Centro de vuelos espaciales Marshall

El 25 de mayo de 1961, apenas 20 días después del vuelo de Shepard, el presidente John F. Kennedy comprometió a Estados Unidos a un alunizaje antes de que terminara la década. ^{[ 14 ]} La misión principal del MSFC bajo el programa Apolo era desarrollar los cohetes de carga pesada de la familia Saturno. Esto requirió el desarrollo y la calificación de tres nuevos motores de cohete de combustible líquido, el J-2 , el F-1 y el H-1 . Además, el RL10 existente se mejoró para su uso en la etapa Saturno S-IV. Leland F. Belew dirigió la Oficina de Desarrollo de Motores. ^{[ 15 ]} El motor F-1 es el motor de cohete de combustible líquido de una sola tobera más potente jamás utilizado en servicio; cada uno produjo 1,5 millones de libras de empuje. Iniciado originalmente por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, la responsabilidad del desarrollo fue asumida por ABMA en 1959, y las primeras pruebas de encendido en el MSFC fueron en diciembre de 1963.

El vehículo original, denominado Saturno I , constaba de dos etapas de propulsión y una unidad de instrumentación; su primer vuelo de prueba tuvo lugar el 27 de octubre de 1961. La primera etapa (SI) contaba con un conjunto de ocho motores H-1, que proporcionaban un empuje total aproximado de 1,5 millones de libras. Los cuatro motores exteriores estaban montados sobre cardanes para permitir la dirección del vehículo. La segunda etapa (SIV) disponía de seis motores LR10A-3 montados sobre cardanes, que producían un empuje combinado de 90 000 libras. Diez Saturnos I se utilizaron en las pruebas de vuelo de las unidades prototipo del programa Apolo . Cinco de estos vuelos de prueba también transportaron importantes experimentos científicos auxiliares.

El Saturno IB (también conocido como Saturno I mejorado) contaba con dos etapas de propulsión y una unidad de instrumentación. La primera etapa (S-IB) tenía ocho motores H-1, cuatro de ellos con cardán, y ocho aletas fijas de igual tamaño en los laterales para proporcionar estabilidad aerodinámica. La segunda etapa (S-IVB) tenía un único motor J-2 que proporcionaba un empuje más potente de 230 000 libras. El J-2 también tenía cardán y podía reiniciarse durante el vuelo. El vehículo realizó su primer vuelo de prueba el 26 de febrero de 1966. Se construyeron catorce Saturno IB (o vehículos parciales), cinco de los cuales se utilizaron en pruebas sin tripulación y otros cinco en misiones tripuladas, la última el 15 de julio de 1975.

El Saturno V , un vehículo de carga pesada tripulado y desechable , fue el elemento más vital del Programa Apolo. Diseñado bajo la dirección de Arthur Rudolph , el Saturno V ostenta el récord como el vehículo de lanzamiento más grande y potente jamás puesto en funcionamiento, considerando su altura, peso y capacidad de carga útil. El Saturno V constaba de tres etapas de propulsión y una unidad de instrumentos. La primera etapa (S-IC) tenía cinco motores F-1, que proporcionaban un empuje total de 7,5 millones de libras. La segunda etapa (S-II) tenía cinco motores J-2 con un empuje total de 1 millón de libras. La tercera etapa (S-IVB) tenía un único motor J-2 con cardán, que proporcionaba un empuje de 200.000 libras. Como se mencionó anteriormente, el motor J-2 podía reiniciarse en vuelo. La configuración básica de este vehículo de carga pesada se seleccionó a principios de 1963, y en ese momento se le asignó el nombre de Saturno V (se descartaron las configuraciones que podrían haber dado lugar a los Saturno II, III y IV).

Si bien las tres etapas de propulsión constituían la "fuerza motriz" del Saturno V, la Unidad de Instrumentación (IU) era su "cerebro". La IU se ubicaba en un anillo de 6,6 metros de diámetro y 91 centímetros de altura, situado entre la tercera etapa de propulsión y el módulo lunar. Contenía los componentes básicos del sistema de guiado: una plataforma estable, acelerómetros, una computadora digital y electrónica de control, además de radar, telemetría y otras unidades. Básicamente, la misma configuración de la IU se utilizó en los Saturno I y IB. Con IBM como contratista principal, la IU fue el único componente completo del Saturno fabricado en Huntsville.

El primer vuelo de prueba del Saturno V se realizó el 9 de noviembre de 1967. El 16 de julio de 1969, como logro culminante del programa espacial Apolo, un Saturno V lanzó la nave espacial Apolo 11 con tres astronautas a bordo rumbo a la Luna. Los lanzamientos del programa Apolo continuaron hasta el 6 de diciembre de 1972. El último vuelo del Saturno V tuvo lugar el 14 de mayo de 1973, dentro del programa Skylab (que se describe más adelante). Se construyeron un total de 15 Saturnos V; 13 funcionaron a la perfección y los otros dos permanecen sin usar.

Wernher von Braun creía que el personal que diseñaba los vehículos espaciales debía participar directamente en la construcción y las pruebas del hardware. Para ello, el MSFC contaba con instalaciones donde se fabricaban prototipos de cada tipo de vehículo Saturno. Se utilizaban grandes ordenadores especializados en los procedimientos de verificación. En la ABMA se habían construido bancos de pruebas estáticos para los cohetes Redstone y Júpiter. En 1961, el banco de pruebas del Júpiter se modificó para probar las etapas 1 y 1B del Saturno. Posteriormente se construyeron otros bancos de pruebas, siendo el más grande el Banco de Pruebas Dinámico del Saturno V, finalizado en 1964. Con 145 metros de altura , podía albergar el Saturno V completo. También finalizado en 1964, el Banco de Pruebas Estático S1C se utilizaba para el encendido en vivo de los cinco motores F-1 de la primera etapa. Con un empuje total de 3,4 millones de kilogramos, las pruebas producían estruendos similares a terremotos en toda la zona de Huntsville, que podían oírse hasta a 160 kilómetros de distancia.    

A medida que avanzaban las actividades del Saturno, se hicieron necesarias instalaciones y fábricas externas. En 1961, la fábrica de cohetes Michoud, cerca de Nueva Orleans, Luisiana, fue seleccionada como sede de la fabricación del cohete Saturno V. Se eligió un área aislada de 55 km² ( ^{13 500 acres} ) en el condado de Hancock, Misisipi, para realizar las pruebas del Saturno. Conocida como el Centro de Pruebas de Misisipi (actualmente el Centro Espacial John C. Stennis ), su propósito principal era probar los vehículos construidos en la fábrica de cohetes de Nueva Orleans. 

Desde sus inicios, el MSFC ha contado con importantes proyectos de investigación en ciencia e ingeniería. Dos de las primeras actividades, Highwater y Pegasus, se llevaron a cabo sin interferir con las pruebas del cohete Saturno I.

En el Proyecto Highwater , una réplica ^de la segunda etapa del Saturno I se llenó con 87 m³ de agua como lastre. Tras el agotamiento del combustible de la primera etapa, unas cargas explosivas liberaron el agua en la atmósfera superior. El proyecto buscaba responder preguntas sobre la difusión de propelentes líquidos en caso de que un cohete se destruyera a gran altitud. Los experimentos de Highwater se llevaron a cabo en abril y noviembre de 1962. 

En el marco del Programa de Satélites Pegasus , la segunda etapa del Saturno I fue equipada con instrumentos para estudiar la frecuencia y la profundidad de penetración de los micrometeoroides . Dos grandes paneles se plegaban dentro de la etapa vacía y se desplegaban en órbita, ofreciendo una superficie instrumentada de 210  m² (2300 pies² ^{) .} Tres satélites Pegasus fueron lanzados durante 1965, y cada uno permaneció en órbita entre 3 y 13 años.

Exploración lunar

Hubo seis misiones Apolo que alunizaron: Apolo 11 , 12 , 14 , 15 , 16 y 17. El Apolo 13 estaba diseñado para alunizar, pero solo orbitó la Luna y regresó a la Tierra después de que un tanque de oxígeno se rompiera y dejara sin energía al módulo de mando y servicio (CSM). Excepto el Apolo 11, todas las misiones llevaron el Paquete de Experimentos en la Superficie Lunar Apolo (ALSEP), compuesto por equipos para siete experimentos científicos, además de una estación de control remoto central con un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG). Científicos del Centro Espacial Kennedy (MSFC) estuvieron entre los coinvestigadores.

El Vehículo Lunar Explorador (LRV), conocido popularmente como el "Moon Buggy", fue desarrollado en el MSFC para facilitar el transporte y la exploración de una porción limitada de la superficie lunar. Aunque no estaba previsto en la planificación original, en 1969 quedó claro que se necesitaría un LRV para maximizar los resultados científicos. Se utilizó un LRV en las últimas tres misiones, lo que permitió explorar un área de tamaño similar a la isla de Manhattan. En el viaje de ida, transportaron un ALSEP para su instalación; en el viaje de regreso, transportaron más de 200 libras de muestras de roca y suelo lunar. Saverio "Sonny" Morea fue el gerente del proyecto LRV en el MSFC. ^{[ 16 ]}

Skylab y cajero automático

El Programa de Aplicaciones Apolo (AAP) contemplaba misiones espaciales tripuladas con fines científicos, utilizando equipos excedentes del programa Apolo. La falta de interés del Congreso provocó el abandono de la mayoría de las actividades propuestas, pero el taller orbital siguió siendo de interés. En diciembre de 1965, el Centro Espacial Kennedy (MSFC) fue autorizado a iniciar el Taller Orbital como proyecto formal. En una reunión celebrada en el MSFC el 19 de agosto de 1966, George E. Mueller , Administrador Asociado de la NASA para Vuelos Espaciales Tripulados, definió el concepto final de los elementos principales. El MSFC fue responsable del desarrollo del hardware de la estación espacial en órbita, así como de la ingeniería e integración general de los sistemas.

Para realizar pruebas y simulaciones de misiones, en marzo de 1968 se inauguró en el MSFC un tanque lleno de agua de 23 metros de diámetro (75 pies) , la Instalación de Flotabilidad Neutra . Ingenieros y astronautas utilizaron esta instalación submarina para simular el entorno de ingravidez (o gravedad cero) del espacio. Esto se utilizó particularmente para entrenar a los astronautas en actividades de trabajo en gravedad cero, especialmente en caminatas espaciales . 

El Taller Orbital se construyó dentro de los tanques de propulsión de la tercera etapa del Saturno V, y se reacondicionó completamente en tierra. En febrero de 1970, pasó a llamarse Skylab. Se construyeron dos: uno para vuelos espaciales y otro para pruebas y simulación de misiones en la Instalación de Flotabilidad Neutra. Leland F. Belew fue el director general del programa Skylab durante ocho años.

Otro proyecto del AAP que sobrevivió fue un observatorio solar, originalmente concebido como un accesorio desplegable para la nave espacial Apolo. Denominado Apollo Telescope Mount (ATM), el proyecto fue asignado al MSFC en 1966. A medida que el Orbital Workshop evolucionó hasta convertirse en el Skylab, el ATM se incorporó como un apéndice, pero ambas actividades se mantuvieron como proyectos de desarrollo independientes. Rein Ise fue el director del proyecto ATM en el MSFC. El ATM incluía ocho instrumentos principales para la observación del Sol en longitudes de onda desde el ultravioleta extremo hasta el infrarrojo . Los datos se recopilaban principalmente en una película fotográfica especial; durante las misiones del Skylab, los astronautas debían cambiar la película durante las caminatas espaciales . ^{[ 17 ]}

El 14 de mayo de 1973, el Skylab, de 77 toneladas (70 000 kg), fue lanzado a una órbita de 235 millas náuticas (435 km) por el último Saturno V en volar. Se utilizaron vehículos Saturno IB con sus módulos de mando y servicio (CSM) para lanzar tripulaciones de tres personas que se acoplaron al Skylab. El Skylab sufrió graves daños durante el lanzamiento y el despliegue, lo que provocó la pérdida del escudo antimicrometeoritos/parasol de la estación y de uno de sus paneles solares principales. Esta pérdida fue parcialmente corregida por la primera tripulación, lanzada el 25 de mayo; permanecieron en órbita con el Skylab durante 28 días. Le siguieron dos misiones adicionales con fechas de lanzamiento el 28 de julio y el 16 de noviembre, con duraciones de misión de 59 y 84 días, respectivamente. El Skylab, incluyendo el módulo de control de la atmósfera (ATM), registró aproximadamente 2000 horas en unos 300 experimentos científicos y médicos. La última tripulación del Skylab regresó a la Tierra el 8 de febrero de 1974. ^{[ 18 ]}

El programa Observatorio de Astronomía de Alta Energía (HEAO) consistió en tres misiones de grandes naves espaciales en órbita terrestre baja . Cada nave medía aproximadamente 5,5 m de longitud, pesaba entre 2700 y 3200 kg y transportaba unos 1400 kg de experimentos para astronomía de rayos X y rayos gamma e investigaciones de rayos cósmicos . El proyecto proporcionó información sobre objetos celestes mediante el estudio de su radiación de alta energía desde el espacio. Científicos de todo Estados Unidos participaron como investigadores principales .      

El concepto de la nave espacial HEAO surgió a finales de la década de 1960, pero la financiación tardó en llegar. Utilizando vehículos de lanzamiento Atlas-Centaur , se llevaron a cabo tres misiones de gran éxito: HEAO 1 en agosto de 1977, HEAO 2 (también llamada Observatorio Einstein) en noviembre de 1978 y HEAO 3 en septiembre de 1979. Fred A. Speer fue el director del proyecto HEAO para el MSFC. ^{[ 19 ]}

Otros proyectos de ciencia espacial gestionados por el MSFC en la década de 1970 incluyeron el Satélite de Geodinámica Láser (LAGEOS) y la Sonda Gravitacional A. En LAGEOS, los haces láser de 35 estaciones terrestres se reflejan en 422 espejos prismáticos del satélite para rastrear los movimientos de la corteza terrestre. La precisión de la medición es de unos pocos centímetros y rastrea el movimiento de las placas tectónicas con una precisión comparable. Concebido y construido en el MSFC, el LAGEOS fue lanzado por un cohete Delta en mayo de 1976. ^{[ 20 ]}

La sonda gravitatoria A, también llamada experimento de desplazamiento al rojo, utilizó un reloj máser de hidrógeno de extrema precisión para confirmar parte de la teoría general de la relatividad de Einstein . La sonda fue lanzada en junio de 1976 mediante un cohete Scout y permaneció en el espacio durante casi dos horas, tal como estaba previsto. ^{[ 21 ]}

El 5 de enero de 1972, el presidente Richard M. Nixon anunció los planes para desarrollar el Transbordador Espacial , un Sistema de Transporte Espacial (STS) reutilizable para el acceso rutinario al espacio. El Transbordador estaba compuesto por el Vehículo Orbitador (OV) que contenía la tripulación y la carga útil, dos cohetes propulsores sólidos (SRB) y el Tanque Externo (ET) que transportaba combustible líquido para los motores principales del OV. El MSFC fue responsable de los SRB, los tres motores principales del OV y el ET. El MSFC también fue responsable de la integración del Spacelab , un laboratorio versátil desarrollado por la Agencia Espacial Europea y transportado en la bodega de carga del Transbordador en algunos vuelos. ^{[ 22 ]}

La primera prueba de encendido de un motor principal OV tuvo lugar en 1975. Dos años después, se realizó el primer encendido de un SRB y comenzaron las pruebas en el ET en el MSFC. El primer vuelo del Enterprise OV, acoplado a un avión portador del transbordador (SCA), fue en febrero de 1977; a este le siguieron aterrizajes libres en agosto y octubre. En marzo de 1978, el Enterprise OV voló sobre un SCA hasta el MSFC. Acoplado a un ET, el transbordador espacial parcial fue izado al banco de pruebas dinámico modificado del Saturno V, donde fue sometido a una gama completa de vibraciones comparables a las de un lanzamiento. El primer transbordador espacial apto para el espacio, el Columbia , fue completado y colocado en el KSC para su revisión y preparación para el lanzamiento. El 12 de abril de 1981, el Columbia realizó el primer vuelo de prueba orbital.

Los transbordadores espaciales transportaron una gran variedad de cargas útiles, desde equipos de investigación científica hasta satélites militares altamente clasificados. A cada vuelo se le asignó un número del Sistema de Transporte Espacial (STS), generalmente ordenado según la fecha de lanzamiento prevista. La lista de misiones del transbordador espacial muestra todos los vuelos, sus misiones y otra información relevante.

El MSFC gestionó la adaptación de la etapa superior inercial . Este cohete de combustible sólido voló por primera vez en mayo de 1989, impulsando la nave espacial planetaria Magellan desde el orbitador Atlantis en un recorrido de 15 meses alrededor del Sol y, finalmente, en órbita alrededor de Venus para realizar cuatro años de mapeo de superficie mediante radar.

Muchos vuelos del transbordador espacial transportaban equipos para realizar investigaciones a bordo. Dichos equipos se alojaban de dos maneras: en palés u otras disposiciones en la bodega de carga del transbordador (generalmente además del equipo para la misión principal). La integración de estas cargas útiles experimentales era responsabilidad del MSFC.

Los experimentos con palés abarcaban una gran variedad de tipos y complejidades, incluyendo física de fluidos, ciencia de materiales, biotecnología, ciencia de la combustión y procesamiento espacial comercial. Para algunas misiones, se utilizó un puente de aluminio que cruzaba la bodega de carga. Este podía transportar 12 contenedores estándar con experimentos aislados, en particular los del programa Getaway Special (GAS). Los vuelos GAS se ofrecían a bajo costo a universidades, empresas estadounidenses, particulares, gobiernos extranjeros y otros.

En algunos vuelos, la carga útil completa estaba compuesta por diversos experimentos en palés, como por ejemplo el Laboratorio de Astronomía-1 (ASTRO-1) y el Laboratorio Atmosférico para Aplicaciones y Ciencia (ATLAS 1).

Además de los experimentos con palés realizados en el transbordador espacial, se llevaron a cabo muchos otros experimentos a bordo del Spacelab . Este era un laboratorio reutilizable compuesto por múltiples componentes, incluyendo un módulo presurizado, un transportador no presurizado y otros equipos relacionados. Bajo un programa supervisado por el MSFC, diez naciones europeas diseñaron, construyeron y financiaron conjuntamente el primer Spacelab a través de la Organización Europea de Investigación Espacial ( ESRO) . Además, Japón financió un Spacelab para la misión STS-47, una misión dedicada. ^{[ 23 ]}

Durante un período de 15 años, los componentes del Spacelab volaron en 22 misiones del transbordador espacial, la última en abril de 1998. A continuación se muestran ejemplos de misiones del Spacelab:

• El Spacelab 1 voló a bordo de la misión STS-9, lanzada el 28 de noviembre de 1983. Este vuelo del transbordador Columbia fue el primero con seis astronautas, incluyendo dos especialistas de carga útil de la ESRO. Se llevaron a cabo 73 experimentos en astronomía y física, física atmosférica, observación de la Tierra, ciencias biológicas, ciencia de los materiales y física del plasma espacial.
• El Laboratorio de Microgravedad 1 de EE. UU. (USML-1) fue lanzado en junio de 1992 a bordo de la misión STS-50, el primer Orbitador de Duración Extendida . Durante 14 días, se completaron 31 experimentos de microgravedad en operaciones continuas. El USML-2 fue lanzado en octubre de 1995 a bordo de la misión STS-73 con el científico del MSFC, Frederick W. Leslie , como especialista de carga útil.

A principios de 1990, se creó el Centro de Control de Operaciones de la Misión Spacelab del MSFC para controlar todas las misiones Spacelab, reemplazando al Centro de Control de Operaciones de Carga Útil que anteriormente estaba ubicado en el JSC, desde donde se operaban las misiones Spacelab anteriores.

La NASA comenzó a planificar la construcción de una estación espacial en 1984, a la que denominó Freedom en 1988. A principios de la década de 1990, se estaban planificando cuatro estaciones diferentes: la estadounidense Freedom , la soviética/rusa Mir-2 , la europea Columbus y la japonesa Kibō . En noviembre de 1993, los planes para Freedom , Mir-2 y los módulos europeo y japonés se integraron en una única Estación Espacial Internacional (ISS). La ISS está compuesta por módulos ensamblados en órbita, comenzando con el módulo ruso Zarya en noviembre de 1998. A este le siguió en diciembre el primer módulo estadounidense, Unity , también llamado Nodo 1, construido por Boeing en las instalaciones del MSFC. ^{[ 24 ]}

El ensamblaje de la ISS continuó durante la década siguiente, con ocupación continua desde el 7 de febrero de 2001. Desde 1998, se han ensamblado en el espacio 18 componentes principales estadounidenses en la ISS. En octubre de 2007, Harmony o Nodo 2 se acopló a Destiny ; también gestionado por el MSFC, esto proporcionó centros de conexión para los módulos europeos y japoneses, así como espacio habitable adicional, lo que permitió aumentar la tripulación de la ISS a seis personas. El decimoctavo y último elemento principal construido por Estados Unidos y Boeing, el Segmento de Estructura Starboard 6, se entregó a la ISS en febrero de 2009. Con esto, se pudo activar el conjunto completo de paneles solares, aumentando la energía disponible para proyectos científicos a 30  kW. Esto marcó la finalización del Segmento Orbital de Estados Unidos (USOS) de la estación. El 5 de marzo de 2010, Boeing entregó oficialmente el USOS a la NASA. ^{[ 25 ]}

En 1962 se lanzó el primer Observatorio Solar Orbital , seguido por el Observatorio Astronómico Orbital (OAO), que realizó observaciones ultravioleta de estrellas entre 1968 y 1972. Estas observaciones demostraron el valor de la astronomía espacial y propiciaron la planificación del Gran Telescopio Espacial (LST), que se lanzaría y mantendría desde el futuro transbordador espacial. Las limitaciones presupuestarias casi frustraron el proyecto del LST, pero la comunidad astronómica —en especial Lyman Spitzer— y la Fundación Nacional de Ciencias presionaron para que se impulsara un programa importante en este campo. Finalmente, el Congreso financió el LST en 1978, con una fecha de lanzamiento prevista para 1983.

El MSFC fue responsable del diseño, desarrollo y construcción del telescopio, mientras que el Centro de Vuelos Espaciales Goddard (GFC) se encargaría del desarrollo de los instrumentos científicos y el centro de control terrestre. El científico del proyecto fue C. Robert O'Dell, entonces presidente del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chicago . El conjunto del telescopio fue diseñado como un reflector Cassegrain con un espejo hiperbólico pulido para limitar la difracción ; el espejo primario tenía un diámetro de 2,4 m (94 pulgadas) . Los espejos fueron desarrollados por la empresa de óptica Perkin-Elmer. El MSFC no pudo probar el rendimiento del conjunto de espejos hasta que el telescopio fue lanzado y puesto en servicio. ^{[ 26 ]}  

El LST fue bautizado como Telescopio Espacial Hubble en 1983, la fecha de su lanzamiento original. El programa sufrió numerosos problemas, retrasos y sobrecostes, y el desastre del Challenger retrasó la disponibilidad del vehículo de lanzamiento. El Telescopio Espacial Hubble se lanzó en abril de 1990, pero arrojó imágenes defectuosas debido a un espejo primario con aberración esférica . El defecto se descubrió cuando el telescopio ya estaba en órbita. Afortunadamente, el telescopio Hubble había sido diseñado para permitir el mantenimiento en el espacio, y en diciembre de 1993, la misión STS-61 transportó astronautas al Hubble para realizar correcciones y cambiar algunos componentes. Una segunda misión de reparación, la STS-82, se realizó en febrero de 1997, y una tercera, la STS-103, en diciembre de 1999. Otra misión de mantenimiento (STS-109) se llevó a cabo el 1 de marzo de 2002. Para estas misiones de reparación, los astronautas practicaron el trabajo en las instalaciones de flotabilidad neutral del MSFC, simulando el entorno de ingravidez del espacio.

Tras el éxito de misiones de mantenimiento anteriores, la NASA decidió realizar una quinta misión de servicio al Hubble: la STS-125, que tuvo lugar el 11 de mayo de 2009. El mantenimiento y la incorporación de nuevos equipos dieron como resultado un rendimiento del Hubble considerablemente superior al previsto inicialmente. Se espera que el Hubble permanezca operativo hasta que su sucesor, el Telescopio Espacial James Webb (JWST), esté disponible en 2018.^{[ 27 ] [ 28 ]}

Incluso antes del lanzamiento del HEAO-2 (el Observatorio Einstein ) en 1978, el MSFC comenzó estudios preliminares para un telescopio de rayos X de mayor tamaño. Para apoyar este esfuerzo, en 1976 se construyó en el MSFC una Instalación de Pruebas de Rayos X, la única de su tamaño, para la verificación y calibración de espejos de rayos X, sistemas de telescopios e instrumentos. Tras el éxito del HEAO-2, el MSFC asumió la responsabilidad del diseño, desarrollo y construcción de lo que entonces se conocía como la Instalación Avanzada de Astrofísica de Rayos X (AXAF). El Observatorio Astrofísico Smithsoniano (SAO) colabora con el MSFC, proporcionando la gestión científica y operativa. ^{[ 29 ]}

El trabajo en el AXAF continuó durante la década de 1980. En 1992 se llevó a cabo una revisión exhaustiva que dio lugar a numerosos cambios; se eliminaron cuatro de los doce espejos previstos, así como dos de los seis instrumentos científicos. La órbita circular planificada se sustituyó por una elíptica, que alcanzaba un tercio de la distancia a la Luna en su punto más alejado; esto eliminó la posibilidad de realizar mejoras o reparaciones con el transbordador espacial, pero situó la nave espacial por encima de los cinturones de radiación terrestres durante la mayor parte de su órbita.

AXAF pasó a llamarse Observatorio de Rayos X Chandra en 1998. Fue lanzado el 23 de julio de 1999 por el transbordador Columbia (STS-93). Se utilizó un propulsor de etapa superior inercial adaptado por el MSFC para transportar Chandra a su órbita alta. Con un peso aproximado de 22 700 kg (50 000 lb) , fue la carga útil más pesada jamás lanzada por un transbordador. Gestionado operativamente por el SAO, "Chandra" ha estado proporcionando datos excelentes desde su activación. Inicialmente se esperaba que tuviera una vida útil de cinco años, pero ahora se ha extendido a 15 años o más. ^{[ 30 ]}  

El Observatorio de Rayos X Chandra , originario del MSFC, fue lanzado el 3 de julio de 1999 y es operado por el Observatorio Astrofísico Smithsoniano . Con una resolución angular de 0,5 segundos de arco (2,4 μrad), tiene una resolución mil veces superior a la de los primeros telescopios de rayos X en órbita. Su órbita altamente elíptica permite observaciones continuas hasta el 85 % de su período orbital de 65 horas . Gracias a su capacidad para obtener imágenes de rayos X de cúmulos estelares, remanentes de supernovas, erupciones galácticas y colisiones entre cúmulos de galaxias, en su primera década de funcionamiento ha transformado la visión que los astrónomos tienen del universo de alta energía. ^{[ 31 ]}

El Observatorio de Rayos Gamma Compton (CGRO) fue otro de los Grandes Observatorios de la NASA . El CGRO fue lanzado el 5 de abril de 1991, en el vuelo STS-37 del transbordador espacial. Con 17 000 kg (37 000 lb) , fue la carga útil astrofísica más pesada jamás transportada hasta ese momento. El CGRO estuvo en desarrollo durante 14 años por la NASA; TRW fue la empresa constructora. La radiación gamma es el nivel de energía más alto de la radiación electromagnética, con energías superiores a 100 keV y frecuencias superiores a 10 exahertz ( ^10¹⁹ Hz). La radiación gamma se produce por interacciones de partículas subatómicas , incluidas las de algunos procesos astrofísicos. El flujo continuo de rayos cósmicos que bombardean objetos espaciales, como la Luna, genera esta radiación. Los rayos gamma también son el resultado de ráfagas en reacciones nucleares. El CGRO fue diseñado para obtener imágenes de la radiación continua y detectar ráfagas.  

El MSFC fue responsable del Experimento de Fuentes Transitorias y de Estallidos (BATSE). Este experimento se activaba ante cambios repentinos en las tasas de conteo gamma con una duración de entre 0,1 y 100 segundos; también era capaz de detectar fuentes menos impulsivas midiendo su modulación mediante la técnica de ocultación terrestre . En nueve años de funcionamiento, BATSE activó aproximadamente 8000 eventos, de los cuales unos 2700 fueron estallidos intensos que, según los análisis, provenían de galaxias distantes.

A diferencia del Telescopio Espacial Hubble, el CGRO no fue diseñado para reparaciones y reacondicionamientos en órbita. Por lo tanto, después de que uno de sus giroscopios fallara, la NASA decidió que un choque controlado era preferible a dejar que la nave cayera por sí sola al azar. El 4 de junio de 2000, fue desorbitado intencionalmente, y los restos que no se quemaron cayeron inofensivamente en el Océano Pacífico. En el MSFC, Gerald J. Fishman es el investigador principal de un proyecto para continuar el análisis de datos de BATSE y otros proyectos de rayos gamma. El Premio Shaw 2011 fue compartido por Fishman y el italiano Enrico Costa por su investigación sobre rayos gamma. ^{[ 32 ]}

Los planes iniciales para la Estación Espacial contemplaban un Vehículo de Retorno de Tripulación (CRV) pequeño y de bajo costo que proporcionaría capacidad de evacuación de emergencia. El desastre del Challenger en 1986 llevó a los planificadores a considerar una nave espacial más capaz. El desarrollo del Avión Espacial Orbital (OSP) comenzó en 2001, y se esperaba que una versión inicial entrara en servicio en 2010. En 2004, el conocimiento adquirido sobre el OSP se transfirió al Centro Espacial Johnson (JSC) para su uso en el desarrollo del Vehículo de Exploración Tripulada del programa Constellation . Nunca se construyó un OSP operativo. ^{[ 34 ]}

El MSFC era responsable de los elementos de propulsión del cohete del transbordador espacial, incluido el tanque externo. El 1 de febrero de 2003, el desastre del transbordador espacial Columbia fue causado por un trozo de aislamiento que se desprendió del tanque externo durante el lanzamiento y dañó la protección térmica del ala izquierda del orbitador.

El MSFC era responsable del tanque externo, pero se realizaron pocos o ningún cambio en el mismo; más bien, la NASA decidió que era inevitable que se perdiera algo de aislamiento durante el lanzamiento y, por lo tanto, exigió que se realizara una inspección de los elementos críticos del orbitador antes de la reentrada en vuelos futuros.

La NASA retiró el transbordador espacial en 2011, lo que dejó a Estados Unidos dependiente de la nave espacial rusa Soyuz para misiones espaciales tripuladas durante los siguientes nueve años hasta la misión Demo-2 en 2020. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

Entre 2004 y principios de 2010, el Programa Constellation fue una actividad importante de la NASA. El MSFC fue responsable de la propulsión de los vehículos de carga pesada Ares I y Ares V propuestos. ^{[ 37 ]}

A partir de 2006, la Oficina de Proyectos de Lanzamiento de Exploración del MSFC comenzó a trabajar en los proyectos Ares. El 28 de octubre de 2009, un cohete de prueba Ares IX despegó del Complejo de Lanzamiento 39B, recientemente modificado, en el Centro Espacial Kennedy (KSC) para un vuelo propulsado de dos minutos; luego continuó durante cuatro minutos más recorriendo 240 km (150 millas) de distancia.  

El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi , inicialmente llamado Telescopio Espacial de Gran Área de Rayos Gamma (GLAST), es un observatorio espacial internacional y multiagencial utilizado para estudiar el cosmos. Fue lanzado el 11 de junio de 2008, tiene una vida útil prevista de 5 años y un objetivo de 10 años. El instrumento principal es el Telescopio de Gran Área (LAT), que es sensible en el rango de energía de fotones de 0,1 a más de 300 GeV y puede observar aproximadamente el 20% del cielo en cualquier momento dado. ^{[ 38 ]} El LAT se complementa con el Monitor de Estallidos GLAST (GBM), que puede detectar estallidos de rayos X y rayos gamma en el rango de energía de 8 keV a 3 MeV, superponiéndose con el LAT. El GBM es un esfuerzo de colaboración entre el Centro Nacional de Ciencia y Tecnología Espacial de EE. UU. y el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania. El MSFC gestiona el GBM, y Charles A. MeeganEl investigador principal del MSFC es el responsable de la investigación. Se han realizado numerosos descubrimientos en el período inicial de funcionamiento. Por ejemplo, el 10 de mayo de 2009 se detectó una ráfaga que, por sus características de propagación, se cree que refuta algunos enfoques de una nueva teoría de la gravedad. ^{[ 39 ]}

El Experimento de Estallidos y Fuentes Transitorias (BATSE), con Gerald J. Fishman del MSFC como Investigador Principal, es un examen continuo de los datos recopilados durante muchos años sobre estallidos de rayos gamma, púlsares y otros fenómenos transitorios de rayos gamma. ^{[ 40 ]} El Premio Shaw de 2011 , a menudo llamado "el Premio Nobel de Asia", fue compartido por Fishman y el astrónomo italiano Enrico Costa por su investigación sobre rayos gamma. ^{[ 41 ]}

Los equipos del Centro Espacial Kennedy (MSFC) gestionan los programas de la NASA para la exploración del Sol, la Luna, los planetas y otros cuerpos del Sistema Solar . Entre ellos se incluyen la sonda Gravity Probe B , un experimento para poner a prueba dos predicciones de la teoría general de la relatividad de Einstein, y Solar-B , una misión internacional para estudiar el campo magnético solar y los orígenes del viento solar, un fenómeno que afecta a las transmisiones de radio en la Tierra. La Oficina del Programa de Robótica y Precursores Lunares del MSFC gestiona proyectos y dirige estudios sobre actividades robóticas lunares en toda la NASA.

El MSFC también desarrolla sistemas para monitorear el clima y los patrones meteorológicos de la Tierra. En el Centro Global de Hidrología y Clima (GHCC), los investigadores combinan datos de sistemas terrestres con datos satelitales para monitorear la conservación de la biodiversidad y el cambio climático , proporcionando información que mejora la agricultura, la planificación urbana y la gestión de los recursos hídricos. ^{[ 43 ]}

El 19 de noviembre de 2010, el MSFC incursionó en el campo de los microsatélites con el exitoso lanzamiento de FASTSAT (Fast, Affordable, Science and Technology Satellite). Como parte de una carga útil conjunta del Departamento de Defensa y la NASA, fue lanzado por un cohete Minotaur IV desde el Complejo de Lanzamiento de Kodiak en la Isla Kodiak , Alaska. FASTSAT es una plataforma que transporta múltiples cargas útiles pequeñas a la órbita terrestre baja, lo que permite realizar investigación científica y tecnológica de bajo costo en un satélite autónomo en el espacio. FASTSAT, con un peso de poco menos de 180 kg (400 lb) , funciona como un laboratorio científico completo que contiene todos los recursos necesarios para llevar a cabo operaciones de investigación científica y tecnológica. Fue desarrollado en el MSFC en colaboración con el Centro Von Braun para la Ciencia y la Innovación y Dynetics, Inc., ambos de Huntsville, Alabama. Mark Boudreaux es el director del proyecto para el MSFC.  

En la plataforma FASTSAT hay seis experimentos, incluido NanoSail-D2 , que es en sí mismo un nanosatélite, el primer satélite lanzado desde otro satélite. Fue desplegado satisfactoriamente el 21 de enero de 2011. ^{[ 44 ]}