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アラバマ州レッドストーン兵器廠（ハンツビルの郵便住所）にあるマーシャル宇宙飛行センター（正式名称はジョージ・C・マーシャル宇宙飛行センター、MSFC）[3]は、米国政府の民間ロケットおよび宇宙船推進研究センターです。 [ 2 ] NASA最大のセンターとして、MSFCの最初の任務はアポロ計画用のサターンロケットの開発でした。マーシャルは、スペースシャトルの主推進装置と外部燃料タンク、ペイロードと関連する乗組員の訓練、国際宇宙ステーション（ISS）の設計と組み立て、コンピュータ、ネットワーク、情報管理、スペースローンチシステムの主要センターとなっています。ハンツビル近郊のレッドストーン兵器廠にあるMSFCは、陸軍元帥ジョージ・C・マーシャルにちなんで名付けられました。
このセンターには、国際宇宙ステーションペイロード運用センターとしても知られるハンツビル運用支援センター（HOSC）が設置されています。この施設は、ケネディ宇宙センターにおけるISSの打ち上げ、ペイロード、および実験活動を支援します。また、マーシャル宇宙飛行センターのペイロードが搭載されている場合、ケープカナベラル宇宙軍基地からのロケット打ち上げも監視します。
マーシャル宇宙飛行センター（MSFC）は、ロケット推進システムおよび技術開発におけるNASAの主要拠点としての役割を担ってきました。1960年代には、その活動は主にアポロ計画に注力され、サターンロケットの設計と試験がMSFCで行われました。MSFCは、スカイラブ、スペースシャトル、スペースラブ、そしてスペースシャトルの貨物室を利用したその他の実験活動など、アポロ計画後の活動においても重要な役割を果たしました。
1945年5月にドイツで第二次世界大戦が終結した後、米国はナチス・ドイツの高度な軍事技術の中核を担っていた科学者や技術者を多数集めるため、ペーパークリップ作戦を開始した。1945年8月、ヴェルナー・フォン・ブラウン率いる127名のミサイル専門家が米国陸軍兵器部隊と雇用契約を結んだ。彼らのほとんどは、ペーネミュンデでフォン・ブラウンの下でV-2ミサイルの開発に携わっていた。ミサイル専門家たちはテキサス州フォート・ブリスに送られ、陸軍に新設された研究開発部局（ロケット）に配属された。
その後の5年間、フォン・ブラウンとドイツの科学者や技術者たちは、主にV-2ミサイルを米国向けに改良することに専念した。試験はニューメキシコ州のホワイトサンズ試験場で行われた。フォン・ブラウンは、V-2の第2段としてWACコーポラルロケットを使用することを許可され、バンパーと呼ばれるこの組み合わせは、記録破りの250マイル（400km ）の高度に達した。[ 4 ]
第二次世界大戦中、アラバマ州ハンツビル近郊の3つの兵器廠で砲弾の製造と保管が行われていました。戦後、これらの兵器廠は閉鎖され、3つの施設が統合されてレッドストーン兵器廠が設立されました。1949年、陸軍長官はフォート・ブリスからレッドストーン兵器廠の新センターへのロケット研究開発活動の移転を承認しました。1950年4月から、フォン・ブラウンのグループを含む約1,000人が移転に関わりました。この時、誘導ミサイルの研究開発責任が追加され、最終的にPGM-11レッドストーンとなる中距離誘導ミサイルの研究が始まりました。
その後の10年間で、レッドストーン兵器廠でのミサイル開発は大幅に拡大した。しかし、フォン・ブラウンは宇宙開発を常に念頭に置いており、このテーマに関する広く読まれた記事を発表した。[ 5 ] 1952年半ば、ドイツ人たちは正規の公務員として雇用され、そのほとんどが1954年から1955年にかけて米国市民となった。フォン・ブラウンは誘導ミサイル開発部門の責任者に任命された。[ 6 ]
1954年9月、フォン・ブラウンはレッドストーンを人工衛星打ち上げ用の多段式ロケットの主ブースターとして使用することを提案した。その1年後、プロジェクト・オービターの研究が完了し、一連の科学衛星の計画とスケジュールが詳細に示された。しかし、海軍研究所（NRL）が当時開発していたヴァンガードロケットを上層部が採用したため、米国の宇宙衛星計画における陸軍の正式な役割は遅れることになった。
1956年2月、陸軍弾道ミサイル局（ABMA）が設立された。主要計画の1つは、前年に開始された射程1,500マイル（2,400km ）の単段式ミサイルで、米陸軍と米海軍の両方を対象としており、 PGM-19ジュピターと命名された。このジュピター中距離弾道ミサイル（IRBM）の誘導コンポーネントのテストは、1956年3月にジュピターAと呼ばれる改良型レッドストーンミサイルで開始され、再突入体のテストは、1956年9月にスピン安定式上段を備えたレッドストーンで開始された。ABMAが開発したこのジュピターCは、レッドストーンロケットの第1段と、RVテスト用の2つの上段、またはエクスプローラー衛星打ち上げ用の3つの上段で構成されていた。 ABMAは当初、1956年9月20日の飛行を衛星打ち上げとして計画していたが、アイゼンハワーの直接介入により、上段2基の使用に限定され、3,350マイル（5,390km ）を飛行し、高度682マイル（1,098km ）に達したRV試験飛行となった。ジュピターCの能力は第4段を軌道に乗せることも可能であったが、その任務はNRLに割り当てられていた。[ 7 ] [ 8 ]後のジュピターCの飛行は衛星打ち上げに使用された。最初のジュピターIRBM飛行は1957年3月にケープカナベラルから行われ、5月31日に初めて全射程飛行に成功した。[ 9 ]ジュピターは最終的にアメリカ空軍に引き継がれた。[ 10 ]
ソビエト連邦は、1957年10月4日に世界初の人工地球周回衛星スプートニク1号を打ち上げた。11月3日には、2番目の衛星スプートニク2号が打ち上げられた。米国は12月6日にNRLのヴァンガードロケットを使用して衛星打ち上げを試みたが、かろうじて地上を離れた後、落下して爆発した。1958年1月31日、ようやく打ち上げ許可を得たフォン・ブラウンとABMA宇宙開発チームは、ジュノーI構成（第4段を追加）のジュピターCを使用して、米国初の衛星エクスプローラー1号を地球周回軌道に乗せることに成功した。
1958年3月末に発効した米国陸軍兵器ミサイル司令部（AOMC）は、ABMAとその新たに運用開始された宇宙プログラムを包含する組織となった。8月、AOMCと高等研究計画局（ARPA、国防総省の組織）は、利用可能なロケットエンジンの集合体を使用して推力約150万ポンドの大型宇宙ブースターを開発するABMA管理のプログラムを共同で開始した。1959年初頭、この機体はサターンと命名された。
4月2日、ドワイト・D・アイゼンハワー大統領は、非軍事宇宙活動を統括する民間機関の設立を議会に勧告した。7月29日、大統領は国家航空宇宙法に署名し、国家航空宇宙局（NASA）を設立した。NASAは、国家航空諮問委員会、エイムズ研究センター、ラングレー研究センター、ルイス飛行推進研究所を統合した。公式の宇宙機関が存在するにもかかわらず、陸軍は広範囲にわたる宇宙計画を継続した。1959年6月、 ABMAはプロジェクト・ホライズンに関する秘密調査を完了し、サターンロケットを使用して有人陸軍前哨基地を月に建設する計画の詳細を明らかにした。プロジェクト・ホライズンは却下され、サターン計画はNASAに移管された。
マーキュリー計画は1958年11月26日に正式に命名された。将来的に有人飛行を目標とするこの計画では、1959年5月28日にサルのエイブルとミス・ベイカーが宇宙から回収された最初の生物となった。2匹はジュピターミサイルの先端部に搭載され、高度300マイル（480km ）、距離1,500マイル（2,400km ）まで運ばれ、通常の重力の38倍の引力に耐えた。1959年10月21日、アイゼンハワー大統領は陸軍の宇宙関連活動すべてをNASAに移管することを承認した。
1960年7月1日、旧レッドストーン兵器廠跡地にマーシャル宇宙飛行センター（MSFC）が設立された。同センターは、新たに設立されたNASAの管轄下に置かれ、ヴェルナー・フォン・ブラウンが初代NASA長官に任命された。フォン・ブラウンの元同僚でドイツ出身のエバーハルト・リースも、研究開発担当副官に任命された。
MSFCの設立時には、4,670人の民間人職員、約1億ドル相当の建物と設備、1,840エーカー（7.4 km 2 ）の土地がAOMC/ABMAから新しいMSFCに移管された。MSFCの正式な開所日は1960年7月1日であったが、献堂式は2か月後の9月8日に行われた。献堂式ではアイゼンハワー大統領が演説を行った。MSFCはジョージ・C・マーシャル将軍にちなんで命名された。[ 11 ]
MSFCの管理業務は、米国政府の伝統的な職務経験を持つ人々によって主導されたが、技術部門の責任者は全員、フォン・ブラウンが技術部長を務めていたMSFCの前身であるABMAでフォン・ブラウンの数々の成功を支援した人々であった。新MSFCの初期の技術責任者は全員、第二次世界大戦前のドイツ時代からフォン・ブラウンの元同僚であった。これらの技術部門および/または部門長は以下のとおりである。[ 12 ]
コーレを除き、技術部門および／または部門長は全員、ペーネミュンデで共に働いた後、ペーパークリップ作戦によって米国に渡ってきた。フォン・ブラウンはこれらの人物の能力をよく理解しており、彼らに絶大な信頼を寄せていた。その後10年間、新たなレベルの複雑さを確立するハードウェア開発と技術運用が行われたが、有人飛行中に彼らのブースター設計が失敗したことは一度もなかった。
MSFCにおける当初の主要プロジェクトは、アメリカ人初の宇宙飛行士を乗せた宇宙カプセルをマーキュリー計画のために打ち上げるレッドストーンロケットの最終準備であった。当初は1960年10月に予定されていたが、何度か延期され、1961年5月5日、宇宙飛行士アラン・シェパードがアメリカ初の準軌道宇宙飛行を成し遂げた。
1965年までに、MSFCには約7,500人の政府職員がいた。さらに、打ち上げロケットおよび関連する主要部品の主要請負業者（ノースアメリカン・アビエーション、クライスラー、ボーイング、ダグラス・エアクラフト、ロケットダイン、IBMなど）のほとんども、MSFCの施設でほぼ同数の従業員を雇用していた。
このプログラムには複数の支援請負会社も関わっており、その中でも最大規模だったのがブラウン・エンジニアリング・カンパニー（BECO、後にテレダイン・ブラウン・エンジニアリング）で、ハンツビル初のハイテク企業であり、当時従業員数は約3,500人に達していた。サターン・アポロ計画において、BECO/TBEは約2,000万人時もの支援を提供した。ミルトン・K・カミングスがBECOの社長、ジョセフ・C・モキンが副社長、ウィリアム・A・ギルディーニがエンジニアリング設計と試験作業を指揮し、レイモンド・C・ワトソン・ジュニアが研究と先進システム活動を統括した。米国で2番目に大きいこの種の研究パークであるカミングス・リサーチ・パークは、1973年にカミングスにちなんで命名された。
1961 年 5 月 25 日、シェパードの飛行からわずか 20 日後、ジョン F. ケネディ大統領は、1960 年代末までに米国が月面着陸を達成することを約束した。[ 14 ]アポロ計画における MSFC の主な任務は、大型のサターンファミリーロケットの開発であった。これには、J-2、F-1、H-1という 3 つの新しい液体燃料ロケットエンジンの開発と認定が必要であった。さらに、既存のRL10 は、サターン S-IV 段での使用のために改良された。リーランド F. ベリューがエンジン開発室を管理した。[ 15 ] F-1 エンジンは、これまで使用された中で最も強力な単一ノズル液体燃料ロケットエンジンであり、それぞれ 150 万ポンドの推力を発生した。元々は米空軍によって開始されたが、1959 年に ABMA が開発の責任を引き継ぎ、MSFC での最初の試験燃焼は 1963 年 12 月に行われた。
サターンIと名付けられたこの原型機は、2つの推進段と計器ユニットから構成され、1961年10月27日に初飛行試験が行われた。第1段（SI）には8基のH-1エンジンが搭載され、合計約150万ポンドの推力を発生した。外側の4基のエンジンはジンバル式で、機体の操縦を可能にした。第2段（SIV）には6基のLR10A-3エンジンが搭載され、合計9万ポンドの推力を発生した。10機のサターンIがアポロ計画の試作機の飛行試験に使用された。試験飛行のうち5回は、重要な補助科学実験も搭載していた。
サターンIB（別名、改良型サターンI）も2つの推進段と計器ユニットを備えていた。第1段（S-IB）には8基のH-1エンジンが搭載され、そのうち4基はジンバル式であったが、空力安定性を確保するために、同じサイズの固定フィンが8枚側面に取り付けられていた。第2段（S-IVB）には、より強力な23万ポンドの推力を発生させるJ-2エンジンが1基搭載されていた。J-2エンジンはジンバル式で、飛行中に再始動することも可能だった。この機体は1966年2月26日に初飛行試験が行われた。サターン1B（または部分機体）は14機製造され、5機が無人試験に、残りの5機が有人ミッションに使用され、最後のミッションは1975年7月15日に行われた。
使い捨ての有人大型ロケットであるサターンVは、アポロ計画において最も重要な要素でした。アーサー・ルドルフの指揮の下で設計されたサターンVは、高さ、重量、ペイロードの合計の観点から、運用状態になったロケットの中で最大かつ最強の記録を保持しています。サターンVは、3つの推進段と計器ユニットで構成されていました。第1段（S-IC）には5基のF-1エンジンが搭載され、合計750万ポンドの推力を発生させました。第2段（S-II）には5基のJ-2エンジンが搭載され、合計100万ポンドの推力を発生させました。第3段（S-IVB）には、ジンバル式のJ-2エンジンが1基搭載され、20万ポンドの推力を発生させました。前述のとおり、J-2エンジンは飛行中に再始動することができました。この大型輸送ロケットの基本構成は1963年初頭に選定され、その時点でサターンVという名称が付けられた（サターンII、III、IVにつながる可能性のある構成は却下された）。
サターンVロケットにおいて、3つの推進段が「筋肉」にあたる部分だとすれば、計器ユニット（IU）は「頭脳」にあたる部分だった。IUは直径260インチ（6.6メートル）、高さ36インチ（91センチ）のリング上に搭載され、第3推進段と月着陸船（LM）の間に保持されていた。IUには、安定プラットフォーム、加速度計、デジタルコンピュータ、制御電子機器といった基本的な誘導システム構成要素に加え、レーダー、テレメトリー、その他のユニットが搭載されていた。基本的に同じIU構成は、サターンIとIBでも採用された。IBMが主契約企業であったため、IUはハンツビルで製造された唯一のサターンロケットの主要構成部品だった。
サターンVロケットの最初の試験飛行は1967年11月9日に行われました。1969年7月16日、アポロ宇宙計画におけるサターンVロケットの最高傑作として、アポロ11号宇宙船と3人の宇宙飛行士が月への旅に出発しました。アポロ計画の打ち上げは1972年12月6日まで続きました。最後のサターンVロケットの飛行は、1973年5月14日に行われたスカイラブ計画（後述）でした。サターンVロケットは合計15基製造され、13基は完璧に機能し、残りの2基は未使用のままです。
ヴェルナー・フォン・ブラウンは、宇宙船を設計する人員が、ハードウェアの製造とテストに直接、実践的に関与すべきだと考えていた。そのため、MSFCには、あらゆる種類のサターンロケットのプロトタイプを製造する施設があった。チェックアウト手順には、大型の専用コンピュータが使用された。レッドストーンロケットとジュピターロケット用に、ABMAに静的テストスタンドが建設された。1961年、ジュピタースタンドはサターン1段と1B段のテスト用に改造された。その後、他のテストスタンドがいくつか建設され、最大のものは1964年に完成したサターンV動的テストスタンドだった。高さ475フィート（145メートル）のこのスタンドには、サターンV全体を収容できた。同じく1964年に完成したS1C静的テストスタンドは、第1段の5基のF-1エンジンの実燃焼テストに使用された。合計750万ポンドの推力を発生させたこの実験は、ハンツビル地域一帯に地震のような轟音を響かせ、100マイル（160km ）離れた場所でも聞こえた。
サターン計画が進展するにつれ、外部の施設や工場が必要となった。1961年、ルイジアナ州ニューオーリンズ近郊のミショー・ロケット工場がサターンVロケットの製造拠点として選定された。ミシシッピ州ハンコック郡の13,500エーカー（55平方キロメートル）の隔離された地域が、サターン試験を行う場所として選ばれた。ミシシッピ試験施設（現在のジョン・C・ステニス宇宙センター）として知られるこの施設は、主にニューオーリンズのロケット工場で製造されたロケットの試験を行うためのものであった。
MSFCは設立当初から、科学と工学の分野で強力な研究プロジェクトを実施してきた。初期の活動のうち、ハイウォーターとペガサスの2つは、サターンIロケットの試験と並行して、非干渉的な形で実施された。
ハイウォーター計画では、サターンIロケットの第2段ダミーに、バラストとして23,000米ガロン（87立方メートル）の水を充填した。第1段の燃焼終了後、爆薬によって水が上層大気に放出された。この計画は、ロケットが高高度で破壊された場合の液体推進剤の拡散に関する疑問に答えることを目的としていた。ハイウォーター実験は1962年4月と11月に実施された。
ペガサス衛星計画の下、サターンIロケットの第2段には、微小隕石の発生頻度と侵入深度を研究するための計測機器が搭載された。2枚の大型パネルが空の第2段に折り畳まれ、軌道上で展開され、2,300 平方フィート（210平方メートル）の計測機器搭載面が露出した。1965年には3機のペガサス衛星が打ち上げられ、それぞれ3年から13年間軌道上に留まった。
アポロ計画では、月面に着陸したミッションは6回ありました。アポロ11号、12号、14号、15号、16号、17号です。アポロ13号は月面着陸を予定していましたが、酸素タンクの破裂により司令船・機械船（CSM）の電力供給が途絶えたため、月周回のみで地球に帰還しました。アポロ11号を除き、すべてのミッションにはアポロ月面実験パッケージ（ALSEP）が搭載されていました。ALSEPは、7つの科学実験装置と、放射性同位体熱電発電機（RTG）を備えた中央遠隔制御ステーションで構成されています。MSFCの科学者も共同研究者の一員でした。
月面探査車（LRV）、通称「ムーンバギー」は、月面の限られた範囲を探査するための輸送手段としてMSFCで開発されました。当初の計画には含まれていませんでしたが、1969年までに、科学的成果を最大化するにはLRVが必要であることが明らかになりました。最後の3回のミッションではLRVが搭載され、マンハッタン島と同程度の大きさのエリアを探査することができました。往路ではALSEPを設置し、復路では200ポンド以上の月の岩石と土壌のサンプルを運びました。サヴェリオ「ソニー」モレアはMSFCのLRVプロジェクトマネージャーでした。[ 16 ]
アポロ応用計画（AAP）は、余剰のアポロ機器を使用した科学目的の有人宇宙ミッションを目的とした計画でした。議会の関心の低さから、提案された活動のほとんどは中止されましたが、軌道ワークショップは依然として関心を集めていました。1965年12月、MSFCは軌道ワークショップを正式なプロジェクトとして開始することが承認されました。1966年8月19日にMSFCで開催された会議で、 NASA有人宇宙飛行担当副長官のジョージ・E・ミューラーは、主要要素の最終的なコンセプトを確定しました。MSFCは、軌道上の宇宙ステーションのハードウェアの開発、およびシステム全体のエンジニアリングと統合の責任を負いました。
試験およびミッションシミュレーションのために、直径75フィート（23メートル）の水槽である中性浮力施設が1968年3月にマーシャル宇宙飛行センター（MSFC）に開設されました。技術者と宇宙飛行士はこの水中施設を使用して、宇宙の無重力（ゼロG）環境をシミュレートしました。これは特に、宇宙遊泳をはじめとする無重力作業における宇宙飛行士の訓練に活用されました。
軌道ワークショップは、サターンVロケット第3段の推進剤タンク内に建設され、地上で全面的な改修が行われた。 1970年2月にスカイラブと改名された。2基が建造され、1基は飛行用、もう1基は中性浮力施設での試験およびミッションシミュレーション用であった。リーランド・F・ベリューは、スカイラブ計画全体の責任者として8年間務めた。
生き残ったもう一つのAAPプロジェクトは、もともとアポロ宇宙船に展開可能な付属装置として計画されていた太陽観測所でした。アポロ望遠鏡マウント（ATM）と呼ばれるこのプロジェクトは、1966年にMSFCに割り当てられました。軌道ワークショップがスカイラブへと発展するにつれて、ATMは付属装置として追加されましたが、2つの活動は独立した開発プロジェクトとして維持されました。レイン・イセはMSFCのATMプロジェクトマネージャーでした。ATMには、極端紫外線から赤外線までの波長で太陽を観測するための8つの主要な機器が含まれていました。データは主に特殊な写真フィルムに収集され、スカイラブミッション中は、宇宙飛行士が船外活動でフィルムを交換する必要がありました。[ 17 ]
1973年5月14日、77トン（70,000kg）のスカイラブは、最後の飛行となるサターンVロケットによって高度235海里（435km）の軌道に打ち上げられた。サターンIBロケットとその司令船・機械船（CSM）は、スカイラブにドッキングする3人乗りの乗組員を打ち上げるために使用された。スカイラブの打ち上げと展開中に深刻な損傷を受け、ステーションの微小隕石シールド/日よけとメイン太陽電池パネルの1枚が失われた。この損失は、5月25日に打ち上げられた最初の乗組員によって部分的に修復され、彼らは28日間スカイラブと共に軌道上に滞在した。その後、7月28日と11月16日にそれぞれ59日間と84日間のミッションが続いた。スカイラブは、ATMを含め、約300の科学および医学実験で約2,000時間の記録を残した。最後のスカイラブ乗組員は1974年2月8日に地球に帰還した。[ 18 ]
アポロ・ソユーズテスト計画（ASTP）は、サターンIBロケットの最後の飛行でした。1975年7月15日、3名の乗組員がソ連のソユーズ宇宙船とのドッキングを目指す6日間のミッションに出発しました。主な目的は将来の共同宇宙飛行のための技術経験を積むことでしたが、両宇宙船には科学実験装置も搭載されていました。これは、1981年4月までアメリカが行った最後の有人宇宙飛行でした。
高エネルギー天文観測所（HEAO）計画は、地球低軌道を周回する大型宇宙機による3つのミッションから構成されていました。各宇宙機は全長約5.5メートル、質量は2,700 ～3,200キログラムで、 X線・ガンマ線天文学および宇宙線研究のための実験装置約1,400キログラムを搭載していました。このプロジェクトは、宇宙からの高エネルギー放射線を観測することで、天体に関する知見をもたらしました。米国各地の科学者が主任研究員を務めました。
HEAO宇宙船の構想は1960年代後半に始まったが、資金が確保されるまでにはしばらく時間がかかった。アトラス・セントールロケットを使用して、3つの非常に成功したミッションが実施された。1977年8月のHEAO 1、1978年11月のHEAO 2（アインシュタイン天文台とも呼ばれる）、そして1979年9月のHEAO 3である。フレッド・A・スピアーはMSFCのHEAOプロジェクトマネージャーであった。[ 19 ]
1970年代にMSFCが管理した他の宇宙科学プロジェクトには、レーザー地球力学衛星（LAGEOS）と重力プローブAがあった。LAGEOSでは、35の地上局からのレーザービームが衛星上の422個のプリズムミラーで反射され、地殻の動きを追跡する。測定精度は数センチメートルで、プレートテクトニクスの動きを同程度の精度で追跡する。MSFCで構想および製造されたLAGEOSは、 1976年5月にデルタロケットで打ち上げられた。[ 20 ]
重力探査機A（赤方偏移実験とも呼ばれる）は、極めて高精度の水素メーザー時計を用いて、アインシュタインの一般相対性理論の一部を検証した。探査機は1976年6月にスカウトロケットで打ち上げられ、予定通り約2時間宇宙空間に留まった。[ 21 ]
1972年1月5日、リチャード・M・ニクソン大統領は、宇宙への定期的なアクセスを目的とした再利用可能な宇宙輸送システム（STS）であるスペースシャトルの開発計画を発表した。シャトルは、乗員とペイロードを収容するオービター機（OV）、2基の固体ロケットブースター（SRB）、およびOVのメインエンジン用の液体燃料を運ぶ外部燃料タンク（ET）で構成されていた。MSFCは、SRB、OVの3基のメインエンジン、およびETを担当した。MSFCはまた、欧州宇宙機関が開発し、一部の飛行でシャトルの貨物室に搭載された多目的実験室であるスペースラブの統合も担当した。[ 22 ]
OVメインエンジンの最初の試験燃焼は1975年に行われた。2年後、SRBの最初の燃焼が行われ、MSFCでETの試験が開始された。シャトルキャリアー航空機（SCA）に取り付けられたエンタープライズOVの最初の飛行は1977年2月で、その後8月と10月に自由着陸が行われた。1978年3月、エンタープライズOVはSCAの上に乗せられてMSFCに運ばれた。ETと結合された部分的なスペースシャトルは、改造されたサターンV動的試験台に吊り上げられ、打ち上げ時と同様のあらゆる振動にさらされた。最初の宇宙飛行可能なスペースシャトル、コロンビアが完成し、点検と打ち上げ準備のためにKSCに置かれた。1981年4月12日、コロンビアは最初の軌道試験飛行を行った。
スペースシャトルは、これまでに建造された宇宙船の中で最も複雑なものでした。1972年のシャトル計画開始以来、スペースシャトルの推進システムの管理と開発は、マーシャル宇宙飛行センター（MSFC）における主要な活動の一つでした。アレックス・A・マクール・ジュニアは、 MSFCのスペースシャトル計画室の初代室長でした。
1980年を通して、MSFCの技術者たちは、最初のスペースシャトル打ち上げ計画に関連する試験に参加した。これらの初期試験中、そしてその後の各シャトル打ち上げに先立ち、ハンツビル運用支援センターの職員はコンソールを監視し、フロリダでの打ち上げにおいてシャトルの推進システムに関わる可能性のあるあらゆる問題を評価し、解決を支援した。
1981年4月12日、コロンビア号は2名の宇宙飛行士を乗せて初の軌道試験飛行を行った。これはSTS-1（宇宙輸送システム1号）と命名され、システム全体の総合的な性能が検証された。STS-1に続き、11月12日にはSTS-2が実施され、コロンビア号の安全な再打ち上げが実証された。1982年にはSTS-3とSTS-4が実施された。 11月11日に打ち上げられたSTS-5は初の運用ミッションであり、4名の宇宙飛行士を乗せ、2基の商用衛星が展開された。これら3回の飛行すべてにおいて、シャトルの貨物室のパレット上に搭載された実験装置が使用され、実施された。
スペースシャトル・チャレンジャーは、1986年1月28日にSTS-51-Lミッションで打ち上げられましたが、打ち上げから1分13秒後にスペースシャトル・チャレンジャー事故が発生しました。高速追跡フィルムとテレメトリー信号のその後の分析により、固体ロケットブースター（SRB）の1つの接合部で漏洩が発生したことが判明しました。漏れた炎が外部燃料タンク（ET）の表面に着火し、機体の破壊と乗員の死亡につながりました。事故の根本原因は、右側のSRBのOリングの破損であることが判明し、寒冷な気候も一因となりました。SRBの再設計と広範な試験が実施されました。1986年の残りの期間と1987年にはスペースシャトルのミッションはありませんでした。飛行は1988年9月にSTS-26で再開されました。
スペースシャトルは、科学研究機器から極秘の軍事衛星まで、多種多様なペイロードを運搬しました。各飛行には宇宙輸送システム（STS）番号が割り当てられ、通常は打ち上げ予定日順に並べられました。スペースシャトルミッション一覧には、すべての飛行、そのミッション、その他の情報が掲載されています。
MSFCは慣性上段ロケットの改良を担当した。この固体燃料ロケットは1989年5月に初飛行し、マゼラン惑星探査機をオービター・アトランティスから太陽周回軌道へと送り出し、15ヶ月かけて太陽を周回した後、最終的に金星周回軌道に乗せ、4年間にわたってレーダーによる表面マッピングを行った。
多くのスペースシャトル飛行では、機内研究を行うための機器が搭載されていた。こうした機器は、パレットに載せるか、あるいはシャトルの貨物室に他の方法で設置されるかの2つの形態で搭載された（多くの場合、主要ミッション用の機器に加えて）。これらの実験用ペイロードの統合は、マーシャル宇宙飛行センター（MSFC）の責任であった。
パレット実験は、流体物理学、材料科学、バイオテクノロジー、燃焼科学、商業宇宙処理など、多種多様な種類と複雑さを誇っていました。一部のミッションでは、貨物室を横断するアルミニウム製のブリッジが使用されました。このブリッジには、特にゲッタウェイ・スペシャル（GAS）プログラムの下で実施された実験を含む、独立した実験装置を収容した標準サイズの容器を12個搭載することができました。GASフライトは、大学、米国企業、個人、外国政府などに低コストで提供されました。
一部のフライトでは、様々なパレット実験装置がペイロードのすべてを構成しており、その例として天文学実験室1号（ASTRO-1）や大気応用科学実験室（ATLAS 1）などが挙げられる。
スペースシャトルで行われたパレット実験に加えて、スペースラブでも多くの実験が行われた。これは、加圧モジュール、非加圧キャリア、その他の関連ハードウェアを含む複数のコンポーネントで構成される再利用可能な実験室である。MSFCが監督するプログラムの下、10のヨーロッパ諸国が欧州宇宙研究機関（ESRO）を通じて最初のスペースラブを共同で設計、建設、資金提供した。さらに、日本は専用ミッションであるSTS-47のためにスペースラブに資金を提供した。[ 23 ]
15年間にわたり、スペースラブの部品は22回のスペースシャトルミッションに搭載され、最後のミッションは1998年4月に行われた。スペースラブミッションの例を以下に示す。
1990年初頭、スペースラブのすべてのミッションを制御するために、MSFC（マーシャル宇宙飛行センター）のスペースラブミッション運用管制センターが設立された。これは、以前のスペースラブミッションの運用が行われていた、ジョンソン宇宙センター（JSC）に設置されていたペイロード運用管制センターに代わるものだった。
NASAは1984年に宇宙ステーションの建設計画を開始し、 1988年にフリーダムと命名した。1990年代初頭までに、アメリカのフリーダム、ソ連/ロシアのミール2、ヨーロッパのコロンバス、日本のきぼうという4つの異なるステーションの計画が進められていた。 1993年11月、フリーダム、ミール2 、ヨーロッパと日本のモジュールの計画は、単一の国際宇宙ステーション（ISS）に統合された。ISSは軌道上で組み立てられるモジュールで構成されており、1998年11月にロシアのモジュールであるザーリャが最初に組み立てられた。これに続いて12月には、ボーイングがMSFCの施設で製造した最初の米国モジュールであるユニティ（ノード1とも呼ばれる）が組み立てられた。[ 24 ]
ISSの組み立てはその後10年間続き、2001年2月7日以降は継続的に有人運用が行われた。1998年以降、ISSの18の主要な米国製コンポーネントが宇宙で組み立てられた。2007年10月、ハーモニー（ノード2）がデスティニーに取り付けられた。これもMSFCが管理しており、これにより欧州および日本のモジュールとの接続ハブと追加の居住スペースが確保され、ISSの乗組員は6人に増えた。18番目で最後の主要な米国およびボーイング社製の要素であるスターボード6トラスセグメントは、2009年2月にISSに届けられた。これにより、太陽電池アレイの全セットが稼働できるようになり、科学プロジェクトに利用できる電力は30kWに増加した。これは、ステーションの米国軌道セグメント （USOS）の完成を意味した。 2010年3月5日、ボーイング社はUSOSを正式にNASAに引き渡した。[ 25 ]
1962年、最初の軌道太陽観測衛星が打ち上げられ、続いて軌道天文観測衛星（OAO）が1968年から1972年にかけて恒星の紫外線観測を行った。これらの観測は宇宙天文学の価値を示し、将来登場するスペースシャトルから打ち上げ・運用される大型宇宙望遠鏡（LST）の計画につながった。予算の制約によりLST計画は頓挫しかけたが、天文学界、特にライマン・スピッツァー宇宙望遠鏡と国立科学財団がこの分野における大規模計画を強く推し進めた。議会は1978年にようやくLSTへの資金提供を承認し、1983年の打ち上げを目指した。
MSFCは望遠鏡の設計、開発、建設を担当し、ゴダード宇宙飛行センター（GFC）は科学機器と地上管制センターを開発することになっていた。プロジェクト科学者は、当時シカゴ大学天文学科長であったC.ロバート・オデルであった。望遠鏡アセンブリは、回折限界まで研磨された双曲面ミラーを備えたカセグレン反射望遠鏡として設計され、主鏡の直径は2.4メートル（94インチ）であった。ミラーは光学会社パーキンエルマーによって開発された。MSFCは、望遠鏡が打ち上げられ運用開始されるまでミラーアセンブリの性能をテストすることができなかった。[ 26 ]
LSTは、当初の打ち上げ予定日である1983年にハッブル宇宙望遠鏡と命名されました。計画には多くの問題、遅延、コスト増があり、チャレンジャー号の事故によって打ち上げロケットの入手が遅れました。ハッブル宇宙望遠鏡は1990年4月に打ち上げられましたが、球面収差のある主鏡の欠陥により、不完全な画像しか得られませんでした。この欠陥は、望遠鏡が軌道上にあるときに発見されました。幸いなことに、ハッブル望遠鏡は宇宙空間でのメンテナンスを可能にするように設計されており、1993年12月、STS-61ミッションで宇宙飛行士がハッブル望遠鏡に運ばれ、修正と一部の部品の交換が行われました。 2回目の修理ミッションであるSTS-82は1997年2月に、3回目のSTS-103は1999年12月に実施された。さらに別の整備ミッション（STS-109）は2002年3月1日に実施された。これらの修理ミッションに備え、宇宙飛行士たちは宇宙の無重力環境を再現するマーシャル宇宙飛行センターの中性浮力施設で作業訓練を行った。
これまでのメンテナンスミッションの成功に基づき、NASAはハッブル宇宙望遠鏡への5回目のサービスミッションを実施することを決定しました。これが2009年5月11日に実施されたSTS-125ミッションです。メンテナンスと機器の追加により、ハッブルの性能は当初の計画を大幅に上回りました。ハッブルは、後継機であるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が2018年に運用開始されるまで、引き続き運用される見込みです。[ 27 ] [ 28 ]
HEAO-2（アインシュタイン天文台）が1978年に打ち上げられる前から、MSFCはより大型のX線望遠鏡の予備研究を開始していた。この取り組みを支援するため、1976年にMSFCに、X線ミラー、望遠鏡システム、および機器の検証試験と校正を行うための、当時としては唯一の規模のX線試験施設が建設された。HEAO-2の成功により、MSFCは当時先進X線天体物理学施設（AXAF）として知られていた施設の設計、開発、および建設の責任を負うことになった。スミソニアン天体物理観測所（SAO）はMSFCと提携し、科学と運用管理を提供している。[ 29 ]
AXAFの開発作業は1980年代を通して続けられた。1992年に大規模な見直しが行われ、多くの変更が加えられた。計画されていた12枚の鏡のうち4枚、そして6つの科学機器のうち2つが削除された。計画されていた円軌道は楕円軌道に変更され、最も遠い地点でも月までの距離の3分の1に達するようになった。これによりスペースシャトルを使った改良や修理は不可能になったが、軌道の大部分において宇宙船は地球の放射線帯の上空に位置することになった。
AXAFは1998年にチャンドラX線観測衛星と改名されました。1999年7月23日にスペースシャトル・コロンビア号（STS-93）によって打ち上げられました。MSFCが改造した慣性上段ブースターを使用して、チャンドラを高軌道に運びました。重量は約22,700 kg（50,000ポンド）で、スペースシャトルによって打ち上げられたペイロードとしては史上最重量でした。SAOによって運用管理されている「チャンドラ」は、稼働開始以来、優れたデータを送り続けています。当初は5年の寿命が想定されていましたが、現在は15年以上まで延長されています。[ 30 ]
チャンドラX線観測衛星は、MSFCを起源とし、1999年7月3日に打ち上げられ、スミソニアン天体物理観測所によって運用されている。0.5秒角（2.4μrad）の角分解能を持ち、最初の軌道上のX線望遠鏡よりも1000倍優れた分解能を持つ。その非常に楕円形の軌道により、65時間の軌道周期の最大85パーセントまで連続観測が可能である。星団、超新星残骸、銀河爆発、銀河団間の衝突のX線画像を撮影する能力により、運用開始から最初の10年間で、天文学者の高エネルギー宇宙の見方を一変させた。[ 31 ]
コンプトンガンマ線観測所（CGRO）は、NASAのグレート・オブザーバトリーの一つでした。CGROは1991年4月5日、スペースシャトルSTS-37ミッションで打ち上げられました。重量は37,000ポンド（17,000kg ）で、当時としては飛行した中で最も重い天体物理学ペイロードでした。CGROはNASAによって14年かけて開発され、TRWが製造しました。ガンマ線は電磁放射線の中で最もエネルギーの高いレベルで、エネルギーは100keV以上、周波数は10エクサヘルツ（10¹⁹Hz）以上です。ガンマ線は、いくつかの天体物理学的プロセスを含む、素粒子の相互作用によって生成されます。月などの宇宙物体に絶えず降り注ぐ宇宙線の流れが、この放射線を生成します。ガンマ線は核反応によるバーストも引き起こします。CGROは、連続放射線を画像化し、バーストを検出するように設計されました。
MSFCは、バースト・トランジェント源実験（BATSE）を担当していました。この実験は、0.1秒から100秒間続くガンマ線計数率の急激な変化をトリガーとして作動し、地球掩蔽法を用いて変調を測定することで、より穏やかな変動を示す源も検出することができました。9年間の運用期間中、BATSEは約8000件の事象をトリガーし、そのうち約2700件は遠方の銀河から発生したと分析された強力なバーストでした。
ハッブル宇宙望遠鏡とは異なり、CGROは軌道上での修理や改修を想定して設計されていませんでした。そのため、ジャイロスコープの1つが故障した後、NASAは機体がランダムに落下するのを待つよりも、制御された墜落の方が望ましいと判断しました。2000年6月4日、CGROは意図的に軌道から離脱し、燃え尽きなかった残骸は無害に太平洋に落下しました。MSFCでは、ジェラルド・J・フィッシュマンがBATSEやその他のガンマ線プロジェクトのデータの調査を継続するプロジェクトの主任研究員を務めています。2011年のショウ賞は、ガンマ線研究でフィッシュマンとイタリアのエンリコ・コスタが共同受賞しました。[ 32 ]
マーシャル宇宙飛行センター（MSFC）は、NASAが指定する打ち上げシステムの開発・統合機関です。最先端の推進研究室は、先進的な宇宙推進研究における国内有数の拠点となっています。マーシャル宇宙飛行センターは、宇宙機を初期構想段階から継続的な運用まで実現する技術力を備えています。製造面では、世界最大級の溶接機が2008年にMSFCに設置されました。この溶接機は、有人宇宙機向けの主要部品を欠陥なく製造することが可能です。
2011年3月初旬、NASA本部は、MSFCが1960年代後半の月探査計画のサターンVのように、低軌道を超えて大型の有人ペイロードを運ぶ新しい大型ロケットの開発を主導すると発表した。MSFCにはスペース・ローンチ・システム（ SLSS）のプログラムオフィスがある。[ 33 ]
宇宙ステーションの当初の計画では、緊急避難機能を提供する小型で低コストの乗員帰還機（CRV）が想定されていました。1986年のチャレンジャー号事故により、計画担当者はより高性能な宇宙船を検討するようになりました。軌道宇宙機（OSP）の開発は2001年に開始され、初期バージョンは2010年までに運用開始される予定でした。2004年、OSPで得られた知識は、コンステレーション計画の乗員探査機の開発に使用するためにジョンソン宇宙センター（JSC）に移管されました。運用可能なOSPは製造されませんでした。[ 34 ]
マーシャル宇宙飛行センター（MSFC）は、外部燃料タンクを含むスペースシャトルのロケット推進装置を担当していた。2003年2月1日に発生したスペースシャトル・コロンビア号の事故は、打ち上げ中に外部燃料タンクから剥がれ落ちた断熱材がオービターの左翼の耐熱保護装置を損傷したことが原因だった。
MSFCは外部燃料タンクを担当していたが、タンク自体にはほとんど、あるいは全く変更が加えられなかった。むしろNASAは、打ち上げ中に断熱材の一部が失われるのは避けられないと判断し、今後の飛行では再突入前にオービターの重要部品の検査を行うことを義務付けた。
NASAは2011年にスペースシャトルを退役させたため、米国は2020年のデモ2まで、有人宇宙ミッションをロシアのソユーズ宇宙船に頼らざるを得なくなった。 [ 35 ] [ 36 ]
2004年から2010年初頭にかけて、コンステレーション計画はNASAの主要な活動であった。MSFCは、提案されたアレスIとアレスVの大型打ち上げロケットの推進を担当した。 [ 37 ]
2006年から、MSFC（マーシャル宇宙飛行センター）の探査打ち上げプロジェクトオフィスはアレス計画に着手した。2009年10月28日、アレスIX試験ロケットがケネディ宇宙センター（KSC）の改修されたばかりの39B発射台から打ち上げられ、2分間の動力飛行を行った後、さらに4分間飛行を続け、240km （150マイル）の距離を飛行した。
フェルミガンマ線宇宙望遠鏡（当初はガンマ線大面積宇宙望遠鏡（GLAST）と呼ばれていた）は、宇宙を研究するために使用される国際的な複数機関による宇宙天文台です。2008年6月11日に打ち上げられ、設計寿命は5年、目標運用期間は10年です。主要な観測機器は大面積望遠鏡（LAT）で、0.1～300GeVを超える光子エネルギー範囲に感度があり、任意の瞬間に空の約20%を観測できます。[ 38 ] LATは、8keV～3MeVのエネルギー範囲でX線とガンマ線のバーストを検出できるGLASTバーストモニター（GBM）によって補完されており、LATと重なります。GBMは、米国国立宇宙科学技術センターとドイツのマックス・プランク地球外物理学研究所の共同プロジェクトです。MSFCがGBMを管理し、チャールズ・A・ミーガンがMSFCの主任研究者は、運用開始当初に多くの新たな発見がなされた。例えば、2009年5月10日には、その伝播特性から、重力に関する新たな理論へのいくつかのアプローチを否定すると考えられるバーストが検出された。[ 39 ]
バーストおよび過渡的源実験（BATSE）は、 MSFCのジェラルド・J・フィッシュマンが主任研究員を務め、ガンマ線バースト、パルサー、その他の過渡的なガンマ線現象からの長年にわたるデータの継続的な調査である。[ 40 ] 2011年のショウ賞（しばしば「アジアのノーベル賞」と呼ばれる）は、ガンマ線研究に対してフィッシュマンとイタリアの天文学者エンリコ・コスタが共同受賞した。[ 41 ]
マーシャル宇宙飛行センターは、地球からの打ち上げ（宇宙船）、宇宙での生活と作業（国際宇宙ステーション）、そして地球とその先の理解（先端科学研究）という3つの主要分野において、NASAのミッションを支援する能力とプロジェクトを有しています。[ 42 ]
国際宇宙ステーションは、アメリカ、ロシア、欧州、日本、カナダの各宇宙機関の協力によって運営されています。2000年11月2日以来、継続的に有人宇宙飛行が行われています。平均高度約400kmを1日に16周し、地球表面の約90%上空を通過します。質量は42万3000kgを超え、6名の乗組員が研究活動を行い、将来の宇宙探査に向けた準備を進めています。
国際宇宙ステーションは少なくとも2030年末まで運用される予定です。2011年のスペースシャトル計画の終了後、NASAのISSへの有人ミッションは、2020年にNASAの商業乗員輸送プログラムが開始され、SpaceXのファルコン9再利用型ロケットに搭載されたSpaceXのクルードラゴン宇宙船が定期的に打ち上げられるようになるまで、ロシアのソユーズ宇宙船によってサポートされていました。https ://spacenews.com/nasa-and-spacex-finalize-extension-of-commercial-crew-contract/。ボーイングのCST-100スターライナー商業乗員輸送宇宙船は、NASAが義務付けたテストプロトコルの完了後に加わる予定です。https://www.space.com/41360-how-boeing-starliner-commercial-spacecraft-works.html。
MSFCは、ペイロード運用センター（POC）を通じて、米国実験棟（デスティニー）および国際宇宙ステーション（ISS）内のその他の場所での活動を支援してきました。研究活動には、人体生理学から物理科学まで幅広いテーマの実験が含まれます。POCの科学者、エンジニア、フライトコントローラーは24時間体制で、世界中の地球上の研究者と、彼らの実験、そしてISSに搭乗している宇宙飛行士をつないでいます。2011年3月現在 これには、宇宙ステーションの乗組員41名が実施した1,100件以上の実験の調整が含まれており、6,000時間以上の科学研究が行われた。
国際宇宙ステーションでは、数百もの実験が行われてきました。ハッブル宇宙望遠鏡やチャンドラX線観測衛星による深宇宙画像は、マーシャル宇宙飛行センターの人材と施設によって部分的に実現されています。マーシャル宇宙飛行センターは、これらの望遠鏡の設計、開発、建設を担当しただけでなく、現在では宇宙空間を模擬した環境で大型望遠鏡の鏡を試験できる世界で唯一の施設でもあります。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の作業は完了し、現在、宇宙空間で組み立てられた史上最大の主鏡を使用して観測を行っています。将来的には、この施設は後継機である先進技術大型開口宇宙望遠鏡（AT-LAST）にも使用される予定です。
国立宇宙科学技術センター（NSSTC）は、NASAとアラバマ州の7つの研究大学による共同研究事業です。NSSTCの主な目的は、政府、学術界、産業界間の研究協力を促進することです。NSSTCは、先端光学、バイオテクノロジー、地球水文学・気候、情報技術、材料科学、推進、宇宙科学の7つの研究センターで構成されています。各センターは、ホストNASA施設であるマーシャル宇宙飛行センター（MSFC）またはホスト大学であるアラバマ大学ハンツビル校のいずれかによって運営されています。
マーシャル宇宙飛行センター（MSFC）のチームは、太陽、月、惑星、そして太陽系全体のその他の天体を探査するNASAのプログラムを管理しています。これには、アインシュタインの一般相対性理論の2つの予測を検証する実験であるグラビティ・プローブBや、太陽磁場と地球上の電波伝送に影響を与える現象である太陽風の起源を研究する国際ミッションであるソーラーBなどが含まれます。MSFCの月面探査前駆・ロボットプログラムオフィスは、NASA全体の月面ロボット活動に関するプロジェクトを管理し、研究を指揮しています。
MSFCは地球の気候や気象パターンを監視するシステムも開発している。地球水文学気候センター（GHCC）では、研究者たちが地球システムのデータと衛星データを組み合わせて生物多様性の保全と気候変動を監視し、農業、都市計画、水資源管理の改善に役立つ情報を提供している。[ 43 ]
2010年11月19日、MSFCはFASTSAT（Fast, Affordable, Science and Technology Satellite：高速で手頃な価格の科学技術衛星）の打ち上げに成功し、マイクロサテライトという新たな分野に参入しました。国防総省とNASAの共同ペイロードの一部であるFASTSATは、アラスカ州コディアック島のコディアック発射場からミノタウロスIVロケットで打ち上げられました。FASTSATは、複数の小型ペイロードを低軌道に運ぶプラットフォームであり、宇宙空間の自律型衛星上で低コストの科学技術研究を行う機会を提供します。重量が400ポンド（180kg ）弱のFASTSATは、科学技術研究活動を行うために必要なすべてのリソースを備えた完全な科学実験室として機能します。FASTSATは、アラバマ州ハンツビルにあるフォン・ブラウン科学技術イノベーションセンターおよびダイネティクス社と提携してMSFCで開発されました。MSFCのプロジェクトマネージャーはマーク・ブードローです。
FASTSATバスには6つの実験があり、その中にはナノサテライトであるNanoSail-D2も含まれている。これは別の衛星から打ち上げられた最初の衛星である。2011年1月21日に正常に展開された。[ 44 ]
