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Text File  |  1992-09-09  |  16KB  |  354 lines

  1. "6_10_7_4_7.TXT" (15678 bytes) was created on 09-17-89
  2. SPACE STATION FREEDOM: Langley Research Center
  3.  
  4. Traditional Center Roles and Responsibilities
  5.  
  6. The Langley Research Center was established in 1917 during
  7. World War I in the city of Hampton, Virginia, in the
  8. southeastern part of the state.  Originally a part of the
  9. National Advisory Committee for Aeronautics, the Center was
  10. called the Langley Memorial Aeronautical Laboratory after
  11. Samuel P. Langley, a contemporary of the Wright brothers.
  12. The Center has grown to cover 787 acres and is considered
  13. one of the world's premier research facilities.  Since those
  14. earliest days the Center has received five Collier Trophies,
  15. an annual trophy given for the greatest accomplishment in
  16. aeronautics and astronautics.
  17.  
  18. Langley's first wind tunnel began operation in 1921 and
  19. subsequently modernized versions helped pioneer the way to
  20. supersonic flight.  Hundreds of aircraft, including vehicles
  21. like the X-15 have been tested in wind tunnels at Langley.
  22. In 1958, Langley became part of the newly formed National
  23. Aeronautics and Space Administration.
  24.  
  25. Today, the primary work at Langley is basic research in the
  26. fields of aeronautics and space technology, including
  27. aerodynamics, materials, structures, flight systems,
  28. information systems, acoustics, aeroelasticity, and
  29. atmospheric sciences.  Approximately 60 percent of Langley's
  30. work is in aeronautical research to improve aircraft of the
  31. future.  This research includes investigation of the full
  32. flight range, from low-speed general aviation and transport
  33. aircraft through high-speed hypersonic vehicles.
  34.  
  35. The National Aero-Space Plane is challenging researchers to
  36. expand the limits of several technologies.  The plane is
  37. intended to be a fully reusable air and space vehicle that
  38. will take off horizontally from a conventional run-way,
  39. accelerate to Mach 25 (25 times the speed of sound), and
  40. achieve low-Earth orbit.
  41.  
  42. Much of the aeronautical research at Langley concentrates on
  43. subsonic aircraft.  Researchers are developing basic
  44. technology to improve their safety and efficiency.  Studies
  45. of ways to improve engine performance, the fabrication of
  46. new composite materials, vortex flow, laminar flow, wind
  47. shear, and the application of supercomputers are being
  48. conducted.  Air travel passengers in the next century will
  49. likely benefit from the current research programs being
  50. conducted at Langley.
  51.  
  52. Approximately 40 percent of the work at Langley supports our
  53. national space program.  Langley was the home of the Mercury
  54. and Gemini manned spacecraft programs before the formation
  55. of the Johnson Space Center.
  56.  
  57. Five successful lunar orbiter missions to photograph
  58. candidate Apollo landing sites were managed by Langley, as
  59. were two unprecedented planetary landing Mars missions by
  60. the Viking spacecraft.  Today, researchers conduct studies
  61. in atmospheric and Earth sciences, identify and develop
  62. technology for advanced Space Transportation Systems,
  63. conduct research in laser energy conversion techniques for
  64. space applications, and provide the focal point for
  65. conceptual design activities for both large space systems
  66. technology and space station activities.
  67.  
  68. Langley researchers did extensive work on the Space Shuttle
  69. structure, aerodynamics, and thermal protection system.
  70. Several Space Shuttle payloads have been developed at
  71. Langley, including the Long-Duration Exposure Facility,
  72. filled with 57 experiments and deployed in orbit for several
  73. years.
  74.  
  75. ACCESS, Assembly Concept for Construction of Erectable Space
  76. Structure, was a Langley project to demonstrate that large
  77. structures can be assembled, tested, repaired and
  78. manipulated in Earth orbit.  Conceptual designs and
  79. evolutionary definition studies for the space station are
  80. under way at Langley.  Related studies investigate robotics
  81. and large space systems that may be built in Earth orbit
  82. within the next decade.
  83.  
  84. Langley has 2,800  employees and 1,950 contracts.   The
  85. Center continues to pursue excellence in its quest for
  86. knowledge to keep the U.S. a leader in aeronautics and space
  87. technology.
  88.  
  89. LANGLEY  RESEARCH  CENTER
  90.  
  91. Space Station Freedom Unique Activities
  92.  
  93. Space Station Evolution
  94.  
  95. Langley is responsible for space station evolution to meet
  96. future needs such as increased research and development
  97. activities, support of a return to the Moon, or a manned
  98. expedition to Mars.  This responsibility includes conducting
  99. mission, systems, and operations  analyses; systems level
  100. planning of options/configurations; coordinating and
  101. integrating study results by others (including international
  102. partners and U.S. industry); chairing the evolution working
  103. group; and supporting advanced development program planning.
  104.  
  105. --Space structures
  106.  
  107. --Space environmental effects
  108.  
  109. --Power systems and thermal management
  110.  
  111. --Fluid management and propulsion systems
  112.  
  113. --Automation and robotics
  114.  
  115. --Sensor and information systems
  116.  
  117. --In-space systems
  118.  
  119. --Humans-in-space
  120.  
  121. Langley is responsible for representing the research and
  122. engineering community interested in using the space station
  123. for in-space technology development experimentation.  This
  124. responsibility includes:  conducting technology user
  125. accommodation analyses; representing NASA's Office of
  126. Aeronautics and Space Technology (OAST) on various space
  127. station users panels and working groups;  serving as the
  128. focal point for OAST's In-Space Technology Experiments
  129. Program; identification and analysis of technology needs of
  130. the evolutionary space station for OAST; and managing the
  131. space station structural characterization experiment.
  132.  
  133. LANGLEY  RESEARCH  CENTER
  134.  
  135. Space Station Evolution
  136.  
  137. Mature Space Station - R&D Focus
  138.  
  139. To support initiatives such as the Humans to Mars and Lunar
  140. Base projects, the space station serves first as a facility
  141. for life science research and technology development and
  142. eventually as a transportation node for vehicle assembly and
  143. servicing.  Another viable evolutionary path involves
  144. continued growth of the space station as a multipurpose
  145. research and development (R&D) facility for science,
  146. technology, and commercial endeavors.  For these options,
  147. mission and systems analyses have been conducted by Langley
  148. to determine primary resource requirements such as power,
  149. crew, and volume.  For example, studies of multidiscipline,
  150. R&D growth at the space station involved analysis of a
  151. number of considerations, each of which emphasized a
  152. particular discipline on the space station
  153. (e.g.,microgravity research).  Resource levels constrained
  154. by lift capabilities were determined utilizing
  155. transportation models with expendable and heavy lift launch
  156. vehicles as well as the Space Transportation System.  These
  157. data, along with those from the transportation node analyses
  158. performed at Langley, comprise the foundation for
  159. evolutionary requirements derivation.
  160.  
  161. LANGLEY  RESEARCH  CENTER
  162. Technology User Representation
  163.  
  164. To insure that the space station will accommodate various
  165. user activities, Langley is responsible for representing the
  166. research and engineering community (industry, universities,
  167. and government) interested in in-space technology
  168. development experimentation.  This experimentation includes:
  169. basic or applied research to improve understanding of
  170. phenomena and buildup of engineering data bases; technology
  171. development involving test/evaluation of prototype
  172. components and subsystems; and demonstrations involving
  173. proof of maturity and performance verification in integrated
  174. system context.  Langley is responsible for conducting
  175. various use accommodation analyses such as determining
  176. support equipment outfItting needs.  Langley represents OAST
  177. on various space station user panels and working groups
  178. including:  user accommodation panel; attached payload/
  179. platform accommodation working group; pressurized element
  180. payloads working group; payload manifest working group;
  181. design reference mission working group; user information
  182. systems working groups; utilization and operations review
  183. board; and utilization and operations information planning
  184. group.
  185.  
  186. Langley serves as the focal points for OAST's In-Space
  187. Technology Experiments Program  for the definition and
  188. development of industry, university, and NASA in-space
  189. experiments.
  190.  
  191. The program includes experiments in space structures, space
  192. environmental effects, fluid management and propulsion
  193. systems, power systems and thermal management, automation
  194. and robotics, sensor and information systems,
  195. humans-in-space, and in-space systems.  These experiments
  196. will initially fly on the STS or ELVs but will transition to
  197. the space station as it becomes available.  One of these
  198. experiments, the Space Station Structural Characterization
  199. Experiment, is being managed by Langley.  This experiment
  200. will instrument the space station and provide valuable
  201. engineering data to validate computer modeling codes and lay
  202. the basis for future large space systems including space
  203. station evolution.
  204.  
  205. LANGLEY  RESEARCH  CENTER
  206. Supporting Activities
  207. IDEAS2
  208. Integrated Multidisciplinary Engineering Analysis Capability
  209.  
  210. Langley expertise and involvement in systems analysis over
  211. the years has resulted in the development of a number of
  212. spacecraft computer-aided engineering (CAE) analytical tools
  213. to support advanced space system design, conceptualization
  214. engineering analysis, and performance prediction.
  215. Analytical tool products generated from this area of
  216. research have been applied to the Space Station Freedom
  217. System Engineering and Integration (SE&I) program to address
  218. the overall assessment and understanding of the interactive
  219. performance of various engineering and technology
  220. disciplines which make up such a complex spacecraft system
  221. configuration definition.  The Interactive Design and
  222. Evaluation of Advanced Spacecraft (IDEAS2) CAE system was
  223. developed to assess the design considerations to meet the
  224. mission goals and requirements by performing analytical
  225. simulations of spacecraft performance in the dynamic orbital
  226. environment of space.  The IDEAS2 computer software modules
  227. include structural synthesizers; orbital mechanics
  228. simulators; aerodynamic, gravity gradient and solar-pressure
  229. orbital environmental synthesizers; solid geometry and
  230. finite element modelers; on-orbit static, dynamic and
  231. structural analyzers; thermal analyzers; structural element
  232. design; subsystem design and data-base; performance, cost
  233. and reliability analysis algorithms.  These
  234. multidisciplinary analytical tools are interfaced such that
  235. data from one module can be accessed by another module in an
  236. interactive process which provides the capability to
  237. evaluate spacecraft systems design concepts whose
  238. performance predictions include disciplinary interaction.
  239.  
  240. SE&I  Key Analysis Support Tasks
  241.  
  242. ?#Critical Evaluation Task Force
  243. ?#Phased Program Task Force
  244. ?#Mixed Fleet Study
  245. ?#Heavy Lift Launch Vehicle Study
  246. ?#ESA Hermes Interface/Accommodation
  247. ?#Space Station Transportation Study
  248. ?#Station Keeping Platform Utilization
  249. #for Space Station Assembly
  250. ?#Industrial Space Facility Utilization
  251. #Study
  252. ?#Early Man-Tended Assembly
  253. #Sequence Studies
  254. ?#Enhanced-STS Space Station
  255. #Assembly Sequence Study
  256. ?#Space Station Microgravity
  257. #Environment Analysis
  258.  
  259. Langley conducted a number of key analysis tasks using the
  260. IDEAS2 computer program capability in support of SE&I.
  261. These tasks have included support of the Critical Evaluation
  262. Task Force which reaffirmed the soundness of the baseline
  263. space station configuration subsequent to the Challenger
  264. accident and support of various transportation studies
  265. related to space station assembly sequence options.
  266.  
  267. One of these analysis tasks  identified and assessed
  268. potential space station docking port locations to
  269. accommodate the European Space Agency's Hermes spaceplane.
  270. The Hermes vehicle will weigh approximately 21 metric tons
  271. with a length of 15.5 m and a wing span of approximately
  272. 10.5 m.  The docking port is located in the rear with
  273. cold-gas thrusters used for the rendezvous phase.
  274.  
  275. Ten potential docking port locations (shown above) were
  276. selected and evaluated with respect to several criteria,
  277. such as the clearance between the station's elements and
  278. Hermes, the complexity of approach rendezvous and proximity
  279. operations, the impact of Hermes on the flight
  280. characteristics of the space station, and the station's
  281. remote manipulator system access for final berthing
  282. operation via the grapple.
  283.  
  284. Two docking locations (front of the starboard forward node
  285. and front of the port forward node, i.e., locations 1 and 2,
  286. respectively) appeared to be the best all-around choice
  287. since there were no clearance problems.  The approach path
  288. was unobstructed along the +X axis (i.e., along the
  289. station's velocity vector).  Furthermore, no negative impact
  290. was found on the station's attitude and control.  However,
  291. Hermes cannot use these locations while the Space Shuttle
  292. orbiter is docked (location 2 is the primary orbiter docking
  293. port), and the Hermes docking port must work with the Space
  294. Transportation System docking adapter.
  295.  
  296. SPACE STATION FREEDOM: Langley Research Center
  297.  
  298. Supporting Activities
  299.  
  300. Langley expertise and involvement in systems analysis over
  301. the years has resulted in the development of a number of
  302. spacecraft computer-aided engineering (CAE) analytical tools
  303. to support advanced space system design, conceptualization
  304. engineering analysis, and performance prediction.
  305. Analytical tool products generated from this area of
  306. research have been applied to the Space Station Freedom
  307. system Engineering an Integration (SE&I) program to address
  308. the overall assessment and understanding of the interactive
  309. performance of various engineering and technology
  310. disciplines which make up such a complex spacecraft system
  311. configuration definition.  The Interactive Design and
  312. Evaluation of Advanced Spacecraft (IDEAS) CAE system was
  313. developed to asses the design considerations to meet the
  314. mission goals and requirements by performing analytical
  315. simulations of spacecraft performance in the dynamic orbital
  316. environmental synthesizers; solid geometry and finite
  317. element modelers; on-orbit static, dynamic and structural
  318. analyzers; structural element design; sub-system design and
  319. database;  performance, cost and reliability analysis
  320. algorithms.  These multidisciplinary analytical tools  are
  321. interfaced such that data from one module can be accessed by
  322. another module in an interactive process which provides the
  323. capability to evaluate spacecraft systems design concepts
  324. whose performance predictions include disciplinary
  325. interaction.
  326.  
  327. Space Station Freedom Organization
  328.  
  329. The Space Station Freedom Office is the focal point for
  330. Langley Research Center's involvement in the Agency-wide
  331. Space Station Freedom Program and is responsible for the
  332. implementation and coordination of Langley's direct support
  333. of their program.  This office is NASA's lead office for the
  334. identification, definition, and evaluation of the
  335. evolutionary space station capabilities and for the
  336. identification of technology and advanced development
  337. required for long-term evolutionary development.  The office
  338. represents the engineering community as technology users of
  339. the space station.  It also advocates flight experiments on
  340. future space Shuttle flights which contribute to space
  341. station technology use as well as flight experiments from
  342. technology programs which can contribute to both the initial
  343. operational capability and the evolutionary space station.
  344. The office also uses highly interactive computer-aided
  345. design tools to provide Langely's support to the NASA-wide
  346. in-house space station systems engineering and integration
  347. activity.
  348.  
  349. This organization currently includes approximately 30 civil
  350. servants.  There are an additional 50 people in other
  351. Langley organizations working on supporting research,
  352. studies and analysis.
  353.  
  354.