컬럼비아 과학 풍선 시설

Columbia Scientific Balloon Facility

좌표: 31°46′43″N 95°42′52″w / 31.77861°N 95.71444°W / 31.77861; -95.71444

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컬럼비아 과학 풍선 시설(CSBF, 1961년 설립, 종전에는 국립 과학 풍선 시설(NSBF, National Scientific Balloon Facility, NSBF))은 발사, 추적 및 제어, 공역 조정, 원격 측정 및 명령 시스템, 무인 고고도 풍선 복구 서비스 등을 담당하는 NASA의 시설이다. CSBF의 고객들은 전 세계의 NASA 센터, 대학, 그리고 과학 그룹들을 포함한다.

미션

CSBF는 세 가지 임무를 수행한다.

  • NASA의 과학 풍선 프로그램과 시설에 대한 유지보수, 운영 및 물류 지원을 제공한다.
  • NASA 풍선 임무의 발사, 제어, 데이터 검색, 명령 및 복구를 위한 정교한 지상 및 비행 시스템 제공
  • NASA의 보조 프로그램의 능력을 향상시키기 위한 연구 개발을 수행한다.

역사

풍선 시설은 1961년 미국 국립과학재단(National Science Foundation)의 후원으로 콜로라도 볼더에 있는 NCAR빈센트 E. 랄리가 설립했다. 1963년 텍사스주 팔레스타인으로 이전했고 1973년 1월 국립과학풍선시설(NSBF)로 지정됐다.

1982년에는 NSBF의 후원이 국립과학재단에서 미국항공우주국(NASA)으로 이관되었고, NSBF는 UCAR(University Cooperation for Aircrain Research, University Cooperation for Basic Research, UCAR) 산하의 별도 단체가 되었다.

CSBF는 1987년 10월부터 2015년 1월까지 뉴멕시코 주 라스 크루체스에 위치한 뉴멕시코 주립대학의 후원으로 물리과학연구소가 운영하였다. 2015년 2월에는 오비탈 ATK 기술서비스부로 시설 운영이 이관되었다. 고다드 우주 비행 센터월롭스 비행 시설 풍선 프로그램 사무소에서 관리한다.

텍사스의 위치는 2003년 2월 1일 우주왕복선 컬럼비아호의 잔해가 지구로 떨어진 지역 한가운데에 NSBF를 놓았다. 2006년 2월, NSBF는 STS-107의 승무원을 기리기 위해 컬럼비아 과학 풍선 시설로 이름이 바뀌었다.

CSBF 벌룬

풍선

슈퍼 압력 풍선 대 제로 압력 풍선의 비행 프로필.

CSBF의 재래식 및 장기(LDB) 풍선은 20마이크로미터 두께의 폴리에틸렌 필름으로 만들어지며, 플로트에서는 직경이 140m(460ft), 부피는 최대 112만 입방미터(3957만 입방피트)이다. 이 풍선은 헬륨 가스로 채워져 있고, 최대 3600kg(7,936lb)의 탑재량을 운반할 수 있으며, 최대 42km(26mi)의 고도에서 비행할 수 있으며, 40일 이상 부유할 수 있다.

풍선은 제로 압력 차 풍선이며, 바닥에서 방출된다. 발사할 때 부분적으로만 팽창하고, 상승할수록 낮은 대기압으로 인해 완전히 팽창하게 된다.

풍선 바닥은 낙하산에 부착되고, 낙하산은 강철 현수 케이블로 탑재된다. 기구에서 낙하산을 분리하는 폭발성 스퀴브를 발사함으로써 비행이 종료된다. 찢어진 선이 동시에 풍선 꼭대기를 연다. 풍선은 재빨리 공기를 빼고 땅으로 떨어져 회수하여 폐기한다(풍선은 일회용이다). 낙하산이 매달린 채 낙하산이 내려가고 지상 대원들이 복구한다.

기존 탑재체는 일반적으로 72시간 이상의 고도에서 부유 지속시간을 가진다. Long Duration Ballooning payloads는 42일 이상의 기간에 뜬다. +100일 동안 플로트에서 작동할 수 있는 초고장시간 풍선(ULDB)이 개발되고 있다. 제한 인자는 태양, 상승 및 설정의 주간 사이클이다. 낮 동안의 열은 기구가 팽창하고 고도가 상승하여 헬륨을 잃게 한다. 밤에 열을 잃으면 풍선이 가라앉고 수축한다. 밸러스트는 그 효과를 극복하기 위해 운반된다. 완전한 햇빛 동안 극지방에서 비행하는 것은 더 무시해도 될 정도의 고도 변화를 허용한다.

ULDB 풍선이나 초압력 풍선(SPB)을 밀봉해 헬륨 손실을 방지하고 비행 고도에서 호박 모양을 하고 있다.[1] SPB TRAVALB-2는 남극 맥머도역 LDB 캠프의 NASA 롱 지속 풍선(Long Duration Balloon, LDB) 부지에서 발사된 지 149일, 3시간, 58분 동안 고도를 유지하며 기존의 남극 풍선 비행을 능가했다. 이 작전은 국립과학재단미국 남극계획의 지원을 받았다. [2] 트라발브-1 발사 중단 후, 트라발브-2호는 2019년 12월 29일 남극에서 NASA 풍선 궤적 예측을 테스트하고 지구의 방사선 벨트에서 전자 손실을 연구하기 위해 이륙했다.[3]

준비, 실행 및 비행

풍선 비행은 CSBF와 과학 팀을 모두 포함한다. CSBF는 과학적인 목표를 바탕으로 발사장을 결정하고, 현지 준비 시설, 풍선, 발사 및 복구 차량, 인력 등을 제공해 비행 전, 비행 후, 비행 활동의 물류적 측면을 지원한다. 과학팀은 발사장에 탑재물을 선적하고, 소형 야전소를 설치해 장비를 조립하고 막바지 준비를 하며 비행 중 실험을 관리한다. 페이로드(payload)는 일반적으로 대형 계기 또는 계기 군집이며, 온보드 컴퓨터, 무선 원격 측정 장비 및 밸러스트도 포함된다.

풍선을 발사하려면 (CSBF 동적 발사 기법의 한계에 부합하기 위해) 가벼운 저수준 바람과 적절한 상층 바람(따라서 풍선은 지상국의 원격 측정 범위 내에서, 그리고 허용된 비행 지역 내에 유지됨)의 결합이 필요하다. 탑재체는 발사 구역으로 여러 번 굴려낼 수 있으며, 표면 및 상층 대기 조건이 발사 허용될 수 있다.

비행 중에는 빠른 외관 분석을 위해 지상으로 데이터가 전송되며, 보통 기내에 기록되기도 한다. 지상의 과학자들은 보통 탑재량을 활발하게 조절한다. 예를 들어, 천문 망원경은 관측을 위한 다양한 출처를 향하는 실시간이거나 자율적인 작동 모드로 남겨질 수 있다.

시작 사이트

CSBF는 그들이 가지고 있는 실험의 필요성에 따라 세계 여러 곳에서 풍선을 발사한다. 사이트는 다음을 포함한다.

백업 제어 센터

CSBF는 2017년부터 TX 휴스턴에 있는 국제우주정거장 임무통제센터(MCC)의 백업제어센터(BCC)로 지정됐다. 휴스턴에서 약 3시간 떨어진 CSBF는 MCC가 대피할 경우 NASA가 ISS의 단기 통제에 활용할 수 있는 시설을 제공한다. BCC는 존슨 우주센터허리케인 로라를 준비하는 동안 2020년 8월에 일시적으로 활성화되었다.[4]

참고 항목

참조

  1. ^ "Scientific Balloons". NASA.gov. NASA. Retrieved 14 July 2020.
  2. ^ "NASA Long Duration Balloon (LDB) site at LDB Camp, McMurdo Station". csbf.nasa.gov. NASA. Retrieved 14 July 2020.
  3. ^ "NASA campaign in Antarctica (IV)". stratocat.com. Stratocat.com. Retrieved 14 July 2020.
  4. ^ Knotts, Jenny. "NASA's Johnson Space Center to Close for Hurricane Laura". NASA.gov. National Aeronautics & Space Administration. Retrieved 28 August 2020.

외부 링크