었다. 유럽 우주국(ESRO)을 통해 10개의 유럽 국가가 최초의 스페이스랩을 공동으로 설계, 제작 및 자금 지원했다. 또한, 일본은 전용 임무인 STS-47을 위한 스페이스랩에 자금을 지원했다.[24] 1998년 4월까지 15년 동안 스페이스랩 구성 요소는 22번의 우주왕복선 임무에 투입되었다.
1990년 초, 존슨 우주 센터(JSC)에 위치했던 탑재체 운영 통제 센터를 대체하여 모든 스페이스랩 임무를 통제하기 위해 마셜 우주비행센터(MSFC)에 스페이스랩 임무 운영 통제 센터가 설립되었다.
MSFC는 NASA의 발사 시스템 개발 및 통합을 담당하며, 최첨단 추진 연구소는 첨단 우주 추진 연구를 위한 선도적인 국가 자원 역할을 한다. MSFC는 우주선을 초기 개념부터 지속적인 운용 서비스까지 구현할 수 있는 엔지니어링 역량을 갖추고 있다. 2008년에는 세계 최대 규모의 용접기가 설치되어 유인 우주선의 주요 부품을 제작할 수 있게 되었다.
4. 1. 첨단 추진 시스템
MSFC는 1960년대 후반 달 탐사 프로그램의 새턴 V와 같이 저궤도 너머로 크고 유인 인증을 받은 탑재체를 운반할 새로운 대형 로켓 개발을 주도하고 있으며, 우주 발사 시스템 프로그램 사무소를 운영하고 있다.[38]MSFC는 우주왕복선의 액체 연료 로켓 및 고체 연료 로켓이나 델타 시리즈 등 현행 로켓을 개발했다. 이 로켓들은 인공위성 및 화성 탐사선 발사 등에 사용되었다. 2006년에는 노후화된 우주왕복선을 대체하여 장래적으로 인간을 달이나 화성으로 보내는 것을 목표로 하는 콘스텔레이션 계획을 시작했다. 이 계획의 일환으로 아레스 I, 아레스 V, 오리온 우주선 등을 개발했다. 개발 계획 전체는 텍사스 주휴스턴의 존슨 우주 센터가 관리하고, MSFC는 탑승원 수송용 아레스 I 및 탑재물 수송용 아레스 V 로켓의 개발 및 시험을 담당했다.
또한 MSFC는 NASA와 협력하여 유인 탐사에 앞서 달 표면 무인 탐사기의 연구 개발을 진행했다. 비행사를 달 표면에 착륙시키고 안전하게 귀환시키는 아르테일 달 착륙선 설계 부서는 당초 MSFC에 설치될 예정이었으나, 개발 담당으로 존슨 우주 센터가 지명되었다.
MSFC는 첨단 우주 추진 연구를 위한 선도적인 국가 자원인 최첨단 추진 연구소를 운영하고 있다.
4. 2. 우주 과학 연구
MSFC는 태양계 내에서 태양, 달, 행성 및 기타 천체를 탐사하기 위한 NASA의 프로그램을 관리한다. 여기에는 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 두 가지 예측을 검증하는 실험인 중력 탐사선 B와 지구의 전파 전송에 영향을 미치는 현상인 태양풍의 기원과 태양 자기장을 연구하기 위한 국제 임무인 솔라-B가 포함된다.[41] MSFC 달 전구체 및 로봇 프로그램 사무소는 NASA 전반의 달 로봇 활동에 대한 프로젝트를 관리하고 연구를 지시한다.1962년, 최초의 궤도 태양 관측소가 발사되었고, 1968년부터 1972년까지 별의 자외선 관측을 수행한 궤도 천문 관측소 (OAO)가 뒤를 이었다. 이는 우주 기반 천문학의 가치를 보여주었으며, 향후 우주 왕복선에서 발사 및 유지보수할 대형 우주 망원경(LST) 계획으로 이어졌다. MSFC는 망원경의 설계, 개발 및 제작을 담당했고, 고다드 우주 비행 센터 (GFC)는 과학 기기 및 지상 제어 센터를 개발했다. LST는 1983년, 원래 발사 예정일에 허블 우주 망원경으로 명명되었다. 허블 우주 망원경은 1990년 4월에 발사되었지만, 구면 수차가 있는 결함이 있는 주경으로 인해 결함이 있는 이미지를 제공했다. 이 결함은 망원경이 궤도에 있을 때 발견되었다. 다행히 허블 망원경은 우주 내 유지 보수를 허용하도록 설계되었으며, 여러 번의 수리 미션을 통해 현재까지도 우수한 성능을 유지하고 있다. [27]
페르미 감마선 우주 망원경(GLAST)은 우주를 연구하는 데 사용되는 국제적인 다기관 우주 관측소이다. 2008년 6월 11일에 발사되었으며, 설계 수명은 5년이고 목표 수명은 10년이다. 주요 기기는 0.1~300GeV 이상의 광자 에너지 범위에서 감지할 수 있고, 어느 시점에서든 하늘의 약 20%를 관측할 수 있는 대형 면적 망원경(LAT)이다.[39]
국제 우주 정거장에서 수백 건의 실험이 수행되었다. 허블 우주 망원경과 찬드라 X선 관측소의 심우주 이미지는 부분적으로 마셜의 인력과 시설 덕분에 가능해졌다. MSFC는 이 망원경들의 설계, 개발, 제작을 담당했을 뿐만 아니라, 현재 우주 시뮬레이션 환경에서 대형 망원경 거울을 테스트할 수 있는 세계 유일의 시설을 보유하고 있다.
4. 3. 지구 과학 연구
마셜 우주 비행 센터(MSFC)는 지구 관측 위성 데이터를 활용하여 기후 변화, 기상 현상, 수자원 관리 등 지구 과학 연구를 수행하고 있다. 글로벌 수문기상 및 기후 센터(GHCC)를 운영하며, 지구 시스템 연구 및 모델링을 수행하고 있다.[44]4. 4. 기타 연구 분야
MSFC는 FASTSAT 등 소형 위성 개발 및 운영을 통해 저비용 우주 과학 연구 및 기술 개발을 지원하고 있다. 2010년 11월 19일, MSFC는 FASTSAT(빠르고, 저렴하며, 과학 기술 위성)의 성공적인 발사를 통해 마이크로 위성 분야에 진출했다. 약 181.44kg가 조금 안 되는 FASTSAT는 과학 기술 연구를 수행하는 데 필요한 모든 자원을 포함하는 완전한 과학 연구소 역할을 한다.[24] FASTSAT 버스에는 자체적으로 나노 위성인 NanoSail-D2를 포함하여 6개의 실험이 탑재되어 있다.MSFC는 또한 우주 환경에서의 재료 특성 연구 및 우주선 제작을 위한 신소재 개발을 수행하고 있으며, 우주 망원경 및 관측 장비 개발을 위한 첨단 광학 기술 개발도 수행하고 있다.
5. 한국과의 관계
마셜 우주비행센터(MSFC)는 NASA의 발사 시스템 개발 및 통합을 담당하며, 첨단 우주 추진 연구를 위한 선도적인 국가 자원이다. 2008년 MSFC에 세계 최대 규모의 용접기가 설치되어 유인 우주선의 주요 부품을 제작하고 있다. 2011년 NASA는 MSFC가 우주 발사 시스템 개발을 주도할 것이라고 발표했다.
베르너 폰 브라운과 관련된 내용은 한국전쟁과 폰 브라운 하위 섹션을 참조하라.
5. 1. 한국전쟁과 폰 브라운
베르너 폰 브라운 박사는 페이퍼클립 작전을 통해 미국으로 건너가 V-2 로켓 개발 경험을 바탕으로 미국의 탄도 미사일 및 우주 로켓 개발에 핵심적인 역할을 수행했다. 1960년 7월 1일, 레드스톤 병기창에서 마셜 우주비행센터(MSFC)가 창설되었고, 폰 브라운은 초대 NASA 국장으로 임명되었다.[11]한국전쟁 당시 미국은 중거리 탄도 미사일 개발에 박차를 가하고 있었는데, 이때 폰 브라운 박사의 기술과 경험이 중요한 역할을 했다. 비록 폰 브라운 박사가 한국전쟁에 직접 참여하지는 않았지만, 그의 미사일 기술은 한국의 안보 상황에 간접적인 영향을 미쳤다고 평가할 수 있다.
MSFC의 초기 주요 프로젝트는 프로젝트 머큐리용 레드스톤 로켓의 최종 준비였다. 1961년 5월 5일, 앨런 셰퍼드가 탑승한 이 로켓은 미국 최초의 준궤도 우주 비행을 성공시켰다.
6. 역대 소장
| 소장 | 재임 기간 |
|---|---|
| 베르너 폰 브라운 | 1960년 1월 1일 ~ 1970년 1월 27일[23] |
| 에버하르트 리스 | 1970년 1월 ~ 1973년 1월 19일[23] |
| 로코 페트로네 | 1973년 1월 26일 ~ 1974년 3월 15일[23] |
| 윌리엄 R. 루카스 | 1974년 6월 15일 ~ 1986년 6월 3일[23] |
| 토마스 잭 리 (실무) | 1986년 6월 3일 ~ 9월 29일 |
| 제임스 R. 톰슨 주니어 | 1986년 9월 29일 ~ 1989년 7월 6일 |
| 토마스 잭 리 | 1989년 7월 6일 ~ 1994년 1월 6일 |
| 진 포터 브리드웰 | 1994년 1월 6일 ~ 1996년 2월 3일 |
| 제롤 웨인 리틀스 | 1996년 2월 3일 ~ 1998년 1월 3일 |
| 캐롤린 S. 그라이너 (실무) | 1998년 1월 3일 ~ 9월 11일 |
| 아서 G. 스테판슨 | 1998년 9월 11일 ~ 2003년 5월 |
| 데이비드 A. 킹 | 2003년 6월 15일 ~ 2009년 3월 26일 |
| 로버트 M. 라이트풋 주니어 | 2009년 8월 24일 ~ 2012년 3월 5일 |
| 아서 E. 골드만 (대행) | 2012년 3월 6일 ~ 8월 3일 |
| 로빈 헨더슨 | 2012년 8월 3일 ~ 9월 |
| 패트릭 셰우어만 | 2012년 9월 ~ 2015년 11월 |
| 토드 메이 | 2015년 11월 ~ 2018년 7월 27일 |
| 조디 싱어 | 2018년 7월 28일 ~ 현재 |
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