Введение

Космический центр имени Джона Стенниса (англ. John C. Stennis Space Center, SSC) — это испытательный центр ракетных двигателей NASA, расположенный в округе Хэнкок, штат Миссисипи, США, на берегу реки Перл, на границе штатов Миссисипи и Луизиана. По состоянию на 2012 год это крупнейший в NASA комплекс для испытаний ракетных двигателей. Более 50 местных, региональных, национальных, международных, частных и государственных компаний и организаций используют SSC для проведения ракетных испытаний.

История

Первоначальные требования к предлагаемому ракетному испытательному комплексу НАСА предусматривали размещение объекта между производственным центром ракет на сборочном комплексе Мичуд в восточном Новом Орлеане, штат Луизиана, и стартовым комплексом в Космическом центре Кеннеди во Флориде. Также требовался доступ к баржам, поскольку ступени ракет, подлежащие испытаниям в рамках программы «Аполлон», были слишком велики для наземной транспортировки. Кроме того, двигатели «Аполлона» были слишком шумными для испытаний на существующих испытательных стендах Центра космических полетов Маршалла вблизи Хантсвилла, штат Алабама, и требовалось более изолированное местоположение. После тщательного процесса отбора площадки, включавшего рассмотрение других прибрежных районов, таких как авиабаза Эглин во Флориде, а также островов в Карибском бассейне и Тихом океане, НАСА объявило об основании Испытательного центра Миссисипи (ныне известного как Космический центр Стеннис) 25 октября 1961 года для испытания двигателей программы «Аполлон». Высокая терраса, примыкающая к Восточной Жемчужной реке в округе Хэнкок, штат Миссисипи, была выбрана из-за своего местоположения. НАСА поручило Инженерному корпусу армии США сложную задачу приобретения каждого земельного участка либо путем прямой покупки земли, либо путем получения бессрочной аренды. Выбранный район был малонаселенным и соответствовал всем остальным требованиям; однако до начала строительства пять небольших населенных пунктов (Гейнсвилл, Логтаун, Наполеон, Санта-Роза и Вестония), а также северная часть шестого (Пирлингтон) и в общей сложности 700 семей должны были быть полностью переселены с территории комплекса. В результате было приобретено более 3200 земельных участков частной собственности – 786 жилых домов, 16 церквей, 19 магазинов, три школы и широкий ассортимент коммерческих зданий, включая ночные клубы и общественные центры. Следы этих населенных пунктов, включая городские улицы и однокомнатную школу, до сих пор сохранились на территории комплекса. С завершением программ «Аполлон» и «Шаттл» использование комплекса сократилось, что оказало экономическое влияние на окружающие населенные пункты. На протяжении многих лет другие государственные организации и коммерческие предприятия переезжали на территорию комплекса и покидали ее, внося значительный вклад в экономическое благосостояние этих населенных пунктов.

Комплекс испытаний ракетного двигателя

Комплекс испытаний ракетных двигателей — это комплекс для испытания ракет, построенный в 1965 году как часть Космического центра имени Джона Стенниса. Комплекс сыграл важную роль в разработке ракеты-носителя «Сатурн-V». Испытательные стенды A1, A2 и B1/B2 были признаны национальным историческим памятником в 1985 году. Управление по инженерным и научным разработкам НАСА (ESD) при SSC осуществляет эксплуатацию и обслуживание ракетных испытательных стендов SSC.

А-1/А-2 испытательный стенд

Две из трех первоначальных испытательных стендов в Космическом центре Стенниса, A1 и A2, были построены для испытаний и лётной сертификации второй ступени ракеты Сатурн V, S II (произносится "ess two") – ракеты-носителя программы "Аполлон". Оба стенда, представляющие собой схожие стальные и бетонные конструкции, имеют высоту около 200 футов (61 м) и способны выдерживать тяговые нагрузки, превышающие 1 миллион фунтов, и температуры до определённого предела. Каждый стенд может обеспечивать жидкий водород (LH2) и жидкий кислород (LOX), а также поддерживающие жидкости, газообразный гелий (GHe), газообразный водород (GH2) и газообразный азот (GN2) для продувки или создания давления.

1960-е годы

Строительство началось в 1963 году и было завершено в 1966 году. Комплекс А также включает в себя центр управления испытаниями, наблюдательные бункеры и различные технические и вспомогательные системы. 23 апреля 1966 года рабочие на испытательном стенде А 2 успешно провели кратковременный (15 секунд) запуск S II T – опытного образца для структурных и динамических испытаний второй ступени ракеты-носителя Saturn V, в рамках комплексной проверки всех систем. Это было первое испытание ступени S II с летным весом. Эта ступень, самая большая и мощная жидкокислородно-жидководородная ступень, известная на тот момент, развила тягу в один миллион фунтов с помощью пяти ракетных двигателей Rocketdyne J 2. Это испытание также ознаменовало первое оперативное использование стенда А 2. Первый полномасштабный запуск лётной ступени S II состоялся 20 мая 1966 года, когда опытный образец S II T был запущен на испытательном стенде А 2 в течение 354,5 секунд. Датчики отключения подачи жидкого кислорода (LOX) автоматически инициировали остановку двигателя. Испытание успешно прошло по всем основным параметрам, за исключением системы расхода топлива. Это был четвёртый статический запуск S II T. Ступень развила тягу в один миллион фунтов с помощью пяти водородно-кислородных двигателей J 2.

С-II-Т разрыв

Статическая тестовая версия второй ступени ракеты Saturn V, S II T, разрушилась во время испытаний под давлением на SSC 28 мая 1966 года, в результате чего незначительные травмы получили пять техников компании North American Aviation, наблюдавших за испытаниями. Авария произошла из-за разрушения водородного топливного бака под давлением. S II T, оснащенный пятью водородно-кислородными двигателями J-2, способными создавать тягу в один миллион фунтов, был испытан 25 мая в ходе наземного включения, но прекратил работу через 195 секунд из-за утечки в водородной магистрали, вызвавшей автоматическое отключение. В момент взрыва техники пытались установить причину утечки водорода. В баке не было водорода, когда произошел взрыв. По указанию MSFC, комиссия по расследованию во главе с доктором Куртом Х. Дебусом, директором Космического центра Кеннеди, собралась в ночь на 28 мая. Первоначальное расследование показало, что смена второй бригады, не зная, что датчики и выключатели давления жидкого водорода были отключены, предприняла попытку повысить давление в баке. Считая, что протекает клапан сброса жидкого водорода, техники перекрыли клапаны, заблокировав объект. Это привело к превышению допустимого давления в баке и его разрыву. 30 мая 1966 года комиссия опубликовала результаты расследования, продолжавшегося два дня. Давление в топливном баке второй ступени S II превысило проектные значения. Была выявлена необходимость усиления контроля над процедурами испытаний на MTF. После уничтожения S II T, NASA продлило программу S II до июля 1967 года. 30 декабря 1966 года техники MSFC на испытательном стенде MTF провели статический запуск первой летной версии второй ступени ракеты Saturn V, S II 1. Этот второй испытательный запуск, как и предыдущий, продолжался более шести минут.

1967 год

11 января 1967 года на MTF завершилась начальная постостатическая проверка первой ступени S II-1. 27 января 1967 года вторая ступень S II-2 покинула Сил-Бич, Калифорния, чтобы пройти через Панамский канал и прибыть на MTF. После 16-дневного путешествия ступень S II прибыла на MTF для проведения двух статических испытаний. Ступень S II-2 прибыла к причалу на MTF 11 февраля 1967 года. Ступень S II-2, являющаяся частью второй ракеты-носителя Saturn V (AS 502), запуск которой из KSC был запланирован на конец 1967 года, должна была пройти испытания на MTF в конце марта 1967 года. 17 февраля 1967 года состоялось первое полнопродолжительное испытание группы модернизированных двигателей J-2, испытание S II "Линкор" № 041, которое длилось 360 секунд. 25 февраля 1967 года рабочие завершили строительство испытательного стенда S II A-1, и Корпус инженеров принял его в эксплуатацию с оговорками. 31 марта отказ предклапана закрыться вынудил сотрудников программы отменить первую попытку статического запуска ступени S II-2. Испытания ступени S II "Линкор", оснащенной пятью модернизированными двигателями J-2, завершились в конце марта 1967 года полнопродолжительным испытанием с работой основной ступени в течение примерно 360 секунд.

Резюме

Эти два испытательных стенда проводили испытания и летную сертификацию ступеней S II и двигателей J-2 до завершения программы "Аполлон" в начале 1970-х годов.

1970-е годы

В 1971 году было объявлено, что центр будет проводить испытания двигателей для новой программы космических челноков (обозначаемой как SSME). Испытательные стенды A1 и A2, изначально спроектированные для двигателей S-II J-2, значительно превосходящих по размерам, были модифицированы для работы с меньшим двигателем SSME, и официальные испытания начались 19 мая 1975 года, когда первый двигатель такого типа был испытан на стенде A1. Центр продолжал испытывать двигатели на протяжении всего срока действия программы «Шаттл» на стендах A1 и A2, при этом последнее запланированное испытание состоялось 29 июля 2009 года на стенде A2.

2010-е годы

По мере завершения программы Space Shuttle, испытательные стенды А1 и А2 используются для испытаний нового поколения ракетных двигателей, включая двигатель J-2X, разработанный для верхней ступени SLS, причём первое такое испытание состоялось 18 декабря 2007 года. Центр Стеннис испытал ракетные двигатели Aerojet Rocketdyne AJ26 для компании Orbital Sciences Corp. из Даллеса, штат Вирджиния, которая сотрудничала с NASA для осуществления коммерческих грузовых полётов на Международную космическую станцию. Первый полёт корабля Orbital к МКС был осуществлён с космодрома NASA Wallops Flight Facility в Вирджинии 18 сентября 2013 года. Ракета Antares компании Orbital работала на двух двигателях AJ26.

2020-е годы

В марте 2020 года испытательный стенд A 1 был переименован в испытательный стенд имени Фреда Хейза в честь астронавта "Аполлона-13" и уроженца Билокси, штат Миссисипи.

B-1/B-2 Испытательный стенд

Испытательный стенд B 1/B 2 представляет собой двухпозиционный вертикальный статический стенд для проведения огневых испытаний, рассчитанный на максимальную динамическую нагрузку 11M lbf. Он был первоначально построен в 1960-х годах для одновременного тестирования пяти двигателей F 1 первой ступени Saturn V S1 C в период с 1967 по 1970 год. 17 октября 1966 года MSFC отправила в SSC свой опытный образец бустера полной системы S IC, обозначенный как S IC T, для использования при проверке статического испытательного стенда и проведения статических огневых испытаний. Рабочие погрузили огромный бустер на баржу "Посейдон" для речного путешествия протяженностью в 1000 миль. Спустя шесть дней S IC T прибыла в SSC. Все последующие огневые испытания проводились на стенде B 2. Опытный образец первой ступени Apollo/Saturn V, S IC T, поступил на испытательный стенд B 2 в Испытательном центре Миссисипи 17 декабря 1966 года. Немедленно началось подключение этапа к стенду с точки зрения электрооборудования и механических соединений. Статические огневые испытания были проведены в начале 1967 года для демонстрации системы проверки работоспособности объекта.

1967 год

13 февраля 1967 года личный Инженерного корпуса завершил строительство испытательного стенда S IC B 2 на MTF. После всесторонней проверки систем, подсистем и полностью интегрированной системы на испытательном стенде B 2 на MTF 3 марта 1967 года рабочие успешно провели испытательный запуск боевой ступени S IC / всех систем (S IC T) в течение 15 секунд. Это испытание S IC T, первый запуск S IC на MTF, подтвердило полную совместимость ступени, механического вспомогательного оборудования и испытательных комплексов S IC. Второй запуск S IC T длился 60 секунд 17 марта 1967 года. Этот запуск подтвердил схему потока воды в огневом ковше испытательного стенда B 2 и завершил серию проверок работоспособности комплекса на MTF.

После Аполлона

В эпоху шаттлов он был модифицирован для испытания главного двигателя космического шаттла (SSME). В настоящее время Stennis сдаёт в аренду испытательный стенд B-1 компании Pratt & Whitney Rocketdyne для испытаний двигателей RS-68, предназначенных для ракеты-носителя Delta IV. NASA подготовила испытательный стенд B-2 для испытания центральной ступени космической пусковой системы NASA (SLS), что было впервые сделано в начале 2021 года. Центральная ступень SLS, оснащённая четырьмя ракетными двигателями RS-25D, была установлена на стенд для испытаний на заполнение и слив топливом, а также для двух огневых испытаний.

А-3 испытательный стенд

В августе 2007 года NASA начало строительство испытательного стенда A-3 на SSC. Стенд A-3 предназначался для испытаний двигателей J-2X в вакуумных условиях, имитирующих работу на большой высоте. A-3 также сможет использоваться как испытательный стенд на уровне моря. Однако, в связи с отменой программы "Созвездие" в 2010 году, ожидается, что после завершения строительства стенд останется неиспользованным. Тем не менее, стенд A-3 может быть модернизирован для испытаний в рамках новой миссии при необходимости. В 2014 году журналисты Bloomberg News и Washington Times раскритиковали продолжающиеся строительные работы на этом стенде стоимостью 350 миллионов долларов, назвав их расточительным проектом, продвигаемым сенатором США от штата Миссисипи Роджером Ф. Уикером. Американская компания Rocket Lab, предоставляющая услуги по запуску ракет из Новой Зеландии, планирует использовать стенд A-3 для разработки и испытаний своего многоразового ракетного двигателя Archimedes.

E Комплекс испытательного стенда

В 1990-х годах был построен новый испытательный комплекс "E" для испытания широкого спектра новых малогабаритных двигателей, отдельных компонентов и концепций, а также многокомпонентных систем. Испытательный комплекс "E" состоит из четырех отдельных испытательных стендов.

История

В 2012 году Blue Origin провела испытания сборки камеры тяги на испытательном стенде E 1 для своего нового жидкокислородно-жидководородного ракетного двигателя BE-3. В рамках многоразовой ускорительной системы (Reusable Booster System, RBS) компании, эти двигатели предназначены для запуска разрабатываемого биконического космического аппарата. 22 мая 2014 года ракетный двигатель AJ26, испытывавшийся на испытательном стенде Stennis E 1 для предстоящего запуска Orbital Sciences Antares, вышел из строя и причинил значительные повреждения испытательному стенду E 1. По состоянию на 10 июня ни NASA, ни Orbital, ни Aerojet Rocketdyne не опубликовали дополнительной информации о степени повреждений или сроках восстановления работоспособности трех испытательных ячеек на стенде E 1. На начало июня 2014 года испытательный стенд E 1 был неработоспособен в связи с расследованием отказа ракетного двигателя, произошедшего на стенде 22 мая 2014 года.

E2 Испытательный стенд

Испытательный центр E2 в Стеннисе имеет несколько испытательных ячеек, которые поддерживают три отдельных испытательных стенда (ячейка 1 и ячейка 2) для испытания горизонтально установленных двигателей и вертикально установленных ступеней ракеты-носителя и/или двигателей. Ячейка 1 может поддерживать двигатели с тягой до , а ячейка 2 – ступени ракеты-носителя с тягой до . E2 Cell 1, первоначально известная как High Heat Flux Facility (HHFF), была построена в 1993 году для поддержки разработки материалов для Национального аэрокосмического самолета (NASP). По состоянию на 2013 год, последним завершенным испытанием на испытательном стенде E2 стало испытание химических парогенераторов, проведенное NASA в 2012 году.

E4 Испытательный стенд

Испытательный стенд E4 состоит из четырех 32-футовых камер с бетонными стенами и сопутствующего бетонного фундамента; укрепленного и оборудованного здания обработки сигналов площадью 1344 квадратных фута; высотного цеха площадью 12 825 квадратных футов с 10-тонным мостовым краном, мастерской с 1-тонным мостовым краном и защищенного от взрывов Центра управления испытаниями площадью 7000 квадратных футов; а также двух комнат управления с приподнятым полом площадью 1400 квадратных футов. На площадке также имеются подземные трубопроводы для аварийного полива, подземные кабельные каналы для электропитания, данных и управления, а также система питьевого водоснабжения. Система жесткой площадки E4 была спроектирована для испытаний двигателей и силовых установок весом до 500 000 фунтов (2224 кН) в горизонтальной конфигурации.

H-1 испытательный стенд

В 2001 году Организация Пентагона по противоракетной обороне предложила построить объект стоимостью 140 миллионов долларов на испытательном стенде Stennis H 1 для испытаний предлагаемой системы лазерной защиты из космоса (SBL), начало которых планировалось в первом квартале 2002 финансового года. Объект предназначался для оценки качества луча, эффективности и мощности прототипа фтористоводородного лазера класса мегаватт. В 2007 году британская компания Rolls Royce plc начала эксплуатацию открытого испытательного комплекса для авиационных двигателей, построенного на месте старой испытательной площадки H1. Rolls Royce построила этот комплекс в связи с опасениями по поводу шумового загрязнения на своем испытательном объекте в Великобритании, расположенном на аэродроме Хакналл рядом со своей штаб-квартирой в Дерби. В 2013 году Rolls Royce открыла второй испытательный стенд.

Устройства для арендаторов

В 2005 году в центре располагалось более 30 государственных учреждений и частных компаний. Самым крупным из них являлись подразделения Военно-морского флота США, насчитывавшие около 3500 военнослужащих, что значительно превышало численность штатных сотрудников NASA. Среди заметных организаций, размещенных в центре:

Научный центр INFINITY

Научный центр INFINITY — это некоммерческий музей, в котором размещается центр для посетителей NASA при Космическом центре имени Джона Стенниса. Комплекс расположен рядом с Центром информации для путешественников штата Миссисипи, недалеко от границы с Луизианой. Темы интерактивных экспонатов центра включают естественную историю Миссисипи, NASA, космос, планеты, звезды, погоду, науки о Земле, космические путешествия и исследования. Среди экспонатов — командный модуль «Аполлона-4», полноразмерный модуль Международной космической станции, разрезанная модель космического корабля «Орион» и компоненты главного двигателя RS-25 космического шаттла. На открытой площадке представлены ракетный двигатель F-1, буй для обнаружения цунами, учебная лодка ВМС США и ускоритель первой ступени ракеты «Сатурн-V» миссии «Аполлон-19» (приобретенный у NASA Michoud Assembly). Научный центр INFINITY официально открылся в апреле 2012 года, заменив старый центр для посетителей StenniSphere.

СтенниСфера

Музей и центр для посетителей космического центра Стеннис был известен как StenniSphere. В преддверии открытия нового Научного центра INFINITY, StenniSphere закрыл свои двери для публики 15 февраля 2012 года. В отличие от INFINITY, здание StenniSphere находится на территории Космического центра Стеннис. Экспозиции были посвящены деятельности NASA, космосу, исследованию космического пространства, науке, географии, погоде и многому другому. Многие экспонаты из StenniSphere были перенесены в новое здание центра для посетителей INFINITY.