مركز غودارد لرحلات الفضاء

انخرط مركز غودارد في تصميم وبناء وتشغيل المركبات الفضائية منذ أيام إكسبلورر 1 ، أول قمر صناعي اصطناعي للولايات المتحدة. وتعكس قائمة هذه المهمات مجموعة متنوعة من الأهداف والغايات العلمية. تدرس سلسلة مركبات لاندسات الفضائية موارد الأرض منذ إطلاق أول مهمة لها عام 1972. أُطلق تيروس-1 عام 1960 كأول نجاح في سلسلة طويلة من أقمار الأرصاد الجوية . تم نشر منصة سبارتان من مكوك الفضاء، مما أتاح تنفيذ مهمات بسيطة ومنخفضة التكلفة لمدة يومين إلى ثلاثة أيام. عمل مرصد كومبتون لأشعة غاما ، ثاني المراصد العظيمة التابعة لناسا ، لمدة تسع سنوات قبل دخوله الغلاف الجوي للأرض عام 2000. كما قدم مرصد علوم الفضاء التابع لمركز غودارد، مستكشف الخلفية الكونية ، بيانات علمية فريدة عن الكون المبكر. ^{[ 6 ]} توجد ورقة حقائق تسلط الضوء على العديد من مهمات غودارد السابقة على صفحة ويب خاصة بالذكرى الأربعين لتأسيسه. ^{[ 7 ]}

يدعم مركز غودارد حاليًا تشغيل عشرات المركبات الفضائية التي تجمع البيانات العلمية. تشمل هذه المهمات مشاريع علوم الأرض، مثل نظام رصد الأرض (EOS) الذي يضم المركبات الفضائية تيرا ، وأكوا ، وأورا، التي تعمل جنبًا إلى جنب مع العديد من المشاريع من مراكز أخرى أو دول أخرى. ومن بين مشاريع علوم الأرض الرئيسية الأخرى العاملة حاليًا مهمة قياس هطول الأمطار الاستوائية (TRMM) ومهمة قياس الهطول العالمي (GPM)، وهما مهمتان توفران بيانات بالغة الأهمية للتنبؤ بالأعاصير. كما تدعم العديد من مشاريع غودارد منظمات أخرى، مثل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية على متن قمري لاندسات-7 ولاندسات-8، والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) على متن نظام القمر الصناعي البيئي التشغيلي الثابت بالنسبة للأرض (GOES) الذي يوفر التنبؤات الجوية.

تدعم مهمات غودارد الأخرى مجموعة متنوعة من تخصصات علوم الفضاء. يُعدّ تلسكوب هابل الفضائي أشهر مشاريع غودارد ، وهو منصة علمية فريدة من نوعها تُحقق إنجازات رائدة في علم الفلك منذ عام 1990. وتدرس مهمات أخرى، مثل مسبار ويلكنسون لقياس تباين الموجات الميكروية (WMAP)، بنية الكون وتطوره. كما تدرس مهمات أخرى، مثل مرصد الشمس والغلاف الشمسي (SOHO)، الشمس حاليًا وكيف يؤثر سلوكها على الحياة على الأرض. ويقوم مسبار استطلاع القمر المداري (LRO) برسم خريطة لتكوين القمر وتضاريسه، بينما يتتبع مرصد ديناميكا الشمس (SDO) طاقة الشمس وتأثيرها على الأرض. وقد أعادت مهمة OSIRIS-REx، التي تهدف إلى إعادة عينات من الكويكب، عينة من الكويكب 101955 بينو في عام 2023، وتتجه مهمة OSIRIS-APEX، التي تحمل اسم OSIRIS-APEX، إلى الكويكب 99942 أبوفيس في عام 2029.

ومن بين العمليات الجديرة بالذكر بشكل خاص تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، الذي تم إطلاقه في عام 2022 والذي يتيح إجراء تحقيقات في العديد من مجالات علم الفلك وعلم الكونيات، مثل رصد النجوم الأولى وتكوين المجرات الأولى. ^{[ 8 ]}

يواصل فريق غودارد العمل على العديد من العمليات والمشاريع التي تتراوح مواعيد إطلاقها بين العام المقبل وعقد من الزمن. وتختلف هذه العمليات أيضًا فيما يأمل العلماء في اكتشافه. وتشمل المهمات القادمة تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي ، ودراغون فلاي ، ودافنشي . ^{[ 9 ]}

تتناول مهمات ناسا (وبالتالي مهمات غودارد) طيفًا واسعًا من المسائل العلمية المصنفة عمومًا ضمن أربعة مجالات رئيسية: علوم الأرض، والفيزياء الفلكية، والفيزياء الشمسية، والنظام الشمسي. ^{[ 10 ]} وبتبسيط الأمر، يدرس مركز غودارد الأرض والفضاء. ^{[ 11 ]}

في مجال علوم الأرض، يلعب مركز غودارد دوراً رئيسياً في البحث لتعزيز فهم الأرض كنظام بيئي، من خلال النظر في الأسئلة المتعلقة بكيفية تطور مكونات هذا النظام البيئي، وكيفية تفاعلها، وكيفية تطورها، وذلك لتمكين العلماء من فهم التأثيرات العملية للأنشطة الطبيعية والبشرية خلال العقود والقرون القادمة.

في مجال علوم الفضاء، برز مركز غودارد بفضل حصوله على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2006 لجون ماثر ومهمة COBE. وإلى جانب مهمة COBE، يدرس غودارد كيفية تشكل الكون، ومكوناته، وكيفية تفاعل مكوناته، وكيفية تطوره. كما يساهم المركز في أبحاث تهدف إلى فهم كيفية تشكل النجوم والأنظمة الكوكبية وتطورها، ويدرس طبيعة تفاعل الشمس مع محيطها.

استنادًا إلى المعرفة المتراكمة من خلال البعثات السابقة، تُطرح أسئلة علمية جديدة. وتُطوَّر البعثات بنفس طريقة تطوير التجارب باستخدام المنهج العلمي. وفي هذا السياق، لا يعمل مركز غودارد ككيان مستقل، بل كواحد من مراكز ناسا العشرة التي تعمل معًا لإيجاد إجابات لهذه الأسئلة العلمية.

تبدأ كل مهمة بمجموعة من الأسئلة العلمية التي يتعين الإجابة عنها، ومجموعة من المتطلبات العلمية للمهمة، والتي تستند إلى ما تم اكتشافه في المهمات السابقة. وتحدد المتطلبات العلمية أنواع البيانات التي يجب جمعها. ثم تُحوّل هذه المتطلبات العلمية إلى مفاهيم للمهمة، تبدأ بتحديد نوع المركبة الفضائية والأجهزة العلمية اللازمة لتطويرها للإجابة عن هذه الأسئلة العلمية.

داخل مركز غودارد، تقود مديرية العلوم والاستكشاف (SED) المساعي العلمية للمركز، بما في ذلك تطوير التكنولوجيا المتعلقة بالمساعي العلمية.

تُعزى بعض أهم التطورات التكنولوجية التي حققها مركز غودارد (وناس عمومًا) إلى الحاجة المُلحة لابتكار أدوات علمية جديدة تُمكّن من رصد وقياس ظواهر فضائية لم يسبق رصدها أو قياسها من قبل. وتُعرف هذه الأدوات عادةً بأحرفها الأولى. وفي بعض الحالات، يُشير اسم المهمة إلى نوع الأداة المستخدمة. فعلى سبيل المثال، تلسكوب جيمس ويب الفضائي، كما يوحي اسمه، هو تلسكوب، ولكنه يضم مجموعة من أربع أدوات علمية متميزة: أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI)، وكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam)، ومطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec)، وجهاز استشعار التوجيه الدقيق وجهاز تصوير الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف بدون شق (FGS-NIRISS). ^{[ 12 ]} ويتعاون العلماء في مركز غودارد تعاونًا وثيقًا مع المهندسين لتطوير هذه الأدوات.

تتألف المهمة عادةً من مركبة فضائية مزودة بمجموعة من الأجهزة (أجهزة متعددة). وفي بعض الحالات، تتطلب المتطلبات العلمية استخدام عدة مركبات فضائية. على سبيل المثال، تدرس مهمة المقاييس المغناطيسية المتعددة (MMS) إعادة الاتصال المغناطيسي، وهي عملية ثلاثية الأبعاد. ولجمع البيانات حول هذه العملية المعقدة، تحلق أربع مركبات فضائية بتشكيل رباعي الأوجه. تحمل كل مركبة من المركبات الأربع مجموعات أجهزة متطابقة. وتُعدّ مهمة المقاييس المغناطيسية المتعددة جزءًا من برنامج أوسع (مسبارات الشمس والأرض) يدرس تأثير الشمس على النظام الشمسي.

في كثير من الحالات، يتعاون مركز غودارد مع شركاء (وكالات حكومية أمريكية، وشركات صناعة الطيران والفضاء، ومراكز أبحاث جامعية، ودول أخرى) مسؤولين عن تطوير الأجهزة العلمية. وفي حالات أخرى، يتولى غودارد تطوير جهاز واحد أو أكثر. ثم تُدمج الأجهزة الفردية في مجموعة أجهزة تُدمج بدورها مع المركبة الفضائية. فعلى سبيل المثال، في حالة مهمة MMS، كان معهد ساوث ويست للأبحاث (SwRI) مسؤولاً عن تطوير الأجهزة العلمية، بينما يتولى غودارد إدارة المشروع بشكل عام، وهندسة أنظمة المهمة، والمركبة الفضائية، وعمليات المهمة. ^{[ 13 ]}

على متن مركبة استطلاع القمر المدارية (LRO)، طُوِّرت ستة أجهزة من قِبَل مجموعة من الشركاء. أحد هذه الأجهزة، وهو مقياس الارتفاع الليزري لمركبة استطلاع القمر المدارية (LOLA)، طُوِّر بواسطة مركز غودارد. يقيس LOLA انحدارات مواقع الهبوط وخشونة سطح القمر لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد للقمر. ^{[ 14 ]}

من بين المهام الأخرى التي ستُدار من قِبل مركز غودارد مهمة مافن . تُعدّ مافن المهمة الثانية ضمن برنامج استكشاف المريخ ، وهي مهمة تستكشف غلاف المريخ الجوي دعمًا لجهود ناسا الأوسع نطاقًا للوصول إلى المريخ. تحمل مافن ثمانية أجهزة لقياس خصائص غازات الغلاف الجوي للمريخ، وطبقاته العليا، والرياح الشمسية ، والأيونوسفير . تشمل الجهات الشريكة في تطوير الأجهزة جامعة كولورادو في بولدر ، وجامعة كاليفورنيا في بيركلي . ساهم مركز غودارد في الإدارة العامة للمشروع، بالإضافة إلى توفير جهازين من الأجهزة، وهما مقياسا المغناطيسية.

بمجرد انطلاق المهمة ووصولها إلى وجهتها، تبدأ أجهزتها بجمع البيانات. تُرسل هذه البيانات إلى الأرض حيث تُحلل وتُخزن للرجوع إليها مستقبلاً. يدير مركز غودارد مجموعات ضخمة من البيانات العلمية الناتجة عن المهمات السابقة والحالية.

يستضيف قسم علوم الأرض مركز غودارد لخدمات بيانات ومعلومات علوم الأرض (GES DISC). ^{[ 15 ]} وهو يقدم بيانات ومعلومات وخدمات علوم الأرض لعلماء الأبحاث، وعلماء التطبيقات، ومستخدمي التطبيقات، والطلاب.

يستضيف أرشيف ناسا لبيانات علوم الفضاء المنسقة (NSSDCA)، الذي تم إنشاؤه في جودارد عام 1966، أرشيفًا دائمًا لبيانات علوم الفضاء، بما في ذلك مجموعة كبيرة من الصور من الفضاء.

تُعدّ غرفة التنظيف ذات السقف العالي، الواقعة في المبنى رقم 29، أكبر غرفة تنظيف من فئة ISO 7 في العالم، بسعة 1.3 مليون قدم مكعب (37,000 متر مكعب ⁾ . [ ^{20 ] ويمكن} تبريد أو تسخين غرف التفريغ في المبنيين المجاورين 10 و7 إلى ± 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت) . ويضم المبنى المجاور رقم 15 جهاز الطرد المركزي عالي السعة، القادر على توليد قوة طرد مركزي تصل إلى 30 ضعف قوة الجاذبية الأرضية على حمولة تصل إلى 2.3 طن (2.5 طن قصير) . ^{[ 21 ]}     

ساهمت شركة بارسونز في بناء غرفة نظيفة من الفئة 10000 لدعم تلسكوب هابل الفضائي بالإضافة إلى مهام غودارد الأخرى. ^{[ 22 ]}

يُعد مركز أبحاث أرشيف علوم الفيزياء الفلكية عالية الطاقة ( HEASARC) المركز المُعتمد من قِبل وكالة ناسا لأرشفة ونشر بيانات ومعلومات علم الفلك عالي الطاقة. ويتم الاحتفاظ بمعلومات حول علم فلك الأشعة السينية وأشعة غاما، بالإضافة إلى أرشيفات مهمات ناسا ذات الصلة، لإتاحتها للجمهور وللوصول إلى المعلومات العلمية. ^{[ 23 ]}

مركز تكنولوجيا ضمان جودة البرمجيات (SATC) هو قسم تابع لوكالة ناسا، تأسس عام 1992 كجزء من مكتب موثوقية وسلامة الأنظمة في مركز غودارد لرحلات الفضاء. وكان هدفه "أن يصبح مركزًا للتميز في ضمان جودة البرمجيات، مكرسًا لتحقيق تحسينات ملموسة في كل من جودة وموثوقية البرمجيات المطورة لصالح ناسا في مركز غودارد لرحلات الفضاء". وقد كان المركز مصدرًا للعديد من الأبحاث في مجال مقاييس البرمجيات وضمان جودتها وإدارة المخاطر. ^{[ 24 ]}

بينما كانت ناسا في خضم حقبة مهمة جيميني، كانت هناك حاجة إلى نوع جديد من مراكز العمليات، وتم إنشاء مركز التحكم في شبكة رحلات الفضاء المأهولة (MSFNOCC) في المبنى رقم 13. وقد تغير الاسم على مر السنين، وعلى هذا النحو، نمت القدرة؛ لقد كان هذا المرفق مركز غودارد لرحلات الفضاء البشرية ومهام إطلاق المركبات لسنوات، ويحظى بشرف مميز لدعمه كل مهمة من مهام مكوك الفضاء.

بعد مركز عمليات الفضاء التابع لمؤسسة الفضاء البحرية (MSFNOCC)، أُعيد تسمية المنشأة إلى مركز التحكم بالشبكة (NCC). وظلت تحمل هذا الاسم حتى الفترة بين عامي 1997 و1999، حين تم إنشاء مركز معلومات الشبكة (NIC). وقد دعم مركز معلومات الشبكة بداية عصر جديد من الاتصالات الفضائية المتنامية، والذي شمل محطة الفضاء الدولية (ISS). وفي وقت لاحق، تم تجديد المنشأة بالكامل لتصبح مركز عمليات الفضاء القريب (NSOCC) في عام 2023. ويُقدم مركز عمليات الفضاء القريب حاليًا دعمًا بالغ الأهمية للعديد من عمليات الإطلاق، بما في ذلك مهمات SpaceX Crew & Cargo، والمهام العلمية مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) وبرنامج PACE، كما يُقدم خدمات بيانات حيوية لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA).

يوفر مركز عمليات الفضاء التابع لناسا (NSOCC) بيئة عمل قائمة على وحدة تحكم لعناصر الشبكة المختلفة للتعاون وتقديم أعلى مستوى ممكن من الخدمة لناسا وعملائها. تشمل بعض عناصر الشبكة المشمولة في بنية دعم NSOCC: مرفق ديناميكيات الطيران (FDF)، ورحلات الفضاء البشرية (HSF)، ومركبات الإطلاق (LV)، وقيادة دعم مهمات الروبوتات، والبحث والإنقاذ (SAR)، وبيئة شبكة معالجة البيانات واكتسابها (DAPHNE+).

افتُتح مركز زوار غودارد في 18 مايو 1976 في مبنى كان سابقًا محطة إذاعية تجريبية تابعة للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. ^{[ 25 ]} يفتح المركز أبوابه للجمهور مجانًا من الثلاثاء إلى الأحد، ويعرض نماذج لمركبات فضائية وتقنيات طُوّرت هناك. كما يضم المركز نماذج لتلسكوب هابل الفضائي وصورًا من أعماق الفضاء المأخوذة من مهمات حديثة. ويحتوي المركز أيضًا على نظام عرض "العلوم على الكرة" .

يضم المركز أيضًا مركزًا لموارد المعلمين متاحًا للمعلمين والمتطوعين في مجال التعليم، مثل قادة الكشافة، ويستضيف فعاليات خاصة على مدار العام. فعلى سبيل المثال، في سبتمبر 2008، فتح المركز أبوابه لفعالية غودارد لانش فست. ^{[ 26 ]} وشملت الفعالية، المجانية للجمهور، مسابقات للروبوتات، وجولات في مرافق غودارد برفقة موظفي ناسا، وعروضًا ترفيهية حية في أراضي غودارد. كما يضم مركز غودارد لرحلات الفضاء قاعة احتفالات كبيرة لاستضافة فعاليات الضيوف، مثل المحاضرات والعروض التقديمية وحفلات العشاء. ^{[ 27 ]}

أعلنت وكالة ناسا عن خطط لإغلاق مركز الزوار في 1 أكتوبر 2025. ^{[ 28 ]}

يدير مركز غودارد لرحلات الفضاء ثلاثة مرافق لا تقع ضمن موقع غرينبيلت. وهذه المرافق هي:

• تأسست منشأة والوبس للطيران، الواقعة في جزيرة والوبس بولاية فرجينيا، عام 1945، وهي من أقدم مواقع الإطلاق في العالم. وتدير والوبس برنامج الصواريخ الصوتية التابع لوكالة ناسا ، وتدعم حوالي 35 مهمة سنوياً.
• يقع معهد غودارد لدراسات الفضاء (GISS) في جامعة كولومبيا بمدينة نيويورك، حيث تُجرى معظم الأبحاث النظرية للمركز. ويعمل المعهد بالتعاون الوثيق مع جامعة كولومبيا وجامعات أخرى في المنطقة، ويقدم الدعم للأبحاث في مجالات الجيوفيزياء والفيزياء الفلكية وعلم الفلك والأرصاد الجوية.
• تم إنشاء مرفق كاثرين جونسون المستقل للتحقق والتحقق من الصحة (IV&V) في فيرمونت، غرب فرجينيا ، في عام 1993 لتحسين سلامة وموثوقية وجودة البرامج المستخدمة في مهمات ناسا.

كما أن مركز غودارد لرحلات الفضاء مسؤول عن مجمع وايت ساندز ، وهو عبارة عن مجموعة من موقعين في لاس كروسيس، نيو مكسيكو ، ولكن الموقع مملوك لمركز جونسون للفضاء كجزء من مرفق اختبار وايت ساندز .